“征服”针刺测试,刀片电池横空出世

“征服”针刺测试,刀片电池横空出世
2020-03-29 19:31:06 波帆说车

2020年3月底,比亚迪正式推出刀片电池,这款电池用超高的安全性征服了动力电池测试领域的“珠穆朗玛峰”——针刺测试。刀片电池所表现出的高安全、长续航、长寿命等特点,将把动力电池的发展路线重新拉回到以安全为本的正确道路上。

比亚迪始终相信,“安全”是动力电池发展道路不可动摇的路基。作为新能源汽车领导者,比亚迪有责任守住行业的命脉。

“征服”针刺测试,刀片电池横空出世

动力电池行业群雄争霸 风起云涌

近几年新能源汽车行业的发展可谓是如火如荼,动力电池行业异军突起,各种动力电池群雄逐鹿、此起彼伏,钴酸锂、锰酸锂等动力电池随着时间的检验都渐渐淡出动力电池市场。动力电池市场只剩下了三元锂和磷酸铁锂两强争霸,三元锂电池多应用于乘用车,而磷酸铁锂广泛应用于商用车,主要是载人大巴车。

动力电池安全问题严峻  无奈针刺测试“独孤求败”

受补贴政策的影响,一些厂家过度追求三元锂电池的高能量密度,导致动力电池的安全挑战迅速提升,引发2019年多起新能源汽车着火事件。动力电池的安全主要受到两大因素的影响,其一是电池类型,主要是正极材料的差异,带来化学特性上的差异;其二与电池厂家的生产工艺、电池管理系统的水平有关系。

为了保障动力电池的安全,针对动力电池的测试,行业及企业林林总总制定了超过300多种测试方法。在众多的测试中,针刺测试是被行业公认为最难通过的测试,处于测试金字塔塔尖的位置,“无人出乎其右”。特别是针刺穿透测试,目前没有一款三元锂电池能够通过测试,所以国家标准只能暂时把针刺测试作为一种非强制性标准,不做强制要求。征服不了就先绕过去,但是不面对不代表问题不存在,问题依然很严峻。

“征服”针刺测试,刀片电池横空出世

比亚迪刀片电池“一招制敌”  针刺测试被迫“唱征服”

作为新能源汽车的领导者,比亚迪经过多年的技术积累和创新,终于携刀片电池向针刺测试发起了挑战。刀片电池是比亚迪最新研发的超级磷酸铁锂电池,将电芯做成了“刀片”形状, “刀片”的长度可以根据电池包的尺寸进行定制,最长可以做到2米多。这让刀片电池在成组时可以跳过“模组”,直接组成电池包。

比亚迪使用了全方位高温“陶瓷电池”技术保障电池安全:在高风险安全位点全面使用耐高温和具有优异绝缘性能的高温陶瓷涂层,如极耳陶瓷、陶瓷极柱等应用,让比亚迪刀片电池的安全性能得到极大的提升。安全性能的大幅度提升,让比亚迪更有信心一次搞定针刺测试。为此比亚迪内部多次对刀片电池进行针刺测试,刀片电池的安全性能远远超过了设计预期,达到了令人“恐怖”程度。

比亚迪刀片电池的安全性到底有多强?我们不妨通过一组测试对比来直观了解下。分别取当下最流行的三元锂电池、磷酸铁锂电池与刀片电池一起来做对比针刺测试。

首先看三元锂电池的表现如何?三元锂电池在被针刺穿的一瞬间就发生了爆燃,温度超过500摄氏度,场面与2019年上海地下车库某新能源汽车自燃的录像有极高的相似度。相比之下,磷酸铁锂电池的安全性要稍微好一点,在被针刺穿的瞬间,磷酸铁锂并没有发生起火燃烧的现象,但是电池表面的温度却高达200到400摄氏度,虽然没有明显的起火,但是这种高温有可能引燃附近的可燃物。

表现最为抢眼的是刀片电池,刀片电池在被刺穿的时候,并没有任何的异常表现,甚至连冒烟都没有,结构依旧稳定。通过温度传感器显示,电池表面的温度只有60摄氏度,甚至低于夏季北京地面最高70摄氏度的温度。比亚迪刀片电池第一次安全、高水平通过针刺测试,对于动力电池行业安全发展具有里程碑的意义。

“征服”针刺测试,刀片电池横空出世

针刺测试的对照结果

三元锂电池:剧烈燃烧,表面温度超过500摄氏度,电池表面的鸡蛋被炸飞;

磷酸铁锂电池:无明火,有烟,表面温度200-400摄氏度,电池表面的鸡蛋被烤焦;

比亚迪刀片电池:无明火,无烟,表面温度30-60摄氏度,电池表面的鸡蛋无变化。

针刺测试存在的意义何在?  生命安全绝非儿戏

比亚迪如此重视的针刺测试与我们的日常用车到底有多大的关系呢?我们都知道电池是我们新能源汽车最重要的部件,为了保护电池的安全,厂家把电池包布置在汽车的底部,目的是防止电池包受到撞击破坏。但是放在底部就要面对可能出现的磕碰问题,在一些极端情况下,比如电池包外壳就可能被划破、刺破,伤及电芯,甚至有刺穿整个电池包的风险。

“征服”针刺测试,刀片电池横空出世

如果被测试的动力电池是三元锂电池,在被刺穿的瞬间会燃起大火,场面非常可怕;若动力电池为方形磷酸铁锂电池,被刺穿的磷酸铁锂并不会马上起火,但是电池表面200到400摄氏度的高温有可能引燃周围的可燃物,进而引发整车起火。这种情况下,使用磷酸铁锂电池的新能源车发生不测时,如果车内乘客发现及时,还是可以在整车着火前逃离车厢的。

如果被测试的动力电池是刀片电池,即使电池被贯穿,汽车也不会起火、更不会爆炸,电池表面的温度不会超过60度,并没有什么危险。

开拓的比亚迪  安全的动力电池发展理念

安全可靠、性能优越的刀片电池将率先搭载在汉EV车型上,暂时没有搭载其他车型的计划。比亚迪作为一家以电池起家的企业,旗下电池种类众多,不仅包括三元锂电池、磷酸铁锂电池还包括应用于手机的钴酸锂电池等。但是无论做哪种电池,“安全”在比亚迪内部始终都被定义为最高等级。

由于比亚迪始终把安全放在第一位,所以在量产电池的技术选择上就相对有些“保守”。这种“保守”换来的结果是电池的安全性更高。16年超过70万的新能源汽车装车记录中没有发生过一起电池安全事故,足以充分展现比亚迪电池的安全特性。

“征服”针刺测试,刀片电池横空出世

电池材料决定了电池的安全性极限,业内对三元锂电池能量密度的过分追求已经触碰到比亚迪严防死守的安全底线。因此比亚迪决定研发“刀片电池”,给新能源汽车行业提供更加安全的动力电池,推动新能源汽车行业的健康发展。在探索动力电池安全,推动新能源汽车安全发展的道路上,比亚迪正不遗余力、竭尽全力,让“绿色”走进千家万户,让“安全”陪伴在我们身边。

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