1、福特發(fā)布首款車載“面包屑導(dǎo)航”系統(tǒng)，這一下越野愛(ài)好者有福了
2、捷豹硬剛牛津英語(yǔ)詞典：你們對(duì)于汽車的定義過(guò)時(shí)了！
3、如今科技進(jìn)步了，為啥汽車壽命反而越來(lái)越短了？
4、蔚來(lái)的換電算啥，看看老外們搞出來(lái)的花式充電技術(shù)
構(gòu)筑動(dòng)力電池“七維四層安全矩陣”，新能源電池安全就應(yīng)該這樣做。
文/C.G
隨著新能源汽車技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)汽車相較于傳統(tǒng)燃油車的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越突出，市場(chǎng)銷量也是一年好過(guò)一年。種種跡象暗示，在電動(dòng)汽車和燃油汽車的市場(chǎng)對(duì)壘中，天平就要向電動(dòng)汽車傾斜了。
然而擺在電動(dòng)汽車面前的道路并不平坦。長(zhǎng)久以來(lái)，消費(fèi)者對(duì)“電”的天然敬畏讓他們對(duì)帶有高壓動(dòng)力電池的電動(dòng)汽車心存芥蒂。同時(shí)，電池起火燃燒事故更是橫亙?cè)陔妱?dòng)汽車普及道路上的大號(hào)“絆腳石”。特別是在2019年，某些品牌的電動(dòng)汽車接連發(fā)生了起火自燃事件，令電動(dòng)汽車的普及蒙上了一層陰影。
電動(dòng)汽車真的很危險(xiǎn)嗎？動(dòng)力電池的燃燒風(fēng)險(xiǎn)真的如“魔鬼”一般難以驅(qū)散嗎？當(dāng)然不是！以比亞迪為例，在過(guò)去15年間，這家企業(yè)生產(chǎn)了60多萬(wàn)輛的新能源汽車，其間沒(méi)有發(fā)生過(guò)一起因動(dòng)力電池故障引發(fā)的整車安全事故！今天，我們就來(lái)看看比亞迪用哪些獨(dú)特的理念和技術(shù)為動(dòng)力電池的安全保駕護(hù)航。
“七維四層”的電池安全設(shè)計(jì)理念
理論上，任何帶有高壓電的電器，都存在漏電觸電的風(fēng)險(xiǎn)；理論上，任何一款化學(xué)電池，都存在受損或短路后起火燃燒的風(fēng)險(xiǎn)。然而在現(xiàn)實(shí)中，和任何工業(yè)產(chǎn)品一樣，只要做足科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，電動(dòng)汽車可以和冰箱、彩電、燃油汽車一樣安全可靠、皮實(shí)耐用。
平心而論，目前各家車企都會(huì)針對(duì)動(dòng)力電池做足安全保護(hù)設(shè)計(jì)，以杜絕漏電或者燃燒的可能。不過(guò)由于各家車企的安全理念、開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)、管理能力、質(zhì)量水平存在差異，因此，能像比亞迪這樣做到15年動(dòng)力電池零事故的企業(yè)并不多。
大家都知道，比亞迪最早是靠生產(chǎn)電池起家，同時(shí)，比亞迪也是全球最早生產(chǎn)新能源汽車的企業(yè)。因此，憑借二十多年的理論與經(jīng)驗(yàn)積累，在動(dòng)力電池安全這一課題上，比亞迪擁有一套非常完善的安全設(shè)計(jì)理念，比亞迪稱其為“七維四層安全矩陣”。
什么是“七維四層安全矩陣”？簡(jiǎn)言之，比亞迪將可能引發(fā)電池漏電和燃燒的問(wèn)題歸納為七個(gè)主要維度，即“連接問(wèn)題、高壓防護(hù)問(wèn)題、碰撞問(wèn)題、過(guò)度充電問(wèn)題、外部電路短路問(wèn)題、內(nèi)部電路短路問(wèn)題和電池?zé)崾Э貑?wèn)題”。在進(jìn)行動(dòng)力電池設(shè)計(jì)時(shí)，比亞迪要求在四個(gè)主要設(shè)計(jì)層次，即“電池電芯設(shè)計(jì)、電池模組設(shè)計(jì)、電池包設(shè)計(jì)、電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，都要針對(duì)上述七個(gè)維度的問(wèn)題作出有效的保護(hù)性設(shè)計(jì)。
