更安全　新能源汽車動(dòng)力電池技術(shù)彎道超車

新能源汽車在經(jīng)過了多年的發(fā)展和國(guó)家的扶持，如今在技術(shù)上已經(jīng)趨于成熟，并且除了傳統(tǒng)車企外，還吸引了一大批新勢(shì)力加入新能源造車行列?，F(xiàn)在更多的消費(fèi)者在購(gòu)車時(shí)，也將新能源車型納入了選擇清單。與普通消費(fèi)品不同的是，汽車屬于大件商品，且價(jià)值相對(duì)較高，用戶在選擇時(shí)往往都會(huì)比較謹(jǐn)慎，不僅會(huì)從品牌還會(huì)考慮該品牌的造車技術(shù)。而汽車的技術(shù)要求相對(duì)較高，也只有真正有技術(shù)沉淀的車企才會(huì)在造車大軍中生存下來，這一點(diǎn)已經(jīng)在傳統(tǒng)車企中早已驗(yàn)證——像眾泰等靠模仿外觀的車企已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰，而在新能源汽車中有所建樹的比亞迪，如今正風(fēng)生水起。

對(duì)于新能源汽車來說，電池、電控、電機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)成了新的“三大件”，這三大件也是新能源汽車最核心的部分。其中電池更被人們所看重，這是因?yàn)殡姵叵到y(tǒng)的優(yōu)劣直接影響安全和駕駛體驗(yàn)，因?yàn)樾履茉雌嚢l(fā)生自燃的案例數(shù)不勝數(shù)。為此，市面上出現(xiàn)了比亞迪的刀片電池技術(shù)、廣汽研發(fā)的彈匣電池技術(shù)、長(zhǎng)城的大禹電池技術(shù)、寧德時(shí)代的CTP（Cell to Pack）技術(shù)、江淮的蜂窩電池技術(shù)?？梢钥吹剑淮笈鷩?guó)產(chǎn)電池技術(shù)已經(jīng)到來，這也讓中國(guó)的新能源汽車處于世界領(lǐng)先地位。關(guān)于這些電池技術(shù)，你可能還很陌生，沒關(guān)系，本文就能讓你讀懂國(guó)內(nèi)新能源汽車電池技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。

電池材料已達(dá)到90%國(guó)產(chǎn)化率

新能源汽車的動(dòng)力電池是三大核心零部件之一，占整車制造成本的40%左右，可見其重要性。同時(shí)，電池性能的好壞也決定了整車的安全性和續(xù)航里程，其重要程度不言而喻。簡(jiǎn)而言之，想要發(fā)展新能源汽車，電池是最關(guān)鍵的。就當(dāng)前來看，我國(guó)在動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的布局上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了上下游貫通，電池性能得到了大幅提升，并且制造成本也在逐漸下降，技術(shù)和制造能力處于世界領(lǐng)先。

有數(shù)據(jù)顯示，其實(shí)從2014年以后，我國(guó)的鋰離子電池各項(xiàng)性能均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，與此同時(shí)成本還下降了80%以上。其中，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池單體能量密度達(dá)到160 ～190瓦時(shí)/公斤，售價(jià)降低到0.5元/瓦時(shí)左右，循環(huán)壽命普遍達(dá)到4000次左右;三元材料動(dòng)力電池單體能量密度達(dá)到220～280瓦時(shí)/公斤，售價(jià)降低到0.6元/瓦時(shí)左右，循環(huán)壽命普遍達(dá)到2000次以上。

而從基礎(chǔ)材料方面來看，正負(fù)極、隔膜、電解液等電池材料核心技術(shù)多點(diǎn)突破，與國(guó)際先進(jìn)水平相當(dāng)，國(guó)產(chǎn)化率超過90%。硅碳負(fù)極材料部分企業(yè)走在世界前列，隔膜材料濕法加涂覆生產(chǎn)工藝協(xié)同優(yōu)勢(shì)顯著，電解液生產(chǎn)形成了比較成熟的產(chǎn)業(yè)鏈。

此外，我國(guó)的電池制造裝備能力也實(shí)現(xiàn)了同步發(fā)展，智能制造技術(shù)工藝和質(zhì)量控制水平達(dá)到世界先進(jìn)水平，裝備國(guó)產(chǎn)化率大幅提升，主要裝備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到90%以上。

