新能源汽车领域的里程焦虑,已经变成了安全焦虑。
每隔几天,关于电动车起火的新闻就见诸报端。2022年第一季度数据显示 新能源车火灾事故达640起,意味着平均每天有超过7起新能源车火灾。
关于起电动车起火的原因,北京理工大学机械与车辆学院教授魏中宝曾发布一组统计数据。
电池故障占33%,交通事故或底盘碰撞占15%,用户改装占12%,电子电器故障占11%,外部火源占9%,充电桩或充电线故障占4%,电池泡水或浸泡占4%,其余占11%;按车辆状态分析,停置状态占38%,充电状态占27%,行驶状态占14%,发生事故占7%,其他占13%。
其中,电池原因导致的新能源汽车起火比例最高。针对这种安全焦虑及行业痛点,新能源汽车企业及动力电池企业纷纷发布“不起火”电池,与之相对应的,电池测试也水涨船高。
当前,国标动力电池安全试验的标准包含针刺、跌落、燃烧、冲击等,其中针刺是最高的电池车规级安全标准,它要求电池在被8mm钢针穿刺后5分钟不起火,此前行业只有不到百分之三的品牌的电池能通过。
然而,在关乎生命的电动车面前,没有最安全,只有更安全。
3月30日,埃安举行了弹匣电池2.0枪击试验发布会。2021年,埃安发布的弹匣电池是首个能达成三元锂整包不起火的电池技术。此次埃安发布的弹匣2.0,将电池安全测试标准从针刺升级为枪击。
相较针刺,通过枪击试验的难度要超出无数倍。子弹穿透电芯比钢针穿透电芯的速度可达
100万倍,创口直径是针刺的7-8倍,并会同时对3只电芯造成机械结构的爆裂性破坏。
比电池更卷的,是测试电池安全的实验。埃安此次弹匣电池2.0枪击试验在15米处对行业主流的磷酸铁锂单体电芯、行业主流磷酸铁锂模组和弹匣电池2.0整包进行射击。
最终,弹匣电池2.0整包击中后电池出现冒烟,相邻受体电芯最高温度185℃,无热蔓延。拆开电池系统外壳,仅3个电芯机械结构爆裂性损坏。静置24小时后电压降至0V,温度恢复至室温,无起火、无爆炸。
实现这一的安全稳定性,弹匣电池2.0在初代弹匣电池的基础上,突破性研发了超稳电极界面、阻热相变材料、电芯灭火系统等一系列原创安全技术。
弹匣电池2.0的“超稳电极界面”技术拥有三重防护,通过具有超高稳定性、超高耐热性的纳米陶瓷材料,大幅增加了电极界面韧性;复合集流体材料的应用,可以在热量聚集时快速坍缩,避免持续短路;同时,埃安还在弹匣电池2.0的电解液中加入了耐氧化阻燃剂,高温激活后,可捕获燃烧反应的自由基,断绝持续燃烧的条件。
此外,埃安还与中国航天合作,开发了拥有隔热和相变吸热双重功能的阻热相变材料。这种相变材料的相变潜热相对常规材料提升了10倍,能在温度维持不变的基础上吸收大量的热量,配合网状纳米隔热材料,整体的隔热性能大幅度提升40%。
另一方面,弹匣电池2.0采用了双层冷却系统,对电芯顶部和底部同时进行冷却,整体冷却效率可提升80%,同时还降低了75%的上壳体温度,进一步保障了电池包上方乘员的安全。
对于电池整包有可能会因为外界原因而发生损坏的极端场景,埃安的工程师还为配备了电芯灭火系统,令弹匣电池2.0成为了唯一自带安全“消防队”的电池技术。
从理论上说,要想实现安全性能的整体提升,避免更多的起火事故,要从高品质电芯、高质量的成组技术以及高水平的管理系统三管齐下,在关键材料、电芯设计、电芯制造/工艺因素、系统集成、实际使用等五个环节持续改良、优化、控制、管控。
电动化的未来已经成为确定,但完全绝对的安全还处于理论阶段,每个领域的一点进步,都意味着对生命保护的升级,从这一角度而言,埃安正走在行业前列。