這種極其縝密的設(shè)計(jì)理念，從源頭上隔絕了動(dòng)力電池發(fā)生安全問(wèn)題的可能，即便萬(wàn)一發(fā)生不測(cè)（如嚴(yán)重的外力碰撞），這一設(shè)計(jì)理念也能最大限度地阻止電池發(fā)生漏電或燃燒，以充分保護(hù)人的生命安全。
實(shí)時(shí)管控風(fēng)險(xiǎn)，杜絕漏電觸電
有的消費(fèi)者會(huì)有這樣的疑問(wèn)：純電動(dòng)汽車的電壓高達(dá)五六百伏，如果漏電豈不是很危險(xiǎn)？特別是在大雨天，有人甚至不敢開(kāi)電動(dòng)車上路，生怕經(jīng)過(guò)涉水路面時(shí)電池包泡水，高壓電泄露。但同時(shí)，我們也能看到這樣的景象：積水路段，比亞迪電動(dòng)汽車能從水中穩(wěn)穩(wěn)而過(guò)，旁邊的汽油車卻因進(jìn)氣口進(jìn)水“趴了窩”。那么問(wèn)題來(lái)了，泡在水里高壓電池包是怎么做到不漏電的？
首先，比亞迪電動(dòng)車上的所有高壓部件和連接件都按照行業(yè)最高的密封標(biāo)準(zhǔn)“IP67”進(jìn)行設(shè)計(jì)，動(dòng)力電池包也不例外。不僅如此，國(guó)標(biāo)要求電動(dòng)車動(dòng)力電池包在深為1米的水中浸泡30分鐘不能出現(xiàn)進(jìn)水現(xiàn)象，而比亞迪執(zhí)行更嚴(yán)苛的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——在深為1米的水中浸泡2個(gè)小時(shí)電池包不能進(jìn)水，并且在出水后放置一個(gè)月，電池包不能出現(xiàn)短路、漏電等情況。
還有的消費(fèi)者會(huì)有這樣的顧慮：電動(dòng)汽車發(fā)生碰撞事故后，如果電線、插接口、電池包等遭到破壞，高壓電會(huì)不會(huì)泄露？
事實(shí)上，比亞迪對(duì)此早有考慮。首先，比亞迪電動(dòng)車的高壓系統(tǒng)有嚴(yán)密的漏電保護(hù)功能，不論在什么情況下，系統(tǒng)一旦偵測(cè)到高壓電泄露，就會(huì)自動(dòng)斷電，并迅速將高壓零部件內(nèi)部電壓釋放至安全電壓水平，一般這個(gè)過(guò)程不會(huì)超過(guò)3秒。
其次，在碰撞事故發(fā)生時(shí)，比亞迪電動(dòng)汽車中的安全氣囊總成會(huì)給電池管理系統(tǒng)（BMS）發(fā)出警告信號(hào)，BMS得到警告后會(huì)立即命令電池包內(nèi)部的電池模組斷開(kāi)串聯(lián)連接，串聯(lián)電路斷開(kāi)了，原本存在于電池包正負(fù)極兩端的高電壓就被分成了若干“段”存在于電池包內(nèi)部的安全低電壓。這種獨(dú)特的“高壓分段”設(shè)計(jì)可以確保碰撞事故發(fā)生后，不會(huì)發(fā)生車內(nèi)人員或救援人員的觸電傷害事故。
疏堵結(jié)合，最大限度防止電池起火爆炸
2019年發(fā)生的幾起純電動(dòng)汽車電池起火爆炸事故引發(fā)了全行業(yè)的擔(dān)心。動(dòng)力電池為什么會(huì)起火爆炸？簡(jiǎn)單地說(shuō)，電池爆炸和燃燒是由于電池電芯過(guò)熱并引發(fā)如同多米諾骨牌效應(yīng)的“熱失控”而引起的。“熱”是關(guān)鍵——造成電池電芯過(guò)熱的成因較多，比如電池過(guò)充、電路短路、電池遭擠壓變形、電池遭破壞性穿刺等，電池被外部火災(zāi)“燒烤”等，都會(huì)引起電池電芯的過(guò)熱。
因此，要想防止電池起火和爆炸，首先要對(duì)電池電壓、電池溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦電壓、溫度出現(xiàn)異常，電池管理系統(tǒng)BMS必須作出應(yīng)對(duì)，如采取斷電保護(hù)、釋放電池電壓、調(diào)用熱管理系統(tǒng)給電池冷卻降溫等，都是防止“熱失控”的有效手段。
其次，比亞迪還在電池電芯和電池包上做了一些獨(dú)特的設(shè)計(jì)以進(jìn)一步保障電池安全。
