公安部統計數據顯示,截止2020年底,國內新能源汽車保有量達492萬臺,同比增長29.18%,新能源汽車增量已連續三年超過100萬臺。然而,在新能源整車產業的高增長態勢下,車輛所搭載的三元鋰電池卻因安全性問題使各大車企“如鯁在喉”。
據不完全統計,2020年全年,我國已發生20余起搭載三元鋰電池的新能源汽車自燃事故,盡管事故的調查結果尚未明確,但面對如此大概率的安全隱患,車企們在電池的選用方面也變得愈發小心:有人選擇轉換為起火點更低的磷酸鐵鋰路線,有人則選擇通過大量的技術、研發投入,從電池包到電芯,徹底改善三元鋰電池的安全劣勢。顯然,廣汽埃安便屬于后者。
3月10日,廣汽埃安發布新一代動力電池安全技術——彈匣電池系統安全技術,通過電芯材料、結構等方面的多項改善,使電池整包在8MM鋼針的穿刺試驗中,依然保持無起火、無爆炸的表現。
“針刺試驗”意在幾何
針刺試驗是將充滿電的電池包放在一個平面上,用鋼針沿徑向將電池刺穿,以此模擬電池短路狀況。
現實中,汽車動力電池在遇到劇烈碰撞下,很有可能發生外物侵入電池內部而造成電芯短路的情況,因此,針刺試驗是動力電池測試中非常有效、苛刻的一種方法,如果在針刺實驗中電池能做到不起火、爆炸,那么該電池可以說具有了相當高的安全性。
在本次對于廣汽埃安的三元鋰(彈匣電池)整包所進行的針刺熱擴散試驗中,電池包不僅達到了國家標準所要求的“熱事故信號發出5分鐘后,僅出現短暫冒煙,無起火和爆炸現象”。同時,針刺后的電池整包只有被刺電芯模塊熱失控,不僅沒有蔓延到其他電芯,其內部結構也依舊完好。
電池安全不止于“芯”
從此前發生的多起自燃事故來看,電池自燃多由于電芯出現內短路,導致溫度升高、電芯內部反應產熱最終出現熱失控,隨后蔓延到整個電池包所致。
針對這一痛點,廣汽埃安在彈匣電池的設計上則基于“防止電芯內短路,短路后防止熱失控,以及熱失控后防止熱蔓延”三大需求,提升電池整包的安全性能。
與此前常見的電池包結構優化或是簡單的增加隔熱不同,依賴其核心技術的研發,“彈匣電池”在“預防、阻隔、防治、監測”方面均擁有著完善的解決方案:
此外,搭載彈匣電池系統安全技術的電池包,相對于同類普通電池包,體積能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本下降10%。可以說,彈匣電池是在沒有犧牲續航和提高成本的基礎上,實現了高安全、長續航、低成本。
向磷酸鐵鋰“Say No”
經過2020年三元鋰電池安全性危機的“洗禮”,今年,已經有多家車企切換路線,推出搭載磷酸鐵鋰電池版本的車型。然而,在這個芯片缺貨、三元鋰缺貨的 2021 年里,“一夜走紅”的磷酸鐵鋰,或許并非是“拯救”電動汽車安全性的“功臣”。
相比三元鋰電池,磷酸鐵鋰因自身材料特性,在受到撞擊和高溫時起火點較低,更為安全。同時,對于用戶來說,磷酸鐵鋰電池降低了購車門檻,尤其在電池容量較高的車型上,能夠有效降低購車成本。
然而,對于冬季溫度環境下的北方用戶而言,這些優勢并未抵消其續航的不足。基于磷酸鐵鋰自身低溫環境的不穩定性和充放電功率、能耗等方面的劣勢,磷酸鐵鋰幾乎很難適應“北方生活”。2020年冬季,伴隨磷酸鐵鋰車型的盛行,眾多北方用戶也遭遇了異常掉電的困擾,“停了一晚上,掉了20%的電”,“本來標注的400多公里,現在連200公里都開不到”。
種種問題之下,印證了廣汽埃安彈匣電池系統安全技術的實際意義:在兼顧三元鋰電池功率、續航能力、低溫穩定性等方面優勢下,提升了用戶用車過程的安全性以及遭遇碰撞等意外情況下的“處突”能力。
據官方介紹,今年開始,“彈匣電池”將逐步落地,陸續搭載于AION全系車型。與此同時,廣汽埃安的“能源生態重構計劃”,或許也正式迎來高速發展。
對此,公司內部人士曾對媒體表示:“只談電池就是傳統的模式,要把充電和儲能都包含進去,就是一個生態,就有文章可以做了。”自年初起,廣汽埃安陸續公布了包括石墨烯基快充電池以及硅負極電池兩大全新電池技術,同時,在“老家”廣州,其600kW超級充電站也已經逐步落成。
頻頻動作之下,昭示出廣汽埃安“破圈”的決心。未來,伴隨多項能源技術的問世,廣汽埃安或將依賴強大的研發實力,在動力電池領域構建出獨特的“能源生態”護城河。