类星频道

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2021-09-19

岚图:电池安全拥有一票否决权

  1. 岚图
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作者:小董同学

9 月 17 日,岚图在天津中汽研举办了电池安全技术发布会。

发布会上岚图分别介绍了旗下琥珀电池系统、云母电池系统、三维隔热墙的技术原理、电池 Pack 的五层安全防护、岚图云 BMS 技术。并对下一代岚图的电池研发和超充规划做了介绍。

岚图 CEO 卢放博士在会上表示,岚图汽车内部研发优先级中,电池安全拥有一票「否决权」。

那么拥有最高优先级的岚图电池安全系统又会有怎样的表现呢?

琥珀&云母

在聊琥珀和云母电池系统前,先来看看在发布会前,我们在中汽研现场进行的三场众测。

首先是挤压测试挑战,其目的是为模拟整车碰撞后的侵入场景。以半径 75mm 的刚性半圆柱体,以 200 kN (国标为 100 kN)的力挤压,并保持 10 分钟。现场的挤压位置大约在驾驶员躯干左右,根据现场工作人员讲解,岚图内部对电池包很多位置都进行了挤压测试。

在模拟碰撞测试中,实验开始前经过短暂的蓄能,以 50 g / 60 ms(国标最大 28 g / 60 ms)的加速度撞击电池包。其目的是为了测试电池包在模拟撞击的加速度下的表现。

最后来到高温淋水测试,模拟高温高压洗车场景,在 75 - 85 ℃、10 MPa 的高温高压水流冲击电池包接插件,持续三分钟。10 Mpa 是一种什么概念呢?举个例子,洗车房的高压水枪一般是 3 - 5 Mpa。并且在测试中冲击位置正是动力电池的接口处,在经过三分钟水流冲击后并没有出现进水的情况。

那么岚图 FREE 在电池安全上是如何做的呢?

本次发布会上岚图发布了「琥珀」「云母」自研电池系统技术。据岚图新能源技术总监黄敏博士介绍,「琥珀」电池系统技术应用于岚图 FREE 纯电版,「云母」电池系统技术则应用于岚图 FREE 增程版车型上。

琥珀云母两者的区别在于三维隔热墙的材料以及结构不同。「琥珀」采用的三维隔热墙技术是在电池包内填充有机硅复合材料,这种材料的特点是结合有机硅聚合物+低密度隔热材料+阻燃剂,其中有机硅聚合物具有良好的绝缘性,并具备耐腐蚀性和隔热性,配合上低密度隔热材料和阻燃剂,形成高效的隔热阻燃绝缘层,使得每个电芯像「琥珀」一样处于充分包裹中,这是将其命名为「琥珀」的原因。

而「云母」则是在电池包内加入层状 AI - Si 云母和气凝胶,采用气溶胶隔热阻燃防护层。此外岚图还在每个电芯底部配备了液冷系统,帮助每个电芯进行充分冷却。

除了对电芯的保护外,岚图还在被动安全和主动安全上对电池包实施了更全面的保护措施。

被动&主动安全

黄敏博士在发布会上说了一句「岚图不生产电芯,我们更加关注解决电池系统安全问题」。

解决电池安全问题的第一步就应该是防护。

为了保护好电池,避免电芯受到损伤和破坏,车身为电池做出了第一道防护。岚图 FREE 车身采用的高强钢占比 75%,1500 MPa 以上 31%。B 柱和车门门框都采用了 1500 Mpa 超高强度钢,在防撞梁上则采用 2000 MPa 超高强度钢。当然对于一个中高端 SUV 来说,这应该只是及格线。

在第一道防护线车身后,第二道防护线就是电池包的框架,当电池包受到外部撞击时,采用高强度铝的合金框架与多条加强筋配合形成的电池外壳防护,以及电池包内两横一纵的加强梁防护,可以有效分解碰撞压力。据岚图官方,这可以让电池包抵御高达 20 吨的挤压而不发生安全事件。

此外,岚图还对电池包预设了超过 30 mm 的形变吸能空间,用于吸收碰撞时末端的挤压冲击,尽量保护内部电芯免受损伤。

最后,岚图还采用了防爆阀和熔断装置组成电芯双保险。在强烈撞击后,即便侵入电池包造成短路,电芯双保险可以立即启动保护作用,切断电池内短路回路,释放额外气压,避免电芯的起火、爆炸。