此外，從公開數(shù)據(jù)來看，中國(guó)已成為全球動(dòng)力電池專利申請(qǐng)第一大國(guó)，專利數(shù)占全球申請(qǐng)總數(shù)的40%以上。中國(guó)申請(qǐng)人動(dòng)力電池專利申請(qǐng)量，從2015年開始便始終保持在1000項(xiàng)/年的高位，2018年甚至一舉突破了1500項(xiàng)。從這些數(shù)字可以看出，我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新熱情和成果正以指數(shù)形式增長(zhǎng)，并已經(jīng)占據(jù)全球汽車市場(chǎng)領(lǐng)頭羊的位置。在有了國(guó)家的政策扶持，車企在新能源產(chǎn)業(yè)上的創(chuàng)新熱情也持續(xù)高漲，我國(guó)也誕生了一批具備全球競(jìng)爭(zhēng)力的動(dòng)力電池企業(yè)，例如比亞迪、寧德時(shí)代、蜂巢能源，以及還有廣汽、長(zhǎng)城等傳統(tǒng)汽車企業(yè)。

寧德時(shí)代：國(guó)產(chǎn)電池龍頭

如果要說國(guó)產(chǎn)新能源企業(yè)，那么寧德時(shí)代是不得不提到的一家電池廠商。這家成立于2011年的電池制造商，只用了不到10年時(shí)間就成了國(guó)內(nèi)率先具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的動(dòng)力電池制造商。2018年6月11日，寧德時(shí)代在深交所創(chuàng)業(yè)板掛牌上市，至此寧德時(shí)代一路高歌。根據(jù)海外媒體公布的數(shù)據(jù)，國(guó)產(chǎn)動(dòng)力電池巨頭寧德時(shí)代，正在領(lǐng)跑全球。今年前八個(gè)月，寧德時(shí)代在全球動(dòng)力電池市場(chǎng)的份額占比高達(dá)30%，而韓國(guó)SK創(chuàng)新、三星SDI、LG三家韓國(guó)企業(yè)，前八個(gè)月市場(chǎng)份額加起來占比僅33%。也就是說，寧德時(shí)代憑借一己之力就能抗衡韓國(guó)三家有電池技術(shù)優(yōu)勢(shì)的企業(yè)。而就在前不久，寧德時(shí)代的市值再創(chuàng)新高，達(dá)到了14000億元。

近30年來，三元鋰電池與磷酸鐵鋰電池兩強(qiáng)爭(zhēng)霸，隨著今年7月寧德時(shí)代鈉離子電池的發(fā)布，這一局面已被打破。寧德時(shí)代鈉離子電池在性能、性能、集成效率以及安全性上表現(xiàn)突出，同時(shí)還能適應(yīng)高寒、高功率等應(yīng)用場(chǎng)景，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了新思路。

鈉離子電池與Cell to Pack電池技術(shù)提升寧德時(shí)代競(jìng)爭(zhēng)力

2019年，寧德時(shí)代提出了CTP（Cell to Pack）的概念，代表其路線從電芯跨越到整包解決方案。2020年，寧德時(shí)代正式給出了新開發(fā)路線圖，正在設(shè)計(jì)第二代、第三代CTP電池系統(tǒng)。這條路徑的終極目標(biāo)，在整車?yán)m(xù)航進(jìn)一步提升和降成本要求下，寧德時(shí)代計(jì)劃在2025年左右推出其第四代高度集成化的CTC電池系統(tǒng)。

由于省去了電池模組組裝環(huán)節(jié)，較傳統(tǒng)電池包，CTP電池包體積利用率提高了15%～20%，電池包零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升了5 0%，將大幅降低動(dòng)力電池的制造成本。同時(shí)，得益于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的化繁為簡(jiǎn)，CTP電池包能量密度較傳統(tǒng)電池包將提升了10%～15%。傳統(tǒng)的電池包能量密度平均為180Wh/kg，而CTP電池包能量密度可達(dá)到200Wh / kg以上。目前，寧德時(shí)代已經(jīng)取得超70項(xiàng)CTP核心專利，預(yù)計(jì)后期還將有更多的新技術(shù)應(yīng)用在CTP電池包以保障產(chǎn)品安全。業(yè)內(nèi)人士指出，動(dòng)力電池去模組對(duì)優(yōu)化電池包利用空間和提升能量密度以及降成本有積極作用，比較適用于標(biāo)準(zhǔn)電池箱，有助于車企和電池企業(yè)降低制造成本，有望成為未來動(dòng)力電池技術(shù)主流之一。當(dāng)前，除了寧德時(shí)代之外，包括蜂巢能源、比亞迪等電池企業(yè)也在研發(fā)CTP技術(shù)，預(yù)計(jì)后期或?qū)⒂懈嚯姵仄髽I(yè)推出CTP電池。

