其实,动力电池起火很大一部分原因是热失控所引发的。目前,纯电动汽车的基础设施建设还不是很完善,消费者对纯电动汽车充电远没有达到燃油车加油那样便捷,并且由于现在我国对于纯电动汽车的补贴仍然以续航里程为主要标准,所以无论是消费者还是新能源造车企业,对于车辆的续航里程都有一定的要求。因此,拥有重量轻、电量大等优点的三元锂电池被众多新能源车企所采用。但是,三元锂电池却有一个致命的缺点,那就是在车辆发生碰撞后容易引发起火事故,而这其中的原因主要是受到电池过热而造成的热失控。(此前被广泛使用的磷酸铁锂电池虽然拥有碰撞后不容易起火的优点,但是这类电池重量略重、电量略小,所以已经逐渐被三元锂电池取代)
在纯电动汽车中,动力电池系统是由多个动力电池单体电芯构成,在工作过程中会产生大量的热量聚集在狭小的电池箱体内。而如果热量不能够及时地快速散出,不仅会影响动力电池寿命,而且严重情况下还会出现热失控的现象,从而引发起火爆炸等事故。而如果从原理上说,造成热失控的原因主要有四种情况,即机械滥用、电滥用、热滥用以及内部短路。
其中,机械滥用主要是指当汽车发生碰撞时,由于受到外力的作用,锂电池单体、电池组发生变形,自身不同部位发生相对位移,导致电池隔膜被撕裂并发生内部短路,易燃电解质泄漏最终引发起火。在机械滥用中,穿刺伤害最为严重,它可能会引发导体插入电池本体,造成正负极直接短路。
而电滥用主要是对电池的使用不当造成的,有外部短路、过度充电和过度放电几种类型。其中,因为过渡放电导致的危害最小,但是由于过度放电造成的铜枝晶的增长会降低电池的安全性,从而增加热失控的几率。而外部短路是在两个存在压差的导体在电芯外部接通导致的结果,当外部短路发生时,电池产生的热量无法很好的散发,电池温度也会随之上升,高温触发热失控。
其实,为了防止由于电池引发起火事故,比亚迪电池在研发过程中就已经在一定程度上做到了规避风险。
目前,比亚迪乘用车上所使用的电池基本是三元锂电池,也被称为三元聚合物锂电池,这类电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池。比亚迪的三元锂电池采用的正极材料则为镍钴锰酸锂,其和镍钴铝酸锂电池一样,在能量密度更高的同时,保证了平衡续航和稳定性,所以就成为了当下消费级电动车动力电池的首选。但是,镍钴锰酸锂的热稳定性相比于镍钴铝酸锂更佳,同时镍含量比例较少,在提升能量密度的同时兼顾安全性,能更好做到续航与安全的平衡,因此作为动力电池更为安全。
其次,锂电池根据电芯的不同,外壳分为硬壳和软包两大类,硬壳材料主要有钢壳和铝壳两类,软包采用的是铝塑复合膜材料。其中,硬壳根据其内部正负极片的排列方式分为圆柱形和方壳型。简单来说,当下最主流的电池封装方式有三种,圆柱型、方壳型和软包型。比亚迪采用方形铝壳型封装方式,这种方式能把电池的内部材料卷覆得更加紧密,再加上有铝壳限制,不容易膨胀所以相对安全。另外,方壳型封装方式可在内部配备防爆塞,如果有热失控的情况,会从防爆塞的固定方向释放膨胀空气,不容易影响其它电芯。并且因为采用方形封装,电芯间隙极小,加上铝制外壳密度小、重量轻的优势,方壳型封装的电池能量密度可以做到更高。
另外值得一提的是,比亚迪的电池管理系统通过实时监测电池状态,在电池包温度异常时,通过空调系统进行及时散热或者加热,保证电池安全以及寿命。并且在动力电池智能温控系统上,动力电池包增加了电池加热、冷却功能,同时结构上优化增加隔热保温功能,使电池工作在适宜的温度区间,延长电池寿命。
严苛的检测试验更好的保证电池安全
针刺实验同样模拟了用车时发生事故,电池遭到尖锐物体刺穿时的场景,并通过技术手段防止异物刺入导致内部短路,从而引发的起火、爆炸等隐患。试验在20℃?±?5℃的环境温度下进行,将测试所用电池放置固定在实验设备上,用规定大小的无蚀锈钢针以20mm/s-40mm/s的速度刺穿电池最大表面的中心位置,实验要求为电池不起火、不爆炸。
而火烧实验模拟了电池包或系统安装在电动汽车上后,电动汽车经过高温地面或者有火焰的地面时,电池包或系统表面温度骤然升高时的状况。实验过程中,观察电池包或系统在短时间内,由于温度骤然升高可能会出现的各种状况。在实验中,将所用锂离子动力蓄电池包模组放置在规定实验设备或场地内,以规定温度及时长对其进行火焰持续燃烧,实验要求无爆炸、起火、燃烧,且无火苗残留。
除此之外,比亚迪为了能够更好的保证电池品质与安全,还进行了低温耐久、高温耐久、盐水浸泡、跌落、振动测试。而通过对比亚迪电池以及测试过程中的检测可以得知,比亚迪动力电池在可靠性和产品品质方面值得信赖。
比亚迪纯电动汽车电池够安全,续航足够长