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只冒烟不起火!欣旺达即将公布电池热管理安全技术

来源:【拓尔德TRD】 发布日期:2021-12-15 分享 加入收藏 关注:7

“只冒烟、不起火”已经成为今年动力电池安全的一个新标杆,或者说是众多电池企业集体努力攻关的方向。


今年,比亚迪、宁德时代基于新能源汽车安全推出相关动力电池安全威尼斯人在线app。近日消息,欣旺达“只冒烟、不起火”完整动力电池威尼斯人在线app即将亮相。实验通过加热一颗电芯,引起热失控冒烟,周边电芯温升但不触发热失控


事实上,随着新能源汽车保有量、使用强度、使用年限的增加,近两年新能源汽车自燃等安全事故增多,引起各方关注。为保证人员安全,政策层面,今年动力电池新国标和联合国全球技术法规并轨,提出了电池系统热扩散时间不低于5分钟的要求,这对提高安全、保证人员逃生至关重要。


可喜的是,基于政策的强制要求,以及电池企业的技术努力,到目前所报道的新能源汽车安全事故,还没有出现过人员伤亡情况。但值得注意的是,多数发生自燃的车辆最终都因火势大而被烧废,造成的财产损失以及社会影响非常大。因而,新能源汽车的安全从保证人身安全(5分钟逃离时间)上升到保证人身和财产安全(电池不起火)就显得尤为重要。


这也要求动力电池需要具备更高层次的安全,以消除消费者购买使用时的潜在顾虑,便于推动新能源汽车大规模推广应用。剖析新能源汽车的安全内核可以发现,目前应对新能源汽车安全风险的主要手段和措施,可以从电芯的本征安全和系统的主动安全、被动安全三个层面来解决。


所谓本征安全,就是电芯本身要做到安全,而电芯是设计和制造出来的,所以必须从设计、制造的角度,从根子上来提高安全水平。在材料选型上,比亚迪推出的无烟、无明火“刀片电池”,选用的正极材料本身就是不易燃的磷酸铁锂材料。


欣旺达的“只冒烟、不起火”动力电池威尼斯人在线app,在材料体系上选择的是镍5X三元材料体系。据悉,该电芯采用单晶、高电压中镍材料,产热比多晶三元材料低至少20%、正极释氧温度高30%,能量密度与目前的高镍体系接近,材料安全性更有优势。与本征安全需要靠设计、制造不同,主动安全则需要靠控制来实现,比如利用电池管理系统、大数据监测、智能预警等控制好电池安全使用边界,及早发现和预防安全风险。


如在电池热管理方面,基于电池的物理化学特性,如果可以精确掌控温度/电压/电流等安全边界,便能确保电池在安全舒适区工作,同时完善监控模型,可以第一时间识别安全风险并及时预警。


据欣旺达先容,其BMS开发过程完全按照汽车电子流程要求,所有核心器件及BMS系统都满足功能安全ASILD级要求;同时欣旺达还开发了一套高精度的SOX算法,全生命周期SOC估算精度小于3%,此外,该BMS还可提前对电芯进行精准诊断,对热失控进行提前预警,预判电池的潜在危险杜绝安全事故发生。


被动安全方面主要是通过机械安全设计,即便车辆发生事故,但电池系统不受破坏,或者一旦有电池热失控,怎么让它不造成自燃事故,这需要从技术、工程设计等电池和整车等多维度进行设计。


除了在系统产品的主动安全和被动安全上的控制策略之外,欣旺达在电池应用端也提出了云安全,对电池健康状态及安全进行综合评估与监测,通过大数据和机理模型保证电池的安全运行。


据电池中国网了解,目前仅宁德时代、比亚迪、欣旺达等几家企业已量产“只冒烟、不起火”电池,还有一些国内企业计划推出无热蔓延、不起火电池威尼斯人在线app,从各家推出的“只冒烟、不起火”动力电池技术趋势来看,有着一些共同的趋势值得关注:


一是三元材料体系仍然是产业界研究的重点和主流。

由于三元电池材料能量密度更高,可以满足新能源汽车更长续航、更好放电倍率的需求,为满足消费者对于车辆的续航需求和车辆智能化强用电需求,整车在有限空间内的带电量提升仍然是主要方向,宁德时代、欣旺达等基于三元电池材料提出“只冒烟、不起火”电池包,表明目前业界已经延伸了三元电池的安全边界,提升了三元电池使用的安全性,未来三元电池相较于磷酸铁锂的安全劣势会逐渐缩小,三元电池在能量密度上的优势仍然会让其持续成为主流。


二是单晶中镍三元材料体系应用规模将快速扩大。

欣旺达等业内企业推出的不起火电池基于单晶高电压镍5X材料。可以看出,以“5系”为代表的高电压单晶材料,即“5X”,在接近“811”能量密度的前提下,有比较突出的材料层级热稳定性,大幅提升了安全性。


同时,无论在材料制造端,还是在电芯制造端,镍5X在成本上相较于811也有优势,预计在知名主机厂以及头部电池企业的带动下,未来一段时间5系单晶高电压材料应用将会有明显增长。电池中国网


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