研究了一下岚图发布的琥珀/云母电池,概括要点如下:
“琥珀/云母电池”是一种名为“三维隔热墙”的电池包安全技术,并非电芯技术。
此次岚图发布会表达了一个意思:岚图不生产电芯,但全面自研电池系统安全技术,以技术更好地兑现品牌对车主安全的理解。
琥珀与云母:防止热扩散的三维隔热墙
岚图的“三维隔热墙”就是充分利用热失控的“链式反应”特征,力图将单体电芯的热失控“就地隔离”,从而保护整个电池包的安全:
岚图的“三维防火墙”技术
“琥珀”与“云母”,则是岚图实现“三维隔热墙”的技术手段:
1.琥珀电池
在岚图FREE的纯电版电池包中,填充了有机硅聚合物+低密度隔热材料+阻燃剂的复合材料,形成高效的隔热阻燃绝缘层,使得每个电芯单元像“琥珀”一样处于充分包裹中。
具体效果就是单个电芯热失控了、不小心“发烧”了,但在“就地隔离”的措施下,不会扩散到周围的电芯。
岚图的三维隔热墙技术
这种思路并不难想到,难的是工程实现。岚图汽车新能源技术总监黄敏博士现场介绍:“为了使三维隔热层每个电芯间隙填充均匀,并攻克气泡等工艺难题,我们采用独特的模块开孔方案,尝试数十种复合材料”。
个人认为,琥珀电池的技术难题不止于此。例如,电池热管理技术中,保证温度一致性的一个主要思路就是增强导热性,甚至有人提议干脆就上导热硅脂吧!
岚图增加了“隔热材料”的琥珀,就意味着要在电池热管理上做更多的研发工作,才能兼顾安全与寿命。牵一发而动全身,正向的自主研发从来都不容易。我对岚图是如何兼顾这两点的也非常感兴趣,目前还没有见过拆解后的岚图电池包,将来有机会看到后再深入研究。
2.云母电池
在岚图FREE的增程版电池包中加入层状Al-Si云母和气凝胶,且电芯和云母、气凝胶会像云母石一样层叠堆积,因而命名为“云母电池”。
云母的特点是耐高温,可以防止热失控的进一步蔓延,特别是防止明火对热扩散的加速效果。特斯拉也采用了相似的方案,在
工科男老王的拆车视频中有介绍:琥珀与云母之外:保护、诊断与未来布局
上文介绍的琥珀与云母电池技术,都属于第2层面的“防止热扩散”技术。
其实本次发布会上,还公布了第1层面的保护技术和第2层面的诊断技术。
1.电池包保护
发生碰撞时,要尽量保护电芯不要变形,那就要遵循“强-弱-强”的三明治结构:
首先,车身和电池框架要“强”,既保护电池包,也保护乘员。岚图FREE车身高强钢占比高达75%,其中MPa以上31%;特别是侧面结构中,B柱、门槛、车门防撞梁均采用了MPa上的超高强度钢或热成形钢。
其次,电池包的外围结构要“弱”,以溃缩吸能。如果碰撞较为严重波及到了电池包,那尽量让外围结构变形,吸能碰撞能量,从而保护电池内部的电芯安全。岚图设计了30mm+的形变吸能空间,这其实与车身设计的原理也是相似的。
然后就是电池包内部结构一定要“强”——若外围结构溃缩还没有完全吸收碰撞能量,那也不办法了,只能“裸衣”硬扛!岚图在电池包内部设计了多条横纵加强梁,形成横纵交织的立体结构——只要骨头足够硬,内脏也可以保护得很好。
对电池包最严苛的碰撞试验,莫过于欧洲E-NCAP的75度角侧面柱碰试验了。在设计合理的层层保护之外,岚图FREE横梁仅发生小程度溃缩,而电池模组与电芯没有受到挤压影响,从而保护了电池安全。
除此之外,岚图虽然不生产电芯,但为电芯开发了独特的防爆阀和熔断装置,作为“最后一层防护”。一旦有极端的撞击侵入,电芯造成短路或电芯内压力增加,电池双保险能立即启动保护作用,切断电池内短路回路,释放额外压力,确保电池不起火、不爆炸。
在发布会现场,岚图对电池包进行了挤压测试、模拟碰撞测试与高温淋水测试,电池包均安然无恙。
左上:高温淋水测试左下:挤压测试右:模拟碰撞测试
2.更强的监测与诊断系统
传统的诊断算法置于车载BMS内部,只能根据单车信息进行诊断。未来的云端BMS可以充分利用大数据信息和超强算力来更早、更准地诊断出隐患,将事故扼杀在摇篮。
效果好不好,光说没有用,咱们还是要观察后续疗效。但是,最起码岚图的思路是正确的;一家脱胎于传统车企的“新势力”在技术路径上并不落伍,这点我还是很惊讶的。
3.未来布局
发布会的结尾,岚图发布了电池技术的未来主攻方向:高镍软包电池、固态电池与大功率快充技术。
其中,高镍软包电池计划实现完全无热失控,还要达成行业最佳的能量密度与功率密度,并导入Wh/kg的电池技术。高能量密度与高安全性如何兼得?这点还是让人非常好奇的!另外,固态电池技术也已进入商品化开发的日程。
快充技术也列出来具体的技术指标:20分钟60%电量;基于下一代V与SiC技术,实现10分钟km的目标。内部人士透露,岚图超充技术也将在9月底正式亮相;在基础设施上的投入,体现了岚图在汽车电动化方面的决心。
来源:张抗抗
本文编辑:佚名
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