广汽埃安“弹匣电池”技术解析
文章来源： 汽车动力总成
发布时间：2021-05-25
3月10日，广汽埃安发布新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术。
3月10日，广汽埃安发布新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术，从命名中我们不难理解，弹匣电池系统就是将电池置于形似弹匣的安全舱内，这套“弹匣电池”系统有4个核心技术：超高耐热稳定电芯、超强隔热电池安全舱、三维降温冷却系统、第五代电池管理系统，弹匣电池技术可以应用于磷酸铁锂和三元锂两种材料的电池包中。
热扩散是指电池包或者系统在一个电池单体发生热失控，进而导致其余单体接连发生热失控的现象，电动汽车用动力电池系统热扩散的目的是验证电池包或者系统在电池单体发生热失控的情况下是否具备有效保护驾乘人员安全（逃生）的能力，目前热扩散实验主要有两种触发方法，第一种是针刺，第二种是加热，目前除了我们今天讲的“弹匣电池”之外，尚未有其它三元锂电池成功通过针刺热扩散实验。
有一个重要的点，弹匣电池系统安全技术在整包针刺试验中并未出现起火和爆炸现象。这是行业首次通过三元锂电池整包针刺不起火试验，三元锂电池安全性取得了历史性的突破。
我国对电动汽车动力蓄电池安全实施的是2020年5月12日发布的《GB38031-2020动力汽车用动力蓄电池安全要求》，于2021年1月1日正式实施。该标准对之前实施的GB/T31485— 2015及GB/T31467.3—2015进行了部分修改与升级，在附录C《热扩散乘员保护分析与验证报告》中规定，“电池包或系统在由于单个电池热失控引起热扩散、进而导致乘员舱发生危险之前5分钟，应提供一个热事件报警信号”。
广汽埃安“弹匣电池”系统有4大核心技术
（一）超高耐热稳定电芯
1、正极材料（纳米级包覆及掺杂技术）：
通过对电芯正极材料进行掺杂与包覆工艺相结合，实现了材料本征改性与表面修饰改性的复合，有效改善了材料表面特性和导电性能，从而可以提高材料的电化学性能。在保证高镍正极活性的同时，进一步提升了电芯的热稳定性。
2、自修复SEI膜（新型添加剂应用实现SEI膜的自修复）：
在电解液中增加了两种新型的添加剂，能够分别实现隔膜自修复、降低热失控反应产热的功能，从而起到改善电芯寿命，降低电芯短路风险的作用。
3、高安全电解液（自聚合高阻抗界面膜）：
在加热至120℃以上时，高安全电解液能在高温下自发聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低热失控反应产热。
正是有了纳米级包覆及掺杂技术、自修复SEI膜、高安全电解液等技术的应用，使得电芯的耐热温度提升30%。
（二）超强隔热电池安全舱
1、网状纳米孔隔热材料
将电芯放置在超强隔热电池安全舱内，就如同弹匣般排列，在使用网状纳米孔隔热材料将电芯单独分隔，实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯（热扩散是指电池包或者系统在一个电池单体发生热失控，进而导致其余单体接连发生热失控的现象）。
2、超耐高温上壳体
电池舱采用超耐高温的上壳体, 电池包上壳体能耐温 1400 ℃以上, 三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯，从而有效保护电池整包。
（三）三维降温冷却系统
弹匣电池配备了三维降温冷却系统，何为三维？1、全贴合液冷集成系统，2、高效散热通道设计，3、高精准导热路径设计。
汽车电池温控系统的主要作用是确保汽车电池在夏季和冬季用车时处于最佳工作状态，如果没有可靠的汽车电池温控系统，在面对高温天气的情况下，电池热失控的几率会大大增加，弹夹电池通过全贴合液冷集成系统、高效散热通道设计、高精准导热路径设计，使得散热面积提升40%，散热效率提高30% ，有效防止热蔓延。
（四）第五代电池管理系统
弹匣电池系统技术搭载了第五代电池管理系统， 通过采用最新一代车规级电池管理系统芯片（相比前代系统提升100倍），可实现每秒10次全天候数据采集，24小时全覆盖的全时巡逻模式，对电池状态进行监测，发现异常时，立即启动电池速冷系统为电池降温。
全时巡逻模式和异常自救模式的应用，重新定义了三元锂电池主动安全的标准，通过优化设计和生产工艺，系统体积比能量提升9.4%，到达302Wh/L，系统质量比能量提升5.7%，到达185Wh/L，各项性能参数均达到世界领先水平。
注：文章中引用数据和图片来源网络
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