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2023-01-31
如何解決電動汽車的自燃問題？
更新時間：2022-11-18 01:14:27作者：智慧百科
即使對于電動汽車再苛刻的人，如今也不得不承認(rèn)：幾年前還是新生事物的電動汽車，今天已經(jīng)受到了用戶的熱捧。
在過去的10月份，我國新能源汽車在新車市場滲透率又一次突破了30%，在這其中純電動汽車占了絕大多數(shù)。與此同時，國內(nèi)多家車企開始向海外用戶交付電動汽車。借助電動化，中國車企終于在全世界范圍內(nèi)挺起了胸膛。
然而，動輒傳來的電動汽車“自燃”新聞，依舊會嚇壞那些對電動汽車有興趣的消費者。這里的“自燃”之所以要打引號，在于很多電動汽車燃燒的視頻并沒有展示出車輛在起火前，究竟遭遇過什么。
事實上，無論是事故撞擊還是電芯故障，亦或是充電過程中出現(xiàn)的問題，都有可能導(dǎo)致電動汽車燃燒。雖然自去年開始，各大汽車品牌紛紛推出電池安全技術(shù)，但據(jù)國家應(yīng)急管理部消息，2022年一季度新能源汽車火災(zāi)比去年同期依然上升32%。有一些甚至車牌還沒上，就遭遇了自燃窘境。其中，由電池安全導(dǎo)致的火災(zāi)，成為了主要原因。
電池是怎么燒起來的？
經(jīng)過了幾年的市場教育，用戶大多已經(jīng)明白為何電動汽車會燃燒。簡而言之，某個電池單體或電芯不受控制發(fā)熱，進(jìn)而“火燒連營”波及了周邊的電池，最終引發(fā)了熊熊烈火。
圖注：黑色橫軸以上的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，以電解液燃燒情況最為危險
這種放熱現(xiàn)象也被稱作熱失控，導(dǎo)致其發(fā)生的原因有很多，電池材料的化學(xué)活躍性、電池管理軟件故障、電芯或電池包遭遇外力破壞是主要幾個方面。其中，由于外力破壞導(dǎo)致電池包和電芯變形，進(jìn)而短路熱失控，正在成為導(dǎo)致悲劇的主要原因。
因此，如何防范外力導(dǎo)致的熱失控，成為車企關(guān)注的重點。近年來，很多車企和電池制造商，都發(fā)布了自身電池單體進(jìn)行針刺試驗的宣傳。在視頻中，這些電池單體在被鋼針刺穿后不爆燃也沒有濃煙，顯示出相比較其他“一扎就炸”的三元鋰電池，前者要穩(wěn)定得多。
但這對于保證電動汽車的安全性來說，其實只是把事情做了一半。因為電芯在電池包中是緊密排列的，散熱條件遠(yuǎn)沒有實驗室中那么理想。更重要的是，這種針刺試驗更多是在電化學(xué)特性相對而言并不活躍的磷酸鐵鋰電池上進(jìn)行的。能力密度更高且化學(xué)特性更加活躍的三元鋰電池，則鮮有嘗試。
而這，才是行業(yè)痛點。畢竟，后者才更多在中高端新能源汽車上使用。
圖注：某電動汽車底盤蜂窩狀排列的電芯
不過，純電動汽車賽道的主流玩家埃安，就針對此進(jìn)行了嘗試與突破。此前，埃安聯(lián)合中國汽車技術(shù)研究中心（以下簡稱“中汽中心”），對該公司自主研發(fā)的新一代動力電池安全技術(shù)——彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)（簡稱“彈匣電池”），進(jìn)行了行業(yè)內(nèi)首個三元鋰電池整包針刺不起火的試驗。
值得注意的是，這場實驗里專家們?yōu)殡姵匕O(shè)定的實驗參數(shù)，是按照國家標(biāo)準(zhǔn)頂格乃至超出進(jìn)行設(shè)定的。而令人安心的是，即使是這樣，埃安的彈匣電池表現(xiàn)依舊堪稱完美。
在實驗中，中國汽車技術(shù)研究中心首席專家、國家電池安全標(biāo)準(zhǔn)起草人之一劉仕強(qiáng)博士帶領(lǐng)團(tuán)隊，用一根8毫米粗的鋼針，刺穿了彈匣電池包。
試驗結(jié)果顯示，彈匣電池在試驗過程中熱事故信號發(fā)出5分鐘后，僅出現(xiàn)短暫冒煙，無起火和爆炸現(xiàn)象。靜置48小時后，電壓降至0V，溫度恢復(fù)至室溫。針刺后只有被刺電芯模塊熱失控，沒有蔓延到其他電芯。
