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涉水后底部电池碰撞公开测试 岚图汽车底气何来?

[ EV知道 实验室 ]电动汽车的动力电池安全一直是行业关注的焦点。随着技术升级,动力电池的安全性能也在不断提高,不同形式的电池安全测试也随之而出。9月26日,由中汽中心权威机构认证,以公安部交管局提供高频事故场景为依据,岚图FREE成功挑战全球首个电动车涉水后底部碰撞公开测试。本次电动车涉水、底部碰撞测试,岚图FREE测试结果均 “未冒烟、未起火、未爆炸、未进水”。

涉水后底部电池碰撞公开测试 岚图汽车底气何来?

当下,新能源汽车安全国标测试项目多为单一电池包的单项测试。但在用户的拥车全旅程中,三电系统、整车结构等方面可能承受多重、叠加的损伤。这意味着在日常使用场景下,车辆及电池包会面临涉水、碰撞等多频次、多场景的考验。

涉水后底部电池碰撞公开测试 岚图汽车底气何来?

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基于此,岚图汽车针对电动车涉水、底部碰撞发起全球首个测试,旨在通过多场景、多频次叠加的安全测试方式,验证整车及电气系统的硬核实力。涉水试验后,测试车辆继续进行底部碰撞,进一步验证发生托底事故后,电池包及整车结构是否安全。

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而最终,中汽研汽车检验中心(天检)有限公司实车碰撞试验室主任刘磊现场发布测试结果显示:本次岚图FREE纯电版及增程版车辆,涉水后底部碰撞试验,两台车的电池包都未冒烟、未起火、未爆炸、未进水,电解液无泄漏,物理防护也符合标准要求,完全满足电动汽车安全考察要求。电池包测试结果:未进水、未起火、未冒烟、未爆炸。

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这不是岚图的第一次对电池安全的测试。在9月17日,岚图就在中汽中心实验室对应用全新自研电池系统技术的岚图FREE纯电版、增程版电池,进行挤压、碰撞、高温淋水等极致严苛的安全测试。

岚图进行的这一系列测试是因为在电动汽车使用的动力电池中,磷酸铁锂和三元锂是主流。其中三元锂电池具备能量密度高、低温性能好的特点,在近几年一直处于主导地位。但相较于磷酸铁锂电池,三元锂电池有着更高的安全防护及热管理要求。

2021年1月1日,新国标GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》开始实施,并针对电池安全新增热扩散试验,规定电芯单体热失控后,整个电池包不起火、不爆炸的安全时间为5分钟。

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岚图汽车虽然不生产电芯,但关注解决电池系统安全。为了实现并超越国标所要求的热扩散安全性能,同时保持能量密度、成本和安全的平衡,岚图在东风公司打造出“琥珀” 电池系统和“云母”电池系统两项电池PACK核心技术,这一系列的测试也是对于岚图这套电池安全系统的检验和证实。这两项技术在按新国标进行的电池系统热扩散试验中,电池单体发生热失控后,不仅实现“5分钟不起火”,更进一步分别做到30分钟乃至静置50天“不起火、不爆炸”。

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“琥珀” 电池系统和“云母”电池系统是以高安全、高性能为方向的主/被动安全综合技术解决方案。包括“三维隔热墙”技术,PACK五层安全防护和岚图专属云BMS,而两项技术的不同之处在于三维隔热墙的材料及结构不同。其中,“琥珀”电池系统在电池包内使用充满带硅基的超强高分子隔热阻燃材料,“云母”电池系统则采用气熔胶隔热阻燃防护层。

何为三维隔热墙技术?

电池中每个电芯都被全方位三维立体包裹,这样三维隔热墙在电芯与电芯之间,形成高效的隔热阻燃绝缘防护层。

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电池的起火或爆炸,根本原因是单个电芯起火后,波及周围电芯进而导致整个电池系统热失控,从而发生自燃、爆炸等情况。三维隔热层是为每个电芯量身定制了“安全仓”,就算某个电芯出现“暴躁”情况,也只能老实呆在自己的“单间”内。

为使三维隔热层达到最好的隔热阻燃效果,同时兼顾绝缘和轻量化,以及整个生命周期的可靠性,岚图使用的隔热材料经过严格的挑选和试验认证。比如,在开发”琥珀”电池系统的过程中,为了使三维隔热层每个电芯间隙填充均匀,并攻克气泡等工艺难题,采用独特的模块开孔方案,尝试了数十种复合材料。

PACK五层安全防护

在被动安全防护上,岚图采用了PACK五层安全防护——即定制化开发车身防护、高强框架、压力传递、形变吸能和电芯双保险,共五大电池安全结构设计。

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车身防护:由于汽车的前后部都有足够的缓冲吸能空间,对于电池系统而言,侧面通常是面临威胁最大的方向。岚图FREE车型的B柱结构,采用了TRB工艺的1500Mpa超高强度钢材;在车门门槛位置,用了双层结构的1500MPa超高强度热成型钢;前后车门内部,还有行业最高等级的2000MPa热成型钢制成车门防撞梁。最强的车身防护,这是岚图对电池系统的第一层防护。