在技術(shù)原理上，寧德時(shí)代CTP技術(shù)是將一個(gè)大的模塊通過若干個(gè)塑料散熱片分割成小空間，這些塑料散熱片可以像電腦硬盤一樣插入小空間。每個(gè)電池的側(cè)面還貼有一個(gè)導(dǎo)熱硅膠墊片，并且在電池寬度方向的散熱板上有一個(gè)冷卻通道，可以直接與外部冷卻管路連接。這可以減少大約 40%來自模塊之間連接線束、側(cè)板、底板等的部件。去掉電池模塊，將電池直接集成到電池組中，可以提高電池組的空間利用率，減輕電池組的質(zhì)量，提高能量密度，降低成本。寧德時(shí)代CTP 技術(shù)電池的固定梁將箱體分隔為多個(gè)容置腔，電池包包括多個(gè)電池單體，且多個(gè)電池單體在垂直于高度方向的平面內(nèi)分為多組，各組電池單體均具有至少兩個(gè)電池單體且分別設(shè)在不同的容置腔內(nèi)。最底層的電池單體與箱體內(nèi)底面之間、各組電池單體中的相鄰兩個(gè)電池單體之間、以及約束部件與最頂層的電池單體之間設(shè)有粘接層。另外，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群介紹說，“我們正在研究一種新的電池集成技術(shù)，這種技術(shù)可以將電池直接安裝到電動(dòng)車的底盤上?！蓖ㄟ^采用這項(xiàng)新技術(shù)，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程可能超過800公里。這項(xiàng)技術(shù)的正式名稱為CTC（Cell to Chassis），Chassis即底盤。此技術(shù)是將電芯和底盤集成一起，再把電機(jī)、電控、整車高壓如直流轉(zhuǎn)換器DC/DC、車載充電機(jī)OBC等通過創(chuàng)新的架構(gòu)集成在一起，并通過智能化動(dòng)力域控制器優(yōu)化動(dòng)力分配和降低能耗。

不同于寧德時(shí)代CTC技術(shù)的發(fā)布時(shí)間尚未確定，鈉離子電池的發(fā)布時(shí)間卻近在咫尺。鈉離子電池和鋰離子電池的工作原理相似，但鈉離子電池由于能量密度低、充放電效率慢、初期成本等問題，短時(shí)間內(nèi)無法替代電動(dòng)汽車鋰離子電池，因此市場(chǎng)普遍認(rèn)為，具有性能安全、溫度范圍適應(yīng)性寬等特性的鈉離子電池更多將用于儲(chǔ)能領(lǐng)域。

鈉離子電池并非新技術(shù)，今年6月28日，由中科海納和中科院物理所聯(lián)合打造的全球首套1MWh鈉離子電池光儲(chǔ)充智能微網(wǎng)系統(tǒng)在山西太原綜改區(qū)正式投入運(yùn)行。據(jù)中科海納總經(jīng)理唐堃介紹，這次啟用的兆瓦時(shí)級(jí)鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，綜合能量效率達(dá)到86.8%。目前我國(guó)的鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化還處于初級(jí)階段，鈉離子電池現(xiàn)在處于多種技術(shù)路線共同發(fā)展的狀態(tài)，正負(fù)極材料性能還需提高，與正負(fù)極匹配的電解液體系還有待進(jìn)一步開發(fā)。寧德時(shí)代鈉離子電池之所以備受關(guān)注，原因在于儲(chǔ)能業(yè)務(wù)是寧德時(shí)代在成立之初便定下的另一個(gè)主業(yè)務(wù)目標(biāo)：寧德時(shí)代副董事長(zhǎng)黃世霖曾表示，公司以前也做了很多技術(shù)儲(chǔ)備，相信未來公司在儲(chǔ)能領(lǐng)域也能保持很好的競(jìng)爭(zhēng)力。

