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鐵電池做后盾 保比亞迪電動汽車安全穩定

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年12月19日  

前不久,比亞迪宣布計劃針對出租車及公交大巴市場推出"零元購車-零成本-零排放"解決方法。在解決了出租車公司和公交公司一次性購買電動汽車資金壓力的同時,也讓e6成為了出租行業的"搖錢樹"。它不僅為公司尋求新能源的發展探索出了全新的模式,更向外界展示出了自己對e6純電動汽車產品性能的自信。


股神巴菲特參觀比亞迪電池廠


相較傳統的燃油汽車,純電動汽車最大的特點就是采用純電驅動,電池的安全在一定程度上也就意味著整車的安全。比亞迪純電動汽車e6不僅整車符合國內各項標準及美國FMVSS嚴格標準,同時長期路試顯示出動力鋰電池--"鐵電池"的持久穩定。據比亞迪最新數據顯示,截至九月底,先后在深圳投入公交運營的300臺e6純電動出租車累計總行駛里程接近2600萬公里,單車最高里程接近24萬公里,相當于普通私家車超過10年的行駛里程,其間沒有更換過一次電池,充分驗證了鐵電池的安全可靠。


作為汽車動力鋰電池,安全性是壓倒一切的首要考慮因素。而電池安全分為"電安全"和"熱安全"。電安全可以通過外部手段來保障。例如給一臺手機充電,不論其電池質量如何,只要設置一個自動停充的電壓值,就可防止過充。這就是電安全設置。


而熱安全是指電池材料在不同溫度下的穩定性,它完全依靠電池自身的品質來保障。因為我們不可能通過后天手段,把動力鋰電池一個個用絕熱材料包裹起來,那會造成整車重量的嚴重超標。因此選擇動力鋰電池時,電池材料的熱穩定性是重要考慮因素,而不能一味追求高能量密度。


當前鋰電池分三大類:

從上述表格中,我們可以看出,鈷酸鋰電池能量密度非常高,但當它在高溫下不穩定,達到180度它就會分解成氧,放出大量的熱能爆炸;錳酸鋰電池,其安全性雖然高于鈷酸鋰但它加熱的時候也會分解成氧,容易爆炸,而且錳的溶解會造成電池壽命的縮短;而磷酸鐵鋰電池在高溫下十分穩定,一般不會發生分解反應,即使發生了分解也不會出現氣體,它雖然能量密度不占優勢但是熱穩定性是最好的。出于安全和電池壽命的綜合考慮,比亞迪選用了磷酸鐵鋰電池作為了純電動汽車的動力鋰電池。除了比亞迪,通用亦打算改用磷酸鐵鋰電池作為電動汽車動力鋰電池。


高安全性能足以經受各種嚴苛試驗


比亞迪方面表示,為了確保動力鋰電池具有良好的安全穩定性,在研發過程中曾多次對"鐵電池"進行火燒、擠壓、針刺、過充、短路等極端測試。


從測試結果來看,比亞迪的磷酸鐵鋰電池的安全性能可圈可點。例如,在電動汽車長途行駛過程中,難免會出現電池高溫運作的情況,比亞迪以5℃/min的速率加熱電池至150℃,并保持2小時進行爐熱測試,電池無起火燃燒爆炸的現象發生;針對潛在存在的碰撞事故,比亞迪進行了擠壓測試,將電池完全擠壓變形,e6未發生起火燃燒;假如因為碰撞,引發了電池的短路,我們也完全不用擔心電池會起火爆炸,比亞迪用導線連接電池的正負極使其短路(導體內阻≤5mΩ),進行了保持10分鐘的短路測試,證明了電池的安全性;另外,比亞迪還模擬了電動汽車從高空跌落的情況,將電池從1m高度跌落至混泥土表面,電池也僅出現了輕微的變形。


在各種極端測試下,比亞迪鐵電池即使內部或外部受到傷害,但均不起火、不爆炸,表現出了極高的安全指數,確保駕乘者在各種環境下的用車安全。


解決電池一致性難題夯實安全基礎


電池的一致性一直是純電動汽車發展中的難題,電池組中的一節電池出現問題,整個電池組的工作都會受影響,牽一發而動全身。因此電池一致性好是電池安全的重要一環。但是這對電池組的設計、制作以及組合、管理和維護等方面都有高要求。不管哪個性能指標都重要,缺一不可,電池一致性包括:容量一致性、循環一致性;內阻一致性、動態內阻一致性;電壓一致性、壓降一致性,這每一個指標背后都代表著多項技術難題的攻克。新能源汽車使用的是動力鋰電池組,由若干個鋰電池組成。假如電池組的"一致性"不好,就容易造成有的過度充電、有的充電不足現象,影響整個電池組的使用壽命和效率,甚至出現安全問題。