除了这五层防护外, 岚图还采用了三维隔热墙技术,其原理是将每个电芯三维立体包裹,这样使得电芯与电芯之间,形成隔热阻燃绝缘防护层。众所周知,电池的起火或者爆炸,主要因单个电芯起火后,波及周围电芯,进而导致整个电池系统热失控,从而发生自燃、爆炸等情况。三维隔热墙就相当于把电芯放在「安全仓」中,即使出现起火的情况也不会波及其他电芯。

也就是说岚图用车身、电池包框架 、电池包内加强梁防护、形变吸能空间和电芯双保险组成了对电池 PACK 的五层安全防护和运用三维隔热墙技术包裹电芯。组成了岚图对电池包的「被动安全」。

那什么是「主动安全」呢?

岚图与合作伙伴共同开发了远程动力电池数据分析及管理技术—— 岚图云 BMS。其具备四大功能,在云端额外布置硬件算力无穷大,软件功能可升级的云 BMS,不仅仅是远程数据的采集和监控,更重要的是基于大数据的算法,根据大量车辆数据,进行学习,来做电池的诊断和控制。

岚图的云 BMS 具备四个特点,第一点是算力,目前云 BMS 可以同时在线服务 100 万辆车,对于 95% 以上的响应时间可以做到 1 秒以内。可以对 PB 级的数据进行运算和永久存储,数据的可靠性可达到 99.99%。

第二点是提前预警,通过建立云端故障监控模型,岚图云 BMS 可以解析多达 108 个电池特征参数。基于电池历史的运行工况和实时数据,通过大数据平台分析、诊断和预警电池故障,实现 7*24 小时在线跟踪,并通过 APP 对电池系统可能出现的异常推送安全预警,可以做到平均提前 2 小时对冒烟、起火等严重事故进行预警,对欠压、过压或者内短路等潜在故障可以做到提前一周预警。

第三点是护理,岚图专属云 BMS 根据用户的实际使用工况、充点电倍率等多个维度建立了一套电池健康评价体系,目前岚图已经可以对电池剩余寿命 80%、70% 的预测准确性做到 95%。可向用户提供最优的电池保养建议,延长电池系统使用寿命。

最后一点是自学习,随着车辆越来越多和使用时间增长,岚图云 BMS 故障预测和健康度的预测模型还能不断优化模型参数,提升预测精度。

对于「主动安全」,除了蔚来的换电体系外,目前在做这件事的电动车车企并不多,前两天外媒报道了 2013 的 Tesla Model S P85 换电池的新闻,特斯拉官方售后换整个电池包的成本是 22500 美元,最终车主去第三方换了其中两个模组,最终花费 5000 美元,可见换电池的成本还是比较昂贵的。

类似岚图这种线上监控电池安全,对消费者来说绝对是好事情。不仅仅是对电池故障的检测,还有对电池健康的评价体系,当电池某个模块出现问题时,可以及时告知车主,避免更大的安全故障发生。毕竟车不是易耗品,很多人开 10 年或者更久,长期可靠也正是消费者所需要的。

通过岚图云 BMS,岚图完成了「主动安全」,配合上岚图对电池 PACK 的五项被动安全。这使得岚图通过了 80 个大项、150 个小项的测试,包括模拟用户用车场景、火烧、挤压、温度冲击、振动冲击、底部球击、冷却液泄漏等测试。

在实验室外,岚图累计进行的道路耐久试验里程超过 300 万公里,整车、电池系统历经全路况以及零下 40℃、高温 50℃ 等极端环境测试。

写在最后

在发布会上,岚图对下一代电池研发和超充规划进行展示。第一代快充桩将马上与我们见面,20 分钟即可充能 60%。在第二代超充桩充电时间将会提升到到充电 10 分钟续航 400 km 的水平。同时在岚图未来车型里也会搭载 800 V 电子电气架构和 SiC 碳化硅技术的产品。

电池研发方面,岚图的下一代电池技术将能量密度达到 330 Wh/kg。同时岚图表示固态电池已经列入商品化开发日程。

回到现在,岚图已经完成了从内到外的对电池的防护多层防护,在测试中已经取得了好成绩,接下来就需要等岚图 FREE 大批量交付后,用时间来验证了。

本文著作权归作者所有,并授权 42 号车库独家使用,未经 42 号车库许可,不得转载使用。
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