此外，寧德時(shí)代還在超級(jí)快充技術(shù)、超長(zhǎng)壽命電池技術(shù)、電池自加熱&BMS技術(shù)上不斷創(chuàng)新。同時(shí)，寧德時(shí)代將建立了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、電芯制造、系統(tǒng)集成、BMS管理、售后服務(wù)、報(bào)廢回收等完整的安全保障體系，全方位保障動(dòng)力電池安全。

刀片電池呼聲更高

2020年3月29日比亞迪正式發(fā)布了刀片電池，該電池采用磷酸鐵鋰技術(shù)，將首先搭載于“漢”車型。該電池續(xù)航里程達(dá)到了三元鋰電池的同等水平，通過了電池安全測(cè)試領(lǐng)域的“珠穆朗瑪峰”針刺測(cè)試，從容化解安全、續(xù)航、壽命三大難題。刀片電池直接將電池部件拉長(zhǎng)像刀片一樣集成在電池包的邊框上，省去模組和大部分結(jié)構(gòu)件，由電芯直接成包，而且更薄的厚度也進(jìn)一步降低了穿刺過程中的熱量累積，提升了電池包的強(qiáng)度和安全。據(jù)比亞迪給出的數(shù)據(jù)，刀片電池pack較普通磷酸鐵鋰電池體積能量密度超過330Wh/L，成本下降30%、單位體積能量密度提升50%。由于刀片電池比傳統(tǒng)方形電池更薄，因此散熱效果更好。

對(duì)于刀片狀長(zhǎng)條形電池，隔板將殼體內(nèi)部分隔出若干個(gè)容納腔，容納腔內(nèi)設(shè)有極芯組，極芯組含有一個(gè)極芯或兩個(gè)極芯并聯(lián)，極芯組之間通過極芯連接件串聯(lián)連接，極芯連接件貫穿相鄰兩個(gè)極芯組之間的隔板。第一代刀片電池內(nèi)部共有3組極芯組;隔板上設(shè)置有可以通過電解液的注液孔，注液孔連通隔板兩側(cè)相鄰的兩個(gè)容納腔，即使從某一個(gè)容納腔處注入電解液，電解液也能夠由注液孔流至其他容納腔，保證各個(gè)容納腔均能夠很好地注入電解液。最終電池長(zhǎng)度L=400～2500mm。

常見的新能源汽車，其寬度一般在1米以上，長(zhǎng)度則在數(shù)米;而新能源汽車的動(dòng)力電池包，一般放置在新能源汽車的底部;目前市場(chǎng)上的動(dòng)力電池包，一般都是寬度方向與新能源汽車的寬度大概一致，大概在1米以上。長(zhǎng)度則根據(jù)新能源汽車的底部預(yù)留空間而定，一般都在2米以上。整個(gè)動(dòng)力電池包無論在長(zhǎng)度還是寬度方向，都超過1米;而目前單體電池的長(zhǎng)度一般在0.3米左右，所以在動(dòng)力電池包中，需要并排設(shè)置至少3個(gè)單體電池，甚至更多。并排設(shè)置多個(gè)單體電池，對(duì)每個(gè)單體電池均需要添加固定結(jié)構(gòu)，同時(shí)，相鄰兩個(gè)單體電池之間需要通過外設(shè)的動(dòng)力連接件進(jìn)行動(dòng)力連接。導(dǎo)致單體電池安裝結(jié)構(gòu)較多，不僅成本提高，而且導(dǎo)致整體重量上升;同時(shí)，單體電池安裝結(jié)構(gòu)占用了較多的包體內(nèi)部空間，造成動(dòng)力電池包整體容量降低，單體電池并排設(shè)置越多，空間浪費(fèi)就越多。另外，因需要設(shè)置多個(gè)外置動(dòng)力連接件進(jìn)行動(dòng)力連接，導(dǎo)致內(nèi)阻增加，提高了動(dòng)力電池包在使用中的內(nèi)耗。

單體刀片電池的長(zhǎng)度L設(shè)計(jì)成600mm～2500mm，由于單體電池本體足夠的長(zhǎng)，在單體電池的外表面設(shè)有支撐區(qū)，可以直接將單體電池支撐到支撐區(qū)。汽車底盤上設(shè)有向下凹陷的腔體以便裝配單體電池，這樣，在電池包內(nèi)無須設(shè)置任何加強(qiáng)筋，電池包中放置電池陣列，單體電池與單體電池之間通過膠黏結(jié)，直接通過連接的單體電池承擔(dān)加強(qiáng)筋的作用，極大地簡(jiǎn)化了電池包的結(jié)構(gòu)，且減少了加強(qiáng)筋占用的空間以及單體電池的安裝結(jié)構(gòu)占用的空間，從而進(jìn)一步提高空間利用率，以進(jìn)一步提高續(xù)航能力。

