自从新能源汽车诞生起,“电池热失控”这一安全话题似乎始终如影随形,更一度成为新能源普及的重要“绊脚石”。
事实上,这还得从2013年10月的特斯拉自燃事故说起。一辆特斯拉model s在道路上行驶时,底部碰撞到了尖锐物体,车主在得到警告提示后迅速逃车,model s随之燃起熊熊大火。当时特斯拉股价应声跌落6%,全球媒体大为震惊竞相报道。随后,类似事件大家似乎已经司空见惯,但也令新能源消费者一次次深刻意识到:电池热管理十分重要。
那么,当前何种电池热管理技术算是前沿呢?今天,我们就以炙手可热的“长安原力技术”为例,讲讲其中大家所知不多的ibc数字电池管理系统,盘盘其中是否有干货。
可怕的热失控,是怎样发生的?
当前普通大众对“热失控”的认知,往往源于新闻,所见也都是相对极端的后果。但事实上,电池热失控的原因非常繁杂,触发原因可大致分为三类:机械滥用、电滥用、热滥用。
机械滥用:指碰撞、针刺、冲击、挤压等等外力机械原因。
电滥用:指电压管理不当或电器元件故障,引发的外短路、过充电、过放电。
热滥用:则指温度管理不当引起,引发的热失控。
但无论是哪一种原因,这三者密不可分。简单说,机械滥用,易让电池隔膜变形与破裂;这会导致“电滥用”,即电池内部短路;随后会触发“热滥用”,因为焦耳热产热遽增,会触发链式产热副反应。
这一系列过程是“不可逆转”的,一旦开启热失控“散热”却往往追不上“产热”。所以真正想确保锂电池安全,全方位360度无死角的技术“严防死守”,以及系统化的周密安全设计,才是关键。
长安深蓝,能让潘多拉的“热失控”,没机会打开?
我们不难发现,电池热失控就是“潘多拉的魔盒”,一旦打开即为灾难。那么问题来了,我们的汽车怎样像“先知”一般,将危险扼杀在襁褓中呢?
这里,我们涉及一个很时髦的概念—— “数字孪生技术”。顾名思义,数字孪生,即在虚拟数字世界,构建一个与现实时间对称的数字“克隆体”。我们都知道,电池内部的生态与运作无法实现可视化的实时管理监测,但数字“克隆体”每一部分的运动与变化却可以实时追踪。更重要的是,数字“克隆体”还可以高速预测风险。
而长安深蓝ibc数字电池管理系统,即运用了这一项主动安全技术。通过采用创新的“车 云bms双重监控技术”,实现了车云协同。由于长安深蓝“车 云bms双重监控技术”,拥有实验室与监测车辆在46w台以上,可以构建事故特征数据;更具备深度学习算法能力,可模拟动力电池热失控的规律并生成模型;还可实时采集电池信息,双24小时全天候安全监控……这一系列能力,让该系统能在检测到数据信息的第一时间,即可完成安全预测和报警,准确率达99%。
目前,行业主流的电池主动安全,仍是以“电池检测技术”为主。例如,比亚迪dm-i电池热管理系统、蔚来智能电池全生命周期管理系统等等,都是从温度“监测”为出发点,但物理传感器的方式容易发生事故错报、漏报的情况,并且对于车辆充电、静止等状态下的监测力度大大减小,其预警能力自然被大大削弱。
这样的透明化,让电池安全不再高度依赖于驾驶者的“谨慎与经验丰富度”。举例来说,有时亲朋借车,电池遭遇小刮蹭与小磕碰,未必向车主一一明言,但却可能惹出大麻烦。而长安深蓝“车 云bms双重监控技术”一旦监测到风险,将第一时间提醒你采取维修等措施。
一旦发生“热失控”,长安深蓝的底牌是什么?
不怕一万,就怕万一。假设极端情况来临,如何让“危险”最终有惊无险“软着陆”呢?正如前文所述,无论是何种触发方式,最终表现一定会呈现为“热失控”。在这一情形下,最后的防线往往取决于两点:一是电池本身安全,二是被动安全设计。
关于前者,长安汽车的实力毋庸置疑。从全球顶尖供应商中优选电芯,长安深蓝采用安全性高的低镍三元电芯,并对电芯生产一致性进行严格管控,坚守48道工序1196项标准严控,对于电芯本体的安全性实现了最大化。
关于“被动安全设计”,长安深蓝ibc数字电池管理系统的“终极后手”,对安全的周密程度超越想象。总结来说,具有三大层级:一是采取可立即采取“断电、隔热、散热排温、卸压”等技术,将危险事态大而化小;二是拥有“超密封技术”,将热失控损失控制在箱体内,杜绝波及人身;三是在全工况状态下,车辆均可实现微秒级自动唤醒,警示驾乘人员并自动解锁车辆,联动长安24小时值班人员定位救援。
具体怎么理解呢?我们首先来看这一张图,ibc数字电池管理系统的“电池模组”几乎每一个位面都进行了防火或散热设计。比如在每个相邻电池模组之间,都有防火垫设计,这部分材料运用的是“航天级隔热材料”,也叫气凝胶。可阻隔1200℃以上的高温,即便燃烧亦不会产生有毒气体,可以很好在“热失控”开始时抑制事态蔓延,为驾驶者争取逃生时间。
最为关键的是,一旦监测“短路”发生,该系统“全域防短路技术”,将在10毫秒内完成瞬时断电保护动作。通过高成本、超严格的绝缘防护材料抵抗2万伏高压放电,最大程度杜绝由于电芯短路引起的爆燃现象。
即便是最糟糕的情况下,长安深蓝运用超压密封控制技术,打造的“全球首发辊压箱体”,可以防止高达1000kpa的热冲击,让损失发生在有限范围内,而且还拥有瞬态泄压技术,泄压能力最大达到8000l/min,可以有效缓解由于电池热失控导致的高压空间,抑制高温高压爆炸的危险,保护车身财产与驾乘人员不受安全威胁。
我们都知道,“热失控”最可怕之处是爆炸和自燃,这两者的直接原因离不开“热量”与“高压”,而它们的控制绝对不容易。
关于这两点,长安深蓝ibc数字电池管理系统也有严密的设计,其中,定向感压排温和全时感温报警更是深蓝特有的专利技术。首先,“定向感压排温”配合独有的专用排温通道设计,在电池包热失控后可引导高温气体固定向地面排出,防止点燃车轮、挡泥板的车体表面,而且温度可控制在100°以下,远高于行业400-500°的标准。
当然,最有经验的驾驶者,必定最关心“逃生问题”。从前些年事故来看,打不开车门、预警反应不够迅速……成为耽误逃生的关键所在。长安深蓝ibc数字电池管理系统,全时感温报警系统,拥有微秒级自动唤醒“专利优势技术”。这包括,发生热失控后第一时间实现车门自主解锁,多元视听警告驾乘者,云端联动长安24小时值班人员等。最关键的是,这些动作,可在长安深蓝静止、充电、行驶等任何工况下达成,全方位确保驾乘者毫发无伤地及时离开。
写在最后
目前,国家对于新能源电池热失控的安全标准要求是人身安全,而长安深蓝的ibc数字电池管理系统打破了这一要求瓶颈,从人身安全升级到了车辆财产安全。这项创新的电池热管理技术,从被动安全上的绝对“防御”,到主动安全上的实时“监控”,其所累积申请的专利数达到了392项,不仅为用户带来了高于国家标准的安全用车保障,同时也加速了国内新能源汽车行业在车身安全、电池安全等主要安全指标上的进步速度。