高强框架:在高强度车身的内部,电池包外壳采用高强铝合金框架、带多条加强筋的特殊设计,让整个电池包结构更强、更耐撞击。在岚图的安全测试中,电池包可以抵御高达20吨力(相当于一辆轻型坦克的重量)的挤压而不发生安全事件。高强度耐冲击的电池包外壳,是岚图FREE对电池系统的第二层防护。

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压力传递:电池包系统的防护设计不止步于外壳。在电池包内部,岚图设计了与车身结构相匹配的多条横纵加强梁,通过横亘整个电池包的横纵交织立体结构,将来自外界的碰撞能量充分地分解与吸收,保护内部电芯免遭碰撞力的伤害。高效的压力传递,这是岚图对电池系统的第三层防护。

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形变吸能:假设遭受到罕见的、过于猛烈的撞击,无法完全避免电池包遭受碰撞压力,岚图还对电池包预设了形变吸能空间,留有超过30mm的形变空间,在电池包受撞击变形时,保护其中电芯免遭损伤。高效的形变吸能,这是岚图对电池系统的第四层防护。

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电芯双保险:岚图为电芯开发了独特的防爆阀和熔断装置。一旦有极端的撞击侵入,电芯造成短路或电芯内压力增加,电芯池双保险能立即启动保护作用,切断电池内短路回路,释放额外压力,确保电池不起火、不爆炸。电芯双保险,这是岚图对电池系统的第五层防护。

安全大脑——岚图专属云BMS

安全守护,预防在前。在主动安全方面,新能源电动汽车普遍搭载车端电池管理系统BMS,但车端BMS只局限于单辆车本身的电池管理,且本地存储和算力均有限,无法对车辆提供长期精确的安全管理。为了从电池整个生命周期保证用户安全,岚图汽车在全系具备BMS OTA功能的技术上,与合作伙伴一起开发了岚图专属的远程动力电池数据分析及管理技术——岚图专属云BMS。

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相较于传统车端BMS,岚图专属云BMS可以同时在线服务百万辆车,提供全生命周期的电池健康和安全管理。

通过建立云端故障监控模型,岚图专属云BMS能够对不同的用户场景加以区分,解析多达108个电池特征参数。

对于收集的历史运行工况和实时数据,岚图通过云端大数据平台进行分析、诊断和预警电池故障,并通过APP对电池系统可能出现的异常推送安全预警,做到提前2小时对冒烟、起火、爆炸等关键故障预测,对3级故障做到提前一周预警。

同时,岚图专属云BMS还对充放电倍率、深度和环境因素等多个维度建立了一套完备的电池健康评价体系,向用户提供最优的电池系统维护和保养建议,持续跟踪分析电池状态,实现更优的电池系统管理策略和效果,延长电池系统使用寿命。

随着车辆接入量增加和使用时间增长,岚图专属云BMS故障预测和寿命预测模型还能不断优化模型参数,提升预测精度,做到越用越“聪明”。

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“当然,拥有岚图云BMS,不代表岚图就要抛弃传统的车端BMS,而是让车端BMS和云BMS互相取长补短”,岚图汽车新能源技术总监、东风汽车集团新能源专业副总师黄敏博士表示,“车端BMS偏向于短期的电池安全分析与执行,云BMS更偏向于电池安全长期的规划与预测。未来,岚图将实现云端和车端的两端密切协同,为用户提供全方位、全生命周期的电池安全保障。”

黄敏博士还提到,“琥珀”和“云母”电池系统均选用高质量的三元锂电芯,岚图将全新自研电池系统分别应用于岚图FREE纯电版、增程版。其中“琥珀”电池系统技术应用于岚图FREE纯电版,“云母” 电池系统技术则应用于岚图FREE增程版。

涉水后底部电池碰撞公开测试 岚图汽车底气何来?

在9月17日中汽中心实验室测试中,岚图“琥珀”、“云母”电池系统均以超国标数倍的标准通过挤压、碰撞撞击、高温淋水等测试。新国标热失控试验的安全标准为5分钟,岚图电池系统成绩超过国家标准6倍,高于行业普遍的17分钟热失控时间近1倍。

目前,搭载岚图全新自研电池系统的岚图FREE已经全面上市。作为岚图汽车首款车型,岚图FREE是目前行业中唯一选用纯电动和增程电动双动力布局的电动SUV,零到百公里时速加速仅为4.5秒。

写在最后:

三元锂电池自身密度高、容量大的优势非常明显,但容易产生热失控的短板也很让人头疼。虽然技术在不断升级,但仍旧不可避免的出现一些问题。好在随着不断研发,目前已经取得了不错的成绩,让电动汽车在享受高密度三元锂电池带来的续航优势的同时,安全性得到进一步保障。岚图的“琥珀” 电池系统和“云母”电池系统虽然从主动、被动等多方面有效提高了三元锂电池的安全,但仅仅这些还是不够,不断研发更多前沿电池技术让安全更进一步将是岚图今后继续要做的事情。


岚图 碰撞测试

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