经得起针刺试验解析广汽埃安不起火的“弹匣电池”

【汽车大世界原创】

2020年，全球电动车销量共计294万辆，同比增长44.6%，其中纯电动汽车则贡献了绝大部分的销量。但是对于许多想要购买和已经购买了电动车的车主来说，安全性疑虑始终无法打消。

整个2020年，电动车起火的案例多达上百起，虽然这个比例不算高，但是也绝对不少，关键是每一个触目惊心的画面，都会让人不寒而栗。

目前，国内的纯电动车主要采用了两种主流电池组，分别是磷酸铁锂电池和三元锂电池，磷酸铁锂电池能量密度较低，但是稳定性较好，在中低续航车型中得到广泛的应用。三元锂电池由于能量密度高，整车电耗低，但是在某些极端环境下容易发生热失控起火，主要在中高续航车型中应用。

磷酸铁锂电池的安全性已经得到了相对的认可，但三元锂电池由于密度更高和电耗低的原因，仍然被厂商广泛使用，因此安全问题就变成行业公认的的痛点和难点。如何攻克电池安全技术，摆在了众多车企的前面，如何做到不起火，这是必须攻破的一道难关，也是最难攻克的一座堡