领跑新国标!比亚迪做对了什么?

电车通 2024-09-26 16:36:53

在刚刚过去的8月份,绝大部分新能源车企呈现出良好的销量增长,其中比亚迪、零跑、深蓝等新能源品牌均刷新了月销量纪录,乘联会更是大胆预计8月的新能源渗透率将超过50%。此外,虽说成都车展是「促销车展」,但多家车企却一改常规,将比亚迪夏、岚图知音等重磅新能源车放在成都车展首发。

种种迹象表明,新能源车已逐步被广大消费者所接受。

「新能源是大势所趋」已成业内共识,但小通留意到,不少自诩「燃油党」的消费者对新能源车始终保持质疑的态度,而电池安全问题正是他们不愿接触新能源车的主要原因。

自2009年实施新能源汽车补贴政策以来,国内的新能源汽车发展迅猛,但平心而论,新能源汽车自燃事件时而发生,并且当中绝大部分车辆的燃烧速度尤为迅速,车上人员逃生时间非常短。

经历了15年的发展时间,各家新能源车企的电池技术早已进行了多代革新,而且国标对电池的安全的标准逐步提升,针对热失控和热扩散的测试要求进一步加严。

更严苛:从「及时报警」到「不起火、不爆炸」

小通了解到,我国在2020年就已经发布了首批三项新能源汽车的强制性国家标准。其中,GB 38031—2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》专门针对电动汽车用动力蓄电池(包括单体、电池包或系统)的安全要求和试验方法进行了规定。

具体来看,该标准删除了电池单体针刺试验,仅作为单体热失控的触发条件;增加电池系统热扩散试验,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。

从安全的角度来看,相比电池单体热失控试验,电池系统能否通过热扩散试验更值得关注,毕竟整个系统的安全决定了车内人员的逃生时间,「单体热失控」和「系统热扩散」这两个概念也是在这个时候被区分开来。

为了进一步提升动力电池的安全性,工信部在今年5月27日发布了GB 38031 《电动汽车用动力蓄电池安全要求(征求意见稿)》(以下简称“《要求》”),其中进一步加严了对动力电池热扩散的测试要求,从「起火、爆炸前5分钟报警」提升至「不起火、不爆炸」。

电池热失控试验通过的方式只有两种。一是制造商采用三种触发方法(针刺、外部直接加热、内加热)后均未触发电池热失控;二是如果有一种触发方式出现热失控,但能够在热失控发生后的五分钟内报警,且未发生「起火、爆炸」或「烟气进入乘客舱」的任意情况。

电池「不起火、不爆炸」,相比「起火、爆炸前5分钟报警」更能保证车内人员的生命安全,甚至可以说是对电池热失控的「顶格级别」控制。在要求如此严苛的国标下,消费者买到的新能源产品自然更有品质保障。

刀片电池针刺试验,为何能「一举成名」?

根据国标研究组的制定结果,截至2024年2月,已有78%的企业已经具备「不起火、不爆炸」的电池技术储备,14%的企业在2027年前也能实现,这也表明新国标将电池热扩散控制要求提升到「不起火、不爆炸」具有可行性。

作为新能源领域的领头羊,比亚迪在电池品质方面有着深厚的技术积累。早在2020年初,比亚迪公布的电池针刺试验引发行业热议,在被一根钢针穿刺之后,刀片电池无明火、无烟,表面温度为30℃-60℃,反观被针刺后的三元锂电池却出现剧烈燃烧。

刀片电池针刺试验的视频一公布,广大消费者快速认可了比亚迪的电池技术,比亚迪在新能源领域的「领导者」地位更深入人心,其他新能源车企在电池技术的宣传上纷纷加入了针刺试验。

比亚迪刀片电池针刺试验的目的就是让电池短路,以便观察电池的热失控情况,从而制定更好的安全防护策略。

根据比亚迪公布的热扩散试验资料,强制引发位于中间的电池热失控,最高温度约为350℃,而临近位置电池的温度只有80℃,而且没有着火和爆炸,仅仅出现了冒烟现象。

据了解,比亚迪刀片电池的针刺试验能展现出较好的对外扩散的控制能力,主要得益于电池单体本身良好的热稳定性以及电芯间高吸热材料的加成。

比亚迪的刀片电池首创智能双环流电池直冷直热技术,简而言之就是行车电脑可以根据电池的实时温度、充电电压等信息,来智能控制电池预加热、散热,从而提升电池的性能。

需要提出的一点是,刀片电池采用的磷酸铁锂材料,理论上在低温环境下的性能表现比较弱,除了智能双环流电池直冷直热技术的加持之外,比亚迪在电池结构设计上加入保温材料,从而提高刀片电池的冬季使用性能。

当然,除了电池热管理系统设计,电芯间的高吸热材料是比亚迪降低动力电池包产生热扩散的关键之一。

2023年2月,比亚迪申请了《冷却组件以及具有其的电池包以及车辆》《吸热组件、电池模组、电池包及车辆》《包体,电芯之间设置相变件》等专利。根据专利信息,渗透相变填充材料主要为亲液性高分子材料和液态相变介质,和骨架组成的冷却组件具备不易发生形变、散热效率高、散热响应快、排气效果好等特点。

高吸热材料加入之后,电芯间的吸热能力大幅提升,甚至可以做到完全吸收一个电芯热失控传递到下一个电芯的全部热量,从而有可能解决多个电池热失控以及极端工况下多节电池被破坏导致的热扩散问题,且技术方案能够覆盖全部电芯尺寸与不同电芯体系。

说白了,比亚迪用两个途径来防止电池热扩散:一是控制电芯层级的热失控,二是控制电芯热失控后不引起系统级别的热扩散。当「不起火、不爆炸」的电池成为标准时,电池领域可能会掀起一波技术革命,而比亚迪则早就达到新的标准。可以预见,比亚迪还将持续在电池安全领域投入,未来的电池产品还能达到更高的技术水平。

写在最后

小通了解到,《要求》预计在今年9月审查,10月报批,这也意味着新国标的正式实施很快提上日程。值得留意的是,目前仍有22%的企业并未具备「不起火、不爆炸」的电池技术储备,新国标一旦确定实施时间,这些企业的「淘汰倒计时」也将随之确定。

换而言之,企业唯有尽快研发出满足「不起火、不爆炸」要求的动力电池,才能规避罚款、产品召回、禁入市场的风险。

而对于已经达到新国标的企业而言,早已利用自身的技术优势喝到新能源市场的「头啖汤」,新国标的到来可以说没有影响。

但小通想说的是,电池安全始终是消费者关注的重点,即便车企现在逐步实现了「不起火、不爆炸」的动力电池,但现在的动力电池还称不上「完美」,比如续航不扎实、性能和充电速度易受环境温度影响等问题仍然较为普遍。

可见,企业在动力电池领域还有很长的一段路要走,但从比亚迪等企业的技术发展来看,我们有理由相信未来的动力电池,在安全性、性能输出、充电速度等各个方面,都会得到进一步提升。

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电车通

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