比亞迪依托自己在世界電池領域的領先優勢,將電池一致性做到了極致。所研發的磷酸鐵鋰電池從產品設計、裝備,到生產工藝、管理全流程確保電池組的一致性。使得單體電池的安全性、壽命和電池組相同,確保了電池單體的高安全性能,也解決了電池組在純電動汽車上的安全問題。


多重安全防護從源頭確保電池安全


為進一步保證電動汽車安全,比亞迪還針對動力鋰電池組件進行了7重安全設計。以比亞迪e6純電動汽車為例,其所用動力鋰電池單體、電池模組、電池系統均采取了必要的安全設計和多重安全防護措施。


防爆閥作為多層安全防護設計中的重要一層,保證在電池出現異常時,可靠啟動,完成泄壓使命,防止電池爆炸,而且防爆閥為無碎片式設計,即在防爆閥啟動后,防爆閥和蓋板主體仍然連接在一起,不會有碎片、異物飛出。


第二重高壓安全設計,這是安全的重中之重,比亞迪也做到了這項技術當前的極致。最小電氣間隙、最小爬電距離遠超出國標及美國UL標準要求,各種電氣絕緣材料均經過美國UL認證。此外主動力回路上串聯多個保護裝置更多一層保障,當電池包出現異常時,可以通過保護裝置將電池包分斷為電壓較低的各個部分。同時,在電池包正常充、放電以外的其他時間(也包括電池包的存儲、運輸、維護、修理),可以通過保護裝置將電池包分斷為電壓較低的多個小段,防止意外情況(如嚴重碰撞)發生時造成事故。


當然備受關注的電池模組阻電工作也做到了家,電池模組及包體外殼均采用UL認證的塑膠材料,具有優秀的電絕緣性能。同時,為防止電池內部間短路或電池和車身短路,降低電池包短路風險,所有電連接端子均采用隔離設計,即所有電連接端子和其他帶電體和導電體物理隔離;此外,電池包正負極分布于電池包的兩側,防止電池包發生正負極短路。


在電池包內做好一切阻燃準備后,還有一重設計可以外在感應,人為杜絕隱患。當車輛因為碰撞漏電時,控制系統可以實時響應,通過手動開關按鈕及時斷開動力回路,(嚴重漏電時控制系統可以自動切斷動力回路,)防止風險進一步擴大。


權威測試鑒定鐵電池擁有中美"雙保險"


作為國家汽車新產品通告內產品,e6純電動汽車不僅通過了國家相關檢測機構的整車碰撞安全、系統電安全、電池安全等試驗,而且還按照美國FMVSS標準,美國US-NCAP以及美國保險協會IHSS試驗工況進行了驗證,同時滿足ECER100要求,可謂擁有中美"雙保險"。


今年五月比亞迪e6出租車因其它車輛司機醉駕、高速撞擊,遭遇一場嚴重交通事故,引起社會對電池安全的關注。六月由深圳市計量質量檢測研究院組織,邀請國內電動汽車整車及動力系統、部件安全、結構安全、碰撞安全、電子電氣安全、電動汽車動力鋰電池、材料燃燒特性等領域的13名業內權威比較亞迪電動汽車進行了為期兩個月的權威鑒定。經過鑒定,在遭遇肇事車輛超過180km/h的高速撞擊和和路邊大樹的高強度二次撞擊后,電弧引燃內飾材料及部分可燃物質。但整個事故中e6出租車動力鋰電池沒有發生爆炸,72節單體電池(占全部96節動力鋰電池的75%)未起火燃燒。動力鋰電池系統在整車上的安裝布局、絕緣防護及高壓電系統設計合理,整車安全設計未見缺陷。足見e6在動力鋰電池安全性方面經受住了嚴重事故的考驗。


總體而言,比亞迪作為全球最先實現磷酸鐵鋰電池產業化的車企之一,最先將磷酸鐵鋰電動汽車投放市場,300臺e6出租車和200臺K9大巴兩年多的成功運營,使電池的性能優勢得到了充分的證明。和此同時老牌車企通用也計劃在電動汽車領域回歸磷酸鐵鋰路線。這些事實證明比亞迪選擇了一條正確的技術路線,并已走在前列。如今比亞迪正大力推進公交電動化,基于自己產品的成熟穩定,比亞迪采用"零元購車-零成本-零排放"創新模式,不僅可以給出租車公司和公交公司帶去豐厚的利潤,而且還為新能源汽車的推廣和節能減排供應可行性途徑。

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