琥珀和云母是誰？ 嵐圖全新電池技術(shù)正式發(fā)布
看見這篇文章的標(biāo)題，可能99%的人都覺得作者腦袋瓦特了吧？事實上，這里說的“琥珀”和“云母”不是昂貴的文玩收藏品或者可以用一堆化學(xué)名詞來解釋的礦物質(zhì)，而是嵐圖在9月17日發(fā)布的全新電池安全技術(shù)。在位于天津中國汽車技術(shù)研究中心舉辦的這次發(fā)布會，不僅發(fā)布了嵐圖自研的電池安全技術(shù)，同時進(jìn)行了擠壓、碰撞、高溫淋水等安全測試，展示了嵐圖汽車作為電動汽車“國家隊”的不俗技術(shù)實力。
對于一輛電動汽車而言，用戶的安全是最為重要的，而在這其中，電池安全又是重中之重，嵐圖汽車CEO盧放博士表示：作為新能源“國家隊”，嵐圖更為務(wù)實，秉持用戶安全至上的價值觀，將“用戶理念”作為企業(yè)的戰(zhàn)略級選擇，從用戶安全、用戶價值、用戶體驗、用戶共創(chuàng)四個維度出發(fā)，成為可持續(xù)的用戶型科技企業(yè)。
目前電動汽車主要使用磷酸鐵鋰和三元鋰兩種電池。二者各有優(yōu)勢，又各有短板，三元鋰電池具備能量密度高、低溫性能好的特點，常用于高端電動品牌。但相較于磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池有著更高的安全防護(hù)及熱管理要求。因此，三元鋰電池若想在高性能和高安全上達(dá)到平衡，冷卻系統(tǒng)以及整個電池包的熱管理系統(tǒng)是核心突破口。
2021年1月1日，新國標(biāo)GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》開始實施，并針對電池安全新增熱擴(kuò)散試驗，規(guī)定電芯單體熱失控后，整個電池包不起火、不爆炸的安全時間為5分鐘。為了實現(xiàn)并超越國標(biāo)所要求的熱擴(kuò)散安全性能，同時保持能量密度、成本和安全的平衡，嵐圖打造出“琥珀” 電池系統(tǒng)和“云母”電池系統(tǒng)兩項電池PACK核心技術(shù)。
據(jù)黃敏博士介紹，“琥珀”和“云母”電池系統(tǒng)均采用高質(zhì)量的三元鋰電芯。基于行業(yè)唯一的雙動力路線解決方案，嵐圖將全新自研電池系統(tǒng)分別應(yīng)用于嵐圖FREE純電版、增程版。其中“琥珀”電池系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于嵐圖FREE純電版，“云母” 電池系統(tǒng)技術(shù)則應(yīng)用于嵐圖FREE增程版。
“琥珀”和“云母”的區(qū)別是什么？
“琥珀”和“云母”兩種電池系統(tǒng)的區(qū)別主要在于三維隔熱墻的材料及結(jié)構(gòu)不同。
“琥珀” 電池系統(tǒng)的三維隔熱墻技術(shù)是在電池包內(nèi)填充特殊的有機(jī)硅復(fù)合材料，這種材料的特點是結(jié)合有機(jī)硅聚合物+低密度隔熱材料+阻燃劑，形成高效的隔熱阻燃絕緣層，使得每個電芯單元像“琥珀”一樣處于充分包裹中。
“云母” 電池系統(tǒng)三維隔熱墻技術(shù)，是在電池包內(nèi)加入層狀A(yù)l-Si云母和氣凝膠，且電芯和云母、氣凝膠會像云母石一樣層疊堆積。
“琥珀”和“云母”的應(yīng)用場景如何？
目前，“琥珀”電池系統(tǒng)應(yīng)用于嵐圖FREE純電版，而“云母”電池系統(tǒng)應(yīng)用于嵐圖FREE增程版。
電池管理系統(tǒng)的優(yōu)勢：自研云端BMS系統(tǒng)
同時，嵐圖汽車堅持用戶安全至上的原則，開發(fā)了云端BMS系統(tǒng)，使得電池系統(tǒng)的安全得到了進(jìn)一步提升。目前電動汽車搭載的車端電池管理系統(tǒng)即BMS，局限于本車的電池管理，本地存儲和計算能力有限，無法對車輛的電池系統(tǒng)提供長期精確的安全管理，嵐圖汽車在全系車型具備BMS OTA功能的基礎(chǔ)上，開發(fā)了嵐圖專屬云BMS，能夠?qū)崿F(xiàn)同時在線服務(wù)百萬輛車并且提供全生命周期的電池健康和安全管理。