通過刀片電池單體的尺寸參數(shù)等的設(shè)計(jì)，可以提升電池的散熱效果。刀片電池在同等條件的快充下，其溫升較傳統(tǒng)電池均有不同程度的降低，具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的散熱效果，將該單體電池組裝成電池包時(shí)，電池包的溫升也有所降低。電池包通過單體刀片電池的排布、尺寸參數(shù)以等因素的設(shè)計(jì)，空間利用率能夠突破現(xiàn)有電池包的限制，從而實(shí)現(xiàn)更高的能量密度。傳統(tǒng)的磷酸鐵鋰電池包含三層結(jié)構(gòu)：電芯、模組、電池包，其中電芯和模組的支撐固定結(jié)構(gòu)件會(huì)占據(jù)很大一部分空間。刀片電池省去了模組和大部分支撐結(jié)構(gòu)，由電芯直接成包，空間利用率大大提升了。同樣的電池體積里，現(xiàn)在可以塞下比以前多得多的電芯。據(jù)比亞迪給出的數(shù)據(jù)，對(duì)電池包的重塑使刀片電池單位體積能量密度提升50%，相當(dāng)于原來滿充能跑400公里的電動(dòng)車，如今能跑600公里。盡管三元鋰電池續(xù)航久動(dòng)力足，但“熱失控”一直是它揮之不去的噩夢(mèng)。刀片電池安全性遠(yuǎn)勝三元鋰電池，用比亞迪董事長(zhǎng)王傳福的話來說，“搭載刀片電池的新能源汽車，將把‘自燃這個(gè)詞從新能源汽車的字典里徹底抹掉”。為了證明這一點(diǎn)，比亞迪在刀片電池的發(fā)布會(huì)上公布了一段刀片電池針刺穿透測(cè)試的視頻。針刺穿透測(cè)試是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的對(duì)電池電芯安全性最為嚴(yán)苛的檢測(cè)手段。這一測(cè)試要求用鋼針把電池電芯刺穿，造成電芯內(nèi)部的大面積短路。此外，除了刀片電池外，比亞迪還在研發(fā)GCTP技術(shù)，這與寧德時(shí)代的CTC技術(shù)路線有些相似。比亞迪 GCTP的集成效率能夠達(dá)到86%以上，除了大模組方案外，采用膠粘劑取代結(jié)構(gòu)件的成組形式;除了功能集成鋁托盤，還有功能集成復(fù)合材料托盤。這兩個(gè)方案趨勢(shì)，均是具有對(duì)部分上游供應(yīng)鏈顛覆的走向：即膠接取代焊接等，復(fù)合材料取代金屬材料，這對(duì)搞結(jié)構(gòu)件，箱體，焊接，成型設(shè)備的企業(yè)來說是重創(chuàng)。目前，還不知道這個(gè)趨勢(shì)有多快，在比亞迪內(nèi)部又有多少的比例在更換。

廣汽彈匣電池技術(shù)

3月10日，廣汽發(fā)布新一代動(dòng)力電池安全技術(shù)——彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)，從命名中我們不難理解，彈匣電池系統(tǒng)就是將電池置于形似彈匣的安全艙內(nèi)，這套“彈匣電池”系統(tǒng)有4個(gè)核心技術(shù)：超高耐熱穩(wěn)定電芯、超強(qiáng)隔熱電池安全艙、三維降溫冷卻系統(tǒng)、第五代電池管理系統(tǒng)，彈匣電池技術(shù)可以應(yīng)用于磷酸鐵鋰和三元鋰兩種材料的電池包中。彈匣電池的設(shè)計(jì)通過了中汽中心針刺熱擴(kuò)散試驗(yàn)權(quán)威驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火。國(guó)標(biāo)的熱失控標(biāo)準(zhǔn)是熱失控實(shí)驗(yàn)在5分鐘內(nèi)不能起火，彈匣電池將之提高至不起火的水平。那么什么是熱擴(kuò)散呢？熱擴(kuò)散是指電池包或系統(tǒng)內(nèi)一個(gè)電池單體熱失控引發(fā)其余單體接連發(fā)生熱失控的現(xiàn)象。電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池?zé)釘U(kuò)散測(cè)試項(xiàng)目的目的是驗(yàn)證電池系統(tǒng)在動(dòng)力電池單體發(fā)生熱失控時(shí)能否具備有效保護(hù)駕乘人員安全逃生的能力。根據(jù)目前國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn) GB 38031-2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》，簡(jiǎn)單來說，就是把動(dòng)力電池滿電（充電至90%SOC以上），然后采用強(qiáng)制的措施引爆電池（采用直徑為3mm-8mm的鋼針，以0.1mm/s-10mm/s的速度，貫穿電池），并且需要布置溫度傳感器，確認(rèn)檢測(cè)出來電芯確實(shí)發(fā)生熱失控了，（監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫升速率dT/dt≥1℃/s，電壓下降1/4），然后測(cè)試電芯是否起火。

