緊守電池安全丨新能源汽車的“生命線”

根據《2019新能源汽車消費市場研究報告》顯示,電動車續航問題仍然是消費者放棄購買純電動車的主因,佔比高達46%。為了解決續航問題的困擾,提高電池能量密度和加快充電時間就成為了目前兩種比較主流的解決辦法。但這也就帶來了另一個不容忽視的問題——電池安全。在《2019新能源汽車消費市場研究報告》的數據中,電池安全問題是消費者放棄購買純電動車的第二大因素,佔比高達26%。

工信部部長苗圩在2018年底曾表示,電池單體的能量密度達到了265 Wh/kg,較2012年提高了2.2倍,同時成本下降了75%。在電池能量密度越來越高、成本越來越低的同時,電池安全性也成為不可忽視的問題。此外縮短電池快充速度也同樣是影響電池安全性的因素之一。目前加快充電時間的解決辦法大多是通過提高電壓或加大電流的辦法來起到增大充電功率的目的。但隨著功率的增大電池也更加容易產生熱量,因此也會危及到電池安全。

緊守電池安全丨新能源汽車的“生命線”

目前出於能量密度的考慮,新能源車大多采用鋰離子電池。而鋰電池對於溫度非常敏感,充電、放電都會讓它的溫度升高。如果產生的熱量不斷積聚並且無法及時擴散,導致電池組內部過熱,這不僅會對電池的性能產生影響,嚴重時還會產生自燃的隱患。同樣如果環境溫度過低,則也會讓鋰電池的活性下降。為了能給鋰電池創造一個良好的溫度環境,就必選依靠電池熱管理系統(BTMS,Battery Thermal Management System)來實現。

和傳統燃油發動機一樣,電池的冷卻系統也分為風冷和液冷兩種。風冷也叫作空氣冷卻,就是將空氣作為傳熱介質,讓空氣穿過電池模塊以達到冷卻的目的。風冷的主要優點是結構簡單、成本低、散熱模組重量相對較小,但缺點是空氣與電池之間換熱係數低、冷卻速度慢,而且溫度控制不夠準確。特別是在高溫天氣或高負荷工況下,風冷的性能難以滿足鋰電池的工作溫度需要。

緊守電池安全丨新能源汽車的“生命線”

奇點iS6在吐魯番進行高溫測試

因此為了滿足鋰離子電池的散熱要求,就需要使用效率更高的主動液體冷卻系統。液體冷卻就是在電池模塊間佈置管線或圍繞模塊佈置夾套,或者把模塊沉浸在電介質液體中。然後將用空氣對冷卻液進行熱交換。液冷方式的主要優點是換熱係數高,溫度控制準確,冷卻速度快,體積較小等。而缺點則是模組重量相對較大、結構相對複雜、維修保養不便,甚至極端情況下還會出現漏液的可能等。所以這些都對BTMS的工作可靠性提出了很高的要求。

此外,大家都知道鋰離子屬於活潑金屬。電池內反應產生的鋰金屬如果和空氣接觸,會與空氣中氧氣產生激烈的氧化反應,從而發生燃燒。為了防止空氣進入電池內部,鋰電池對電池包密封性的要求也極為苛刻。電池組通常會在裡裡外外設計多層外殼或塑膜等封閉保護措施,使得鋰金屬不會與氧氣接觸而發生燃燒。如果防護措施老化或受撞擊遭到破壞導致防護失效,金屬鋰與空氣接觸後就容易失控起火。

緊守電池安全丨新能源汽車的“生命線”

奇點汽車進行動力電池外部火燒測試

為了防止電池組在撞擊時或老化後產生安全隱患,包括奇點汽車在內的所有新能源車企都會

在電池組的設計和生產過程中進行大量的安全測試。為了保證動力電池的安全性、耐久性和可靠性,奇點測試團隊對電池進行了各種“摧殘”。

從初期的電池包外部火燒、擠壓、振動、跌落、海水浸泡、熱失控等各項殘酷的測試,到整車測試階段的高寒、高溫、高溼、高原測試,測試團隊的足跡遍佈了-40℃的牙克石、40℃的吐魯番、年平均溼度87%的五指山以及海拔4000米以上的格爾木等各種惡劣環境。此外在測試項目上也包括了高速、擁堵、爬坡、滿載、大負荷(急減速、急加速),甚至是部分遮擋散熱器等惡劣工況,為了完成測試,奇點汽車的工程師們累計測試歷程達到了200萬公里。

緊守電池安全丨新能源汽車的“生命線”

奇點iS6在五指山進行高溼測試

正是由於包括新能源車企和電池供應商在內的整個行業共同努力,目前新能源汽車的消費者滿意度已經相比之前有了很大的進步。根據某知名汽車網站的千人調查報告來看,2018年和2019年的購車人數佔據了總受調消費者的八成以上。而其中僅2019年所佔比例更是超過了55%。這也就說明了人們對於新能源車的接受度越來越高。

而在對新能源車滿意度的四個選項中,非常滿意的比例為21%,而滿意的比例為58%,合計約為八成。這樣的結果表明,在新能源汽車行業的共同努力下,經過了短短几年的發展,人們對於新能源車的接受度和滿意度都在快速上升。

緊守電池安全丨新能源汽車的“生命線”

相信隨著電池技術的日趨進步以及新能源車企的逐漸成熟,新能源汽車也會讓更多消費者體驗到駕駛電動車的便利和樂趣,正如奇點汽車的願景一樣:

讓每次出行都變成美好的記憶


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