燒怕了?通用奧特能平臺怎麼保障電池安全?

電動車在國內的滲透率越來越高,但是大多數消費者依然對於新能源電動車持不信任的態度,而這些不信任主要還是來自於電池安全方面,那麼如何打消消費者對於電池安全的顧慮的,作為傳統車企的通用給出了自己的答案。

燒怕了?通用奧特能平臺怎麼保障電池安全?

去年,通用終於推出了自己研發的全新純電車平臺,取名奧特能,這個電動車平臺滿足ASIL-D系統安全的最高等級,這是汽車行業電子電氣系統安全層面的最高標準。同時該平臺按照電壓、電能、物理防護、電力系統負載端絕緣電阻的四重電動車五星的安全評價設計標準進行開發。

首先在電芯方面,奧特能平臺採用100%電芯DCR(直流內阻)檢測,同時確保電芯焊接製造可靠,保證電芯效能和下線品質的一致性,從而減少電芯容量的木桶效應,提高電池安全性和電池壽命。

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除此之外啊,奧特能平臺的電芯正極採用了高能量密度811三元鋰電池,為了提升811電池的安全性和熱穩定性,通用汽車採用了原位塗層包覆搭建核殼結構,減少正極發生負反應,降低氧的釋放量;同時定向摻雜稀土元素鉚定遊離氧,減少氧的釋放量。透過這些技術,奧特能的811電池比基礎配方熱穩定性提升了10%。在電芯的負極上,奧特能的811電池採用了高容量石墨,原位搭建導電離子環,增加電量的傳輸速率;顆粒級配消除電極階梯濃度,可提升導電性,使鋰離子脫嵌順暢,不容易破壞材料的微觀結構。以此進一步提升了電芯工作壽命。

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除了電芯外,動力電池安全還包括了電池包設計安全以及bms控制策略,我們不妨看看奧特能是怎麼做的。

首先,奧特能平臺為了防止單個電芯熱失控影響到臨近的電芯,所以採用了加厚設計的奈米級航天材料氣凝膠,能有效降低電芯間熱量傳遞,這個技術在通用以前的電動車也有應用,在技術上也算是非常成熟。

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但是如果一旦某個電池出現熱失控,這裡會產生非常大的熱量,奧特能電池包設計採用了抑制熱擴散技術,也就是當一旦電芯單體熱失控時,它可以透過快速排氣通道的專利設計,可快速排出高溫氣體。

同時奧特能的電池冷板採用的是單個模組獨立冷卻的設計,可以更有針對性地對單個模組進行更有效的冷卻,可以更快速釋放包內熱量,降低對相鄰模組和電芯的影響。

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這種整合式獨立液冷板設計相比起業內常見電池包集中式液冷板設計,換熱效果提高約10%;同時液冷系統透過獨特的流量控制,可以控制電芯間的溫差在1攝氏度,確保了電芯老化的一致,提升了電池壽命;此外在BDU電池分斷單元裡也放置了液冷板,業內這樣的設計並不多見,它可以使BDU單元支援>1200A的峰值電流負載,發熱最高溫度<65°C,消除對周圍零件熱影響。

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最為最後的底線,奧特能電池在電池包的上蓋防火專利設計,電池上蓋內建氣凝膠防火毯,對乘員和整車進一步保護。同時,電池包後置了很大面的積防爆閥,它跟模組和整包的快速排氣通道相結合,可以迅速排出高溫氣體。

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但所有的熱失控我們都希望他不會發生,所以為了避免電池出現熱失控,奧特能採用了24小時的健康監測系統,也就是車端採用了氣壓/溫度/電壓三重感測器,進行24小時不間斷、高頻率的監測電池包和電芯狀態,一旦檢測到失控風險會主動採取快速冷卻以控制熱擴散,保障安全;雲端資料平臺基於電池全生命週期資料,能夠提前識別電池析鋰、內短、鼓脹、漏液等熱失控隱患,並提供電池健康異常預警,防患於未然。

燒怕了?通用奧特能平臺怎麼保障電池安全?

電池物理防護是碰撞安全中電池安全最重要的一個環節,所以如何保證電池包的耐撞效能,也是大多數車企需要考慮的問題。奧特能採用了高強度井字形結構,採用多根1500MPA 超高強度鋼橫樑進行加固(不同模組的橫樑數量不同:12模組是5根橫樑,10模組4根,8模組3根)。

燒怕了?通用奧特能平臺怎麼保障電池安全?

同時上蓋總成採用1500MPA超強側邊防護梁,托盤總成採用1000MPA的底部防護。高強鋼應用佔比約61%,超高強鋼應用佔比37。5%,整包的抗擠壓性高於國標的要求。而且在殼體內,奧特能的電池還應用了遠端鐳射焊23。2米,鐳射填絲焊15。5米,折算長度相當於繞電池殼體5圈,提供穩固的連線。同時在整車碰撞中,與大多數單測碰撞模擬不同,奧特能模擬的是從A柱到C柱連續多位置進行柱碰,以此考察每排模組各個區域的強度。

所以儘管目前電動車安全的問題依然有非常長的路要走,但是隨著目前電動車市場的擴大,讓廠商和研究機構有更多的信心和資金進行研發,這也是目前為何電動車技術進步史無前例快的重要原因。目前無論是大眾MEB平臺、還是通用的奧特能平臺、還是賓士EQ平臺,作為傳統車企,我們不難看出他們大多是採用了更保守的策略,可能現在來看沒有什麼噱頭,但是相信依靠這些一步步腳踏實地的發展,未來傳統車企的電動車會給目前的新能源電動車市場帶來不一樣的景象。

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