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龙鳞甲电池黑科技背后的整车思维

来源:汽车商业评论(涂彦平)23年1月5日 11:10

2022年,我国新能源汽车产业进入加速期。11月新能源乘用车国内零售渗透率突破36%;前11个月新能源汽车累计销量为606.7万辆,同比增长1倍以上。

新能源汽车市场全面爆发,但随之而来的是,电动汽车自燃事件的发生也呈上升趋势。国家应急管理部曾发布数据,2022年一季度新能源汽车火灾共发生640起,同比上涨22%,平均每天超过7例。行业调查显示,因为动力电池导致的新能源车辆起火事件占比近四成。

在新能源汽车的充电便利性以及续航里程提升之后,消费者对新能源汽车的里程焦虑已经很大程度上让位给安全焦虑。

挑选一款安全性足够高又能兼顾续航、快充、成本的动力电池产品,成为各大新能源汽车品牌的首要诉求。

针对这一行业痛点,蜂巢能源2022年12月在第三届电池日活动上推出了全新一代高安全动力电池系统化解决方案——龙鳞甲电池。

创新设计:底部防爆阀、热电分离

动力电池的热失控往往是从单个电芯的热失控开始的。蜂巢能源从电芯结构入手,在防爆阀设计上进行了创新。

一般动力电池包中电芯的防爆阀设计在顶部,一旦电芯发生热失控,高温高压的喷发物会向着座舱的方向喷发。

因此,防爆阀上方会留出泄压通道,将喷发物引导到侧面或底部排出。但在这个过程中喷发物很容易蔓延到相邻电芯,导致连锁反应。

龙鳞甲电池将电芯防爆阀设计在电芯壳体的底部,一旦发生某个电芯热失控可快速实现定向泄压,喷发物可按指定方向、通过很短的通道迅速排出,不会蔓延至周边电芯。

这种底部防爆阀设计可以做到定向卸压、可控卸压,并缩短排气通道的距离,从而大大降低电池包安全隐患。

在电池包层面,龙鳞甲电池采取了“热电分离”设计。

常规电芯防爆阀和极耳在同一侧,热失控泄压区与高低压线路处于同一区域。一旦单个电芯热失控,喷发物极易伤及其他电芯,引发二次危害。

热电分离设计则让热失控泄压区与电源传送区各自独立,大幅降低热失控时内部高压拉弧、打火的失效概率,显著提升安全性。

此外,龙鳞甲电池的双面冷却设计让电芯和冷却板大面积接触,冷却板可以迅速带走电芯的热量,换热能力较一般水平提升70%。不管是非充电场景下的电池包安全,还是电动车快充场景的安全,都可以得到显著提升。

在电池包结构层级上,龙鳞甲电池还采用了高强钢+弹性支架的设计,为热失控建立安全稳定的泄压通道,提供有力的承载和防护缓冲,避免碰撞带来的电池包故障。

基于以上创新设计,龙鳞甲电池做到了单电芯失控不扩散至相邻电芯,整包不起火,远超国标要求的5分钟不起火。

龙鳞甲电池分别从电芯层面和电池包层面作出创新设计,实现了从单体安全到系统安全的全面提升。

龙鳞甲电池的底部防爆阀设计、热电分离设计等创新方案,是蜂巢能源过往安全技术的沉淀和升级,背后正是蜂巢能源对电池安全以及整车安全的深刻理解和把握。这样的电池系统也更能获得整车厂的认可。

整车思维下的创新解决方案

随着动力电池能量密度的逐步提升,续航里程超过500公里的电动汽车已经比比皆是。不过,搭载磷酸铁锂电池的电动汽车续航里程普遍不够长。而龙鳞甲电池通过创新设计创造了一种磷酸铁锂电池高续航解决方案。

龙鳞甲电池通过系统结构件功能集成、空间功能集成设计大大提高了电池包空间利用率。蜂巢能源透露,因为减少了20%的结构件,龙鳞甲电池能为电池包减重10-20公斤。

通过结构件的简化提高电池包空间利用率,再结合更高能量密度的电芯,龙鳞甲电池给车辆续航带来了提升。

采用磷酸铁锂电芯的龙鳞甲电池系统体积成组效率提升至76%,续航超过800公里,采用高锰铁镍电芯超过900公里,采用三元电芯则超过1000公里,帮助车企极大地拓展了续驶里程的上限。

从整车电池系统集成的趋势来看,继无模组的CTP电池系统量产之后,CTC(电芯直接成组到车身)、MTC(模组到车身)成为新的发展方向。

龙鳞甲电池系统的上盖、水冷板和车身乘员舱地板三合一,可以扩展至CTC。这种结构的创新将给动力电池制造乃至整车车身设计都带来的颠覆性改变。

此外,在快充性能上,龙鳞甲电池表现突出,匹配三元电池时支持4C快充。

龙鳞甲电池还兼容各种化学体系,可搭载在A00-C级系列车型。这种特点可以帮助整车企业缩短新车型的研发周期,电池包的为整车企业进一步降低了整车企业的采购成本。

综合以上,龙鳞甲电池是蜂巢能源基于当前新能源汽车市场的实际痛点而推出的技术创新方案,能很好地兼顾整车厂对动力电池高安全性、长续航、快充性能强大、低成本等综合诉求。

蜂巢能源董事长兼CEO杨红新曾表示,“市场在变化,用户需求在升级,唯有持续的技术创新,才能行稳致远。”

龙鳞甲电池是继无钴电池、短刀电池、叠片电池等之后,蜂巢能源在整车思维下推出的又一个创新解决方案,它体现了蜂巢能源强大的持续创新能力。

目前,龙鳞甲电池已经获得不止一家整车厂的垂青。它将陆续搭载到量产车型上,包括2023年10月量产的一款SUV及一款轿跑。