如何實(shí)現(xiàn)三元鋰電池的熱失控完美抑制？彈匣電池技術(shù)是從電芯本征安全提升、整包被動(dòng)安全強(qiáng)化、再到主動(dòng)安全防控的一整套安全技術(shù)。彈匣電池的4大核心技術(shù)：超耐熱穩(wěn)定電芯、超強(qiáng)隔熱設(shè)計(jì)、極速降溫的速冷系統(tǒng)、全時(shí)管控的第五代電池管理系統(tǒng)。下面，我們一一進(jìn)行解讀。

超高耐熱電芯

通過正極材料的納米級(jí)包覆及摻雜技術(shù)、新型添加劑的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)SEI膜的自我修復(fù)。高安全電解液，自聚合高阻抗界面膜，大幅降低熱失控反應(yīng)熱。這一系列關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，使電芯的耐熱溫度提升30%。電芯正極是三元鋰材料，目前尚不清楚具體配比。

超強(qiáng)隔熱電池倉(cāng)

作為三元鋰電池，為了實(shí)現(xiàn)高安全性，僅電芯層面的提升是不夠的。彈匣電池采用超強(qiáng)隔熱電池安全倉(cāng)，網(wǎng)格納米孔融熱材料，可以使相鄰電芯不發(fā)生熱失控。這個(gè)電池安全倉(cāng)就相當(dāng)于一個(gè)彈匣，把電芯與電芯之間隔開。電池包采用耐高溫殼體可承受1400℃高溫。

另外，彈匣電池配備了急速降溫三維冷卻系統(tǒng)和全時(shí)管控第五代電池管理系統(tǒng)。前者采用全貼合液冷集成系統(tǒng)，高效散熱通道設(shè)計(jì)，高精準(zhǔn)導(dǎo)熱路徑設(shè)計(jì)，散熱面積提升40%，散熱效率提高30%。后者是除了上述的硬件的改善外，BMS軟件給彈匣電池的安全性提供了最后一層屏障。最新一代電池管理系統(tǒng)芯片，可實(shí)現(xiàn)每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集，相比前代系統(tǒng)提升100倍?？梢?4小時(shí)對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，立即啟動(dòng)電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。

廣汽還在發(fā)布會(huì)上視頻展示了針刺實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：整包在試驗(yàn)過程中熱事故信號(hào)發(fā)出5分鐘后，僅出現(xiàn)短暫冒煙（1分鐘），無起火和爆炸現(xiàn)象。靜置48小時(shí)后，電壓降至0V，溫度恢復(fù)至室溫。針刺后只有被刺電芯模塊熱失控，沒有蔓延到其他電芯。打開電池整包，觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)完好。比亞迪的發(fā)布刀片電池時(shí)，展示了針刺實(shí)驗(yàn)。很多讀者好奇，彈匣電池的針刺實(shí)驗(yàn)與刀片電池的針刺實(shí)驗(yàn)有何區(qū)別呢？