通過建立云端故障監(jiān)控模型，嵐圖專屬云BMS能夠?qū)Σ煌挠脩魣鼍凹右詤^(qū)分，基于過去收集的歷史運(yùn)行工況和實時數(shù)據(jù)，嵐圖由云端大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行分析、診斷和預(yù)警電池故障，實現(xiàn)7*24小時在線跟蹤，并通過APP對電池系統(tǒng)可能出現(xiàn)的異常推送安全預(yù)警，做到提前2小時對冒煙、起火、爆炸等關(guān)鍵故障預(yù)測，對3級故障做到提前一周預(yù)警。同時，嵐圖專屬云BMS還從充放電倍率、深度和環(huán)境因素等多個維度建立了一套完備的電池健康評價體系，向用戶提供最優(yōu)的電池系統(tǒng)維護(hù)和保養(yǎng)建議，持續(xù)跟蹤分析電池狀態(tài)，實現(xiàn)更優(yōu)的電池系統(tǒng)管理策略和效果，延長電池系統(tǒng)使用壽命。隨著車輛接入量增加和使用時間增長，嵐圖專屬云BMS故障預(yù)測和壽命預(yù)測模型還能不斷優(yōu)化模型參數(shù)，提升預(yù)測精度，做到越用越“聰明”。
被動安全必不可少，PACK安全防護(hù)設(shè)計加持
在被動安全防護(hù)上，嵐圖采用了PACK五層安全防護(hù)，由定制化開發(fā)的車身防護(hù)，結(jié)合高強(qiáng)框架、壓力傳遞、形變吸能和電芯雙保險，一共采取了五層電池安全結(jié)構(gòu)設(shè)計。
車身防護(hù)：由于汽車的前后部都有足夠的緩沖吸能空間，對于電池系統(tǒng)而言，側(cè)面通常是面臨威脅最大的方向。嵐圖FREE車型的B柱結(jié)構(gòu)，采用了TRB工藝的1500Mpa超高強(qiáng)度鋼材；在車門門檻位置，用了雙層結(jié)構(gòu)的1500MPa超高強(qiáng)度熱成型鋼；前后車門內(nèi)部，還有行業(yè)最高等級的2000MPa熱成型鋼制成車門防撞梁。最強(qiáng)的車身防護(hù)，這是嵐圖對電池系統(tǒng)的第一層防護(hù)。
高強(qiáng)框架：在高強(qiáng)度車身的內(nèi)部，電池包外殼采用高強(qiáng)鋁合金框架、帶多條加強(qiáng)筋的特殊設(shè)計，讓整個電池包結(jié)構(gòu)更強(qiáng)、更耐撞擊。在嵐圖的安全測試中，電池包可以抵御高達(dá)20噸力（相當(dāng)于一輛輕型坦克的重量）的擠壓而不發(fā)生安全事件。高強(qiáng)度耐沖擊的電池包外殼，是嵐圖FREE對電池系統(tǒng)的第二層防護(hù)。
壓力傳遞：電池包系統(tǒng)的防護(hù)設(shè)計不止步于外殼。在電池包內(nèi)部，嵐圖設(shè)計了與車身結(jié)構(gòu)相匹配的多條橫縱加強(qiáng)梁，通過橫亙整個電池包的橫縱交織立體結(jié)構(gòu)，將來自外界的碰撞能量充分地分解與吸收，保護(hù)內(nèi)部電芯免遭碰撞力的傷害。高效的壓力傳遞，這是嵐圖對電池系統(tǒng)的第三層防護(hù)。
形變吸能：假設(shè)遭受到罕見的、過于猛烈的撞擊，無法完全避免電池包遭受碰撞壓力，嵐圖還對電池包預(yù)設(shè)了形變吸能空間，留有超過30mm的形變空間，在電池包受撞擊變形時，保護(hù)其中電芯免遭損傷。高效的形變吸能，這是嵐圖對電池系統(tǒng)的第四層防護(hù)。
電芯雙保險：嵐圖為電芯開發(fā)了獨特的防爆閥和熔斷裝置。一旦有極端的撞擊侵入，電芯造成短路或電芯內(nèi)壓力增加，電芯池雙保險能立即啟動保護(hù)作用，切斷電池內(nèi)短路回路，釋放額外壓力，確保電池不起火、不爆炸。電芯雙保險，這是嵐圖對電池系統(tǒng)的第五層防護(hù)。