這種遠(yuǎn)超國標(biāo)要求的成績不僅能保證車上人員在事故中的安全，就算等到受損車輛移動到停車場后，也能避免產(chǎn)生安全隱患。
避免燃燒，得靠電池自己努力
其實，當(dāng)前大多數(shù)電動汽車都有針對電芯熱失控的安全方案。不過大多數(shù)企業(yè)采用的方式，例如增加泄壓閥，在設(shè)計上為電池提供冗余散熱空間等等，都是在延緩電池?zé)崾Э睾鬅釘U(kuò)散的速度，進(jìn)而為車上人員提供逃生時間。
總而言之，屬于被動安全。
然而《三國演義》中有言：與其揚(yáng)湯止沸，不如釜底抽薪。如何讓電池包學(xué)會自主控溫降溫，將火苗扼殺在搖籃里，才是從源頭避免電池包熱失控的正確方式。
對此，埃安給出的方案是雙管齊下。一方面極大地提升電池的穩(wěn)定性，另一方面則是優(yōu)化軟硬件系統(tǒng)，讓整個電池包系統(tǒng)變得更加“聰明”。
首先在電池層面，埃安彈匣電池中的電池單體采用了超高耐熱穩(wěn)定電芯。在動力電池最容易出問題的正極材料方面，彈匣電池采用納米級包覆及摻雜技術(shù)，有效提升了電芯的熱穩(wěn)定性。
而在電解液方面，彈匣電池采用了特殊電解液添加劑，在加熱至120℃以上時，能夠在活性材料表面自發(fā)聚合，形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低熱失控反應(yīng)放熱。相當(dāng)于，電解液能在高溫下自動產(chǎn)生“保護(hù)膜”。
接下來，是在電池包軟硬件的系統(tǒng)環(huán)境層面的優(yōu)化。在硬件層面，埃安為彈匣電池包的表面布置了全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道，并設(shè)計了高精準(zhǔn)的導(dǎo)熱路徑。這些設(shè)置將彈匣電池的散熱面積提升了40%，散熱效率提升了30%。不僅可以有效對抗熱失控后的熱蔓延，還能在日常行駛中提升散熱效率，優(yōu)化車輛性能。
在軟件層面，彈匣電池配備了全時管控的第五代電池管理系統(tǒng)（BMS）。借助最新一代車規(guī)級電池管理系統(tǒng)芯片，能夠全天24小時不間斷地進(jìn)行全時巡邏模式。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時，BMS可立即啟動電池速冷系統(tǒng)開始降溫。
最后在電池包整體的結(jié)構(gòu)安全層面，埃安為彈匣電池配備了超強(qiáng)隔熱的安全艙。其擁有采用網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和可耐1400°C高溫的上殼體，能夠讓三元鋰電芯熱失控不蔓延到相鄰電芯。
正是有了這些電池安全“黑科技”，埃安的彈匣電池在電池整包測試中取得了令人安心的成績。
也正是由于達(dá)到了業(yè)內(nèi)頂級的技術(shù)水平與安全性，埃安的彈匣電池同樣得到了行業(yè)認(rèn)可。在歷經(jīng)了四個多月，由中國汽車技術(shù)研究中心、中國汽車工業(yè)協(xié)會、中國汽車工程學(xué)會、中國汽車流通協(xié)會、中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會汽車行業(yè)分會五大行業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)的嚴(yán)格測評后，彈匣電池在央視舉辦的第二屆中國汽車風(fēng)云盛典上以“廣汽埃安·動力電池技術(shù)群”的身份，斬獲了評委會特別獎。
對于埃安的安全標(biāo)簽，顯然用戶是買單的。作為首個搭載彈匣電池的電動汽車，AION Y在2021年6月就成為了A級純電動SUV的銷量冠軍。而這距離該款車上市才僅僅兩個月。在今年3月，AION Y的交付就接近萬輛，成為了中國品牌純電動SUV的銷冠。在今年8月，AION Y的累計銷量就突破了10萬輛，成為全國全品類SUV前十。
賣出30萬輛0自燃，