從公布的視頻可以看到，這次彈夾電池針刺試驗(yàn)用的是整包，鋼針以一定的速度從電池包外側(cè)刺入。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，被針刺之后，溫度超過600℃，電池包外表皮的漆已經(jīng)鼓起。我們都知道，電池包裝在車上的，這個(gè)溫度是否對(duì)損壞其他部件導(dǎo)致嚴(yán)重的事故，這點(diǎn)是存疑的。而在刀片電池的針刺實(shí)驗(yàn)中，刀片電池被刺后出現(xiàn)冒煙情況，但沒有起火和爆炸。值得注意的是，比亞迪用的是單體電芯測(cè)試，采取的是更苛刻的老國(guó)標(biāo)。簡(jiǎn)單來說，彈匣電池通過針刺實(shí)驗(yàn)，是基于電池包整個(gè)系統(tǒng)性的技術(shù)。它是把電芯放到“彈匣”內(nèi)，結(jié)合先進(jìn)的散熱技術(shù)和電池管理系統(tǒng)防止單個(gè)的電芯熱失控蔓延到其他電芯，而三元電芯并沒有本質(zhì)上的技術(shù)突破。彈匣電池的確在三元電池耐高溫方面有了很大的進(jìn)步，也是業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火，對(duì)動(dòng)力電池發(fā)展而言是個(gè)突破性成果。這也印證了廣汽“重新定義三元鋰電池的安全標(biāo)準(zhǔn)”的說法。不過彈匣電池也并非完美，比如隔熱倉(cāng)和散熱系統(tǒng)也會(huì)增加電池包的重量。為了安全背著大量的殼體，所以在電芯材料一樣的前提下，采用彈匣電池這種結(jié)構(gòu)后，整包的能量密度必然會(huì)低于普通三元鋰電池包。此外電池包的成本也會(huì)明顯提高。

號(hào)稱永不起火的長(zhǎng)城大禹電池技術(shù)

長(zhǎng)城作為傳統(tǒng)車企，在SUV汽車的銷量上已經(jīng)登頂數(shù)月。當(dāng)然，在新能源大趨勢(shì)的環(huán)境下，長(zhǎng)城汽車也在電池技術(shù)上進(jìn)行了投入了大量的精力進(jìn)行研發(fā)。在今年的7月份長(zhǎng)城的一場(chǎng)發(fā)布會(huì)上，長(zhǎng)城汽車正式公布了其大禹電池技術(shù)。從這一技術(shù)名稱來看，似乎是想借助“大禹治水”來解決新能源汽車電池“火”的問題。大禹電池技術(shù)是集熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動(dòng)滅火、正壓阻氧、智能冷切等8個(gè)設(shè)計(jì)理念，在采用全新開發(fā)的雙層復(fù)合材料的電芯以及采用高溫絕熱復(fù)合材料模組的雙重防護(hù)下，大禹電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱源的高效隔斷。此外，智能冷切的設(shè)計(jì)理念，可以使得在電池管理系統(tǒng)識(shí)別到電芯觸發(fā)熱失控的時(shí)候，通過BMS和云端雙重監(jiān)控，確保整臺(tái)車能夠及時(shí)開啟冷切系統(tǒng)，并有效抑制熱流的擴(kuò)散。突破電池本征、PACK設(shè)計(jì)、BMS 3大維度39個(gè)熱失控故障節(jié)點(diǎn)，全面保障電池安全，實(shí)現(xiàn)“控+導(dǎo)=通”熱失控安全矩陣，保證在“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”“加熱兩個(gè)電芯并連續(xù)觸發(fā)熱失控”的情況下都能實(shí)現(xiàn)不起火、不爆炸。其內(nèi)部分為熱源高效隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、自動(dòng)滅火、正壓阻氧、高溫絕緣、智能冷卻等多項(xiàng)核心技術(shù)，接下來我們將分別進(jìn)行解析。

寫在最后

不論是刀片電池還是彈匣電池抑或者大禹電池和蜂窩電池技術(shù)，它們其實(shí)都代表著國(guó)內(nèi)新能源車企和電池企業(yè)在電池技術(shù)領(lǐng)域的不斷探索和創(chuàng)新所取得的成果。這些電池技術(shù)的面世，開啟了以電池包層面的技術(shù)創(chuàng)新。在接下來的時(shí)間，我們也相信會(huì)有越來越多的企業(yè)加入電池技術(shù)的研發(fā)之中，這對(duì)于提升新能源汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供巨大的動(dòng)力支持。從電池技術(shù)的發(fā)展來看，我國(guó)在新能源汽車產(chǎn)業(yè)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了彎道超車，這對(duì)節(jié)省燃油、降低能耗和污染是一項(xiàng)重大舉措，我們相信未來國(guó)內(nèi)的新能源汽車會(huì)持續(xù)領(lǐng)跑全球。