例如，在電動(dòng)車充電時(shí)，如果由于充電系統(tǒng)故障導(dǎo)致電池過(guò)充，電池溫度會(huì)持續(xù)升高，將電池內(nèi)部的電解液分解氣化，導(dǎo)致電芯內(nèi)的壓強(qiáng)不斷升高，產(chǎn)生爆炸隱患。此時(shí)，比亞迪電池電芯上一個(gè)叫“CID”的機(jī)械裝置會(huì)發(fā)揮作用，這個(gè)CID受壓強(qiáng)控制，當(dāng)電芯內(nèi)部壓強(qiáng)超過(guò)設(shè)定值時(shí)，CID會(huì)自動(dòng)彈開(kāi)，斷掉電芯與電芯之間的串聯(lián)電路，強(qiáng)行終止充電過(guò)程。
如果CID仍沒(méi)有遏制住電芯的過(guò)熱，那么安裝在電芯頂部的防爆閥就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，排放電芯內(nèi)蓄積的高壓氣體，排放出的氣體會(huì)沿著電池包內(nèi)部事先設(shè)計(jì)好的氣體排放通道繞開(kāi)可能產(chǎn)生電火花的路徑，經(jīng)電池包的泄壓閥，安全地排放至電池包外部。
此外，在車輛遭受嚴(yán)重撞擊時(shí)，強(qiáng)大的撞擊力可能導(dǎo)致電池電芯遭受擠壓變形，造成電池內(nèi)部短路，嚴(yán)重的情況下會(huì)引發(fā)電池起火或爆炸。為了盡可能防止這種情況發(fā)生，比亞迪首先對(duì)車身進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將電池包布置在整車下部的中間位置，距離車頭和車尾都留有足夠的緩沖區(qū)。為防止側(cè)面撞擊擠壓電池包，比亞迪還特意加固、加厚了電動(dòng)車型的左右縱梁，以此加強(qiáng)側(cè)面的抗撞擊能力。
同時(shí)，比亞迪電池包下部的“托盤”采用高強(qiáng)度鋁合金材料制造，其邊框采用蜂窩狀設(shè)計(jì)，可以在電池包遭受嚴(yán)重的側(cè)面擠壓時(shí)，盡可能保證電池包內(nèi)的電芯不受侵害。目前國(guó)標(biāo)要求在承受100kN擠壓力或者電池包的變形量達(dá)到30%時(shí)，電芯不出現(xiàn)起火爆炸情況，而比亞迪的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求電池包在遭受120kN擠壓力的情況下，電池包塑性變形不得超過(guò)14%，且電芯不受到絲毫傷害，標(biāo)準(zhǔn)之嚴(yán)苛過(guò)于國(guó)標(biāo)，盡最大可能確保了電池在碰撞情況下不發(fā)生惡性的起火爆炸事故。
動(dòng)力電池安全是新能源汽車的生命線
其實(shí)，前面介紹的電池安全保護(hù)措施，只是比亞迪“七維四層”電池安全設(shè)計(jì)理念下的一部分保護(hù)措施。針對(duì)動(dòng)力電池的安全問(wèn)題，比亞迪還有許許多多獨(dú)特的技術(shù)尚未揭開(kāi)面紗。比亞迪之所以對(duì)解決電池安全問(wèn)題如此不遺余力地投入，是因?yàn)楸葋喌仙钪?/span>動(dòng)力電池安全是整個(gè)新能源汽車行業(yè)的“生命線”，如果這條“生命線”被輕視，最終影響的是全社會(huì)對(duì)新能源汽車的信心，挫敗的是汽車行業(yè)擁抱新能源汽車的勇氣。
如今，比亞迪已經(jīng)宣布將包括動(dòng)力電池在內(nèi)的“e平臺(tái)”核心技術(shù)模塊向全球汽車行業(yè)開(kāi)放共享，其目的就是希望更多的汽車企業(yè)能以更高效的方式采用到更可靠的電動(dòng)汽車核心技術(shù)，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)新能源汽車市場(chǎng)的發(fā)展，加速電動(dòng)汽車的普及。我們也希望看到，有朝一日，消費(fèi)者能放下顧慮，安心暢享電動(dòng)汽車帶來(lái)的美好生活！
1、福特發(fā)布首款車載“面包屑導(dǎo)航”系統(tǒng)，這一下越野愛(ài)好者有福了
2、捷豹硬剛牛津英語(yǔ)詞典：你們對(duì)于汽車的定義過(guò)時(shí)了！
3、如今科技進(jìn)步了，為啥汽車壽命反而越來(lái)越短了？
4、蔚來(lái)的換電算啥，看看老外們搞出來(lái)的花式充電技術(shù)
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