彈匣電池已成埃安標(biāo)配
在AION Y車型上市后，搭載彈匣電池的埃安品牌電動車?yán)塾嬩N量到今天已經(jīng)超過30萬輛，無一輛發(fā)生自燃，也從沒有發(fā)布過召回公告。顯然，埃安的彈匣電池也在用自身實力，回報著消費者的信任。
隨著彈匣電池成為埃安全系車型的標(biāo)配，整個埃安品牌在2022年截至目前的表現(xiàn)十分亮眼。根據(jù)乘用車市場信息聯(lián)席會的數(shù)據(jù)，埃安在剛過去的10月份實現(xiàn)了超過3萬輛的銷量，在新能源汽車賽道超過了上汽、長城、“蔚小理”等傳統(tǒng)及新勢力品牌。在今年1到10月，埃安賣出了超過21萬輛新車，進(jìn)入了全國新能源汽車銷量的前五名。
隨著旗下多車型的大賣，埃安車的成交均價已經(jīng)提升至18萬元。在用戶構(gòu)成方面，C端消費者占80%。如今，這家年輕的自主品牌已經(jīng)通過C端市占率的穩(wěn)步提升證明了自身的產(chǎn)品力，贏得了普通大眾消費者的認(rèn)同，擺脫了“網(wǎng)約車”的標(biāo)簽。而“怕自燃，選彈匣”，也成為了越來越多消費者對埃安的品牌認(rèn)知。
而在這背后，是埃安圍繞安全的持續(xù)發(fā)力。圍繞彈匣電池的研發(fā)，埃安依托廣汽研究院、廣汽研究院硅谷中心，組織了超過600人的中外頂級電芯專家團(tuán)隊。其中博士超過60位，比例高于10%。
目前，埃安已經(jīng)在動力電池過流保護(hù)、電池?zé)嵋种品椒?、電池?zé)崾Э乇O(jiān)控及預(yù)警等方面進(jìn)行研究開發(fā)，擁有超過80項專利，在全球占據(jù)領(lǐng)先水平。
不過，埃安身上的科技標(biāo)簽也不僅限于彈匣電池這一個。在廣大車企都在比拼的整車平臺和智能駕駛層面，埃安在今年也帶來了最新進(jìn)展。本月初，埃安推出Hyper Tec，帶來全新一代高端純電專屬平臺AEP3.0和全新一代高端電子電氣架構(gòu)——星靈架構(gòu)。
AEP3.0平臺繼承了上一代的高安全、長續(xù)航和大空間的優(yōu)勢，還率先引入了超跑科技，憑借“超跑級電驅(qū)技術(shù)”和“賽道級后驅(qū)駕控”，打破了純電操控“夠快不夠爽”的固有認(rèn)知。
值得一提的是，超跑級電驅(qū)技術(shù)中應(yīng)用的智能多模換擋系統(tǒng)，此前僅僅在售價超過百萬的保時捷Taycan的部分高配車型上才有搭載。
而在電子電氣架構(gòu)層面，星靈架構(gòu)則開創(chuàng)性地采用了航天科技，通過融合風(fēng)云三號紅外遙感技術(shù)、第二代智能可變焦激光雷達(dá)等39個感知傳感器，和應(yīng)用航天級星基融合定位技術(shù)，針對智能汽車的智駕安全問題給出了系統(tǒng)性解決方案，帶來全天候安全智駕。
由此可見，埃安正在將自家超跑Hyper SSR上賽道性能與中國航天的最新科技下放給到主流量產(chǎn)車。未來的埃安新車，不僅僅能做到足夠安全，還能擁有參照跑車的駕駛性能。
如今，在技術(shù)上堅定布局，在消費者心中贏得了信任的埃安，同樣在資本市場上收獲認(rèn)可。據(jù)悉，埃安A輪掛牌預(yù)期是融資150億元。但是掛牌之后由于投資機(jī)構(gòu)認(rèn)購熱情高漲，埃安最終募集的資金超出原計劃22%，多募集33億元，達(dá)到了183億元，創(chuàng)造了汽車行業(yè)最高額的單筆融資記錄。而在完成A輪融資后，埃安也成為了迄今為止未上市的新能源汽車企業(yè)中，估值最高的公司（約為1032億元）。
對于飛速變化的車市來說，贏得市場是艱難的。因為消費者的需求在變，競爭者的策略打法與新產(chǎn)品層出不窮。而在這樣激烈競爭的紅海中，實現(xiàn)領(lǐng)先的路徑也是“簡單”的：只要持續(xù)押注技術(shù)研發(fā)，圍繞用戶痛點打穿打透，市場也不會虧待這樣“腳踏實地”的玩家。
相信隨著越來越多消費者開始將電動車作為自己的選購目標(biāo)，搭載了“0自燃”彈匣電池和Hyper Tec科技的埃安，將成為更多用戶的首選。