嵐圖電池實驗室眾測挑戰(zhàn)
除了優(yōu)秀的設(shè)計與領(lǐng)先技術(shù)之外，嵐圖還進(jìn)行了大量的研發(fā)試驗來驗證電池的安全性和可靠性。本次在天津我們也參觀到了三個實驗室的測試演示，基本都是與PACK五層安全防護(hù)所相關(guān)的。
1、擠壓測試挑戰(zhàn)：
試驗?zāi)康模?/strong>模擬整車碰撞之后的侵入場景。
挑戰(zhàn)超國標(biāo)：以半徑達(dá)75mm的剛性半圓柱體，以200 kN（國標(biāo)要求是100kN）的力擠壓，保持10分鐘，觀察1小時。
試驗結(jié)果：電池包不起火、不爆炸。
2、模擬碰撞測試挑戰(zhàn)：
試驗?zāi)康模?/strong>模擬整車碰撞產(chǎn)生的加速度場景。
挑戰(zhàn)超國標(biāo)：加速度50g/60ms（國標(biāo)最大28g/60ms）；然后觀察兩小時；
試驗結(jié)果：電池包無泄漏、外殼無破裂、電池包無起火或爆炸現(xiàn)象；絕緣電阻不小于100Ω/V。
3、高溫高壓淋水測試挑戰(zhàn)
試驗?zāi)康模?/strong>模擬高溫高壓洗車場景。
挑戰(zhàn)超國標(biāo)：75-85℃、10MPa（國標(biāo)強(qiáng)檢無）的高溫高壓水流沖擊電池包接插件及各個密封面，時間3分鐘，拆開電池包檢查。
試驗結(jié)果：電池系統(tǒng)未進(jìn)水，電池包無起火、無爆炸。
除了優(yōu)秀的設(shè)計與領(lǐng)先技術(shù)之外，嵐圖還進(jìn)行了大量的研發(fā)試驗來驗證電池的安全性和可靠性。目前，國際上電動汽車電池安全測試標(biāo)準(zhǔn)共計20余項，嵐圖在此基礎(chǔ)上增加超60大項，通過80大項150小項的極端嚴(yán)苛測試，模擬用戶用車場景，通過火燒、擠壓、溫度沖擊、振動沖擊、底部球擊、冷卻液泄露等遠(yuǎn)超國標(biāo)的電池安全嚴(yán)苛測試，打造電池包全場景安全。
在試驗室外，嵐圖累計進(jìn)行的道路耐久試驗里程超過300萬公里，覆蓋吐魯番、昆侖山、大理、海南、黑河等不同氣候條件和用車環(huán)境，經(jīng)歷干熱、濕熱、干冷、溫暖等自然氣候條件, 整車、電池系統(tǒng)歷經(jīng)1000種路況以及零下40℃、高溫50℃等各種極端環(huán)境的嚴(yán)苛測試。據(jù)嵐圖研發(fā)部門估計，嵐圖實現(xiàn)150余項完整測試的時間超過五個月，電池包的整個實驗室驗證周期超過兩年。由于新增數(shù)十項超國標(biāo)的疊加測試組項目，嵐圖電池包研發(fā)周期增加了大約8個月，研發(fā)成本增加了約40%。
據(jù)悉，嵐圖汽車目前同時在研發(fā)和測試的是高鎳三元軟包電池，將在不久之后實施量產(chǎn)，實現(xiàn)完全無熱失控，并進(jìn)一步提升電池的能量密度和功率密度。另外還計劃導(dǎo)入能量密度約為330Wh/kg的電池技術(shù)。
當(dāng)前，新能源汽車產(chǎn)銷量不斷提高，但電池安全和續(xù)航始終是影響用戶購買和使用新能源車的重要考量。嵐圖汽車在保障電池密度，增加續(xù)航里程的同時，不斷提高電池的安全性能，打消用戶對新能源汽車的電池安全焦慮。隨著造車“國家隊”入場，電動汽車競爭格局將進(jìn)入2.0時代。嵐圖汽車將以中國造車“新實力”的身份，不斷研發(fā)、儲備和商業(yè)化投放更多前沿電池技術(shù)，逐步自主掌握新能源汽車核心技術(shù)，重塑中國品牌高度，真正為用戶打造一部安全的高品質(zhì)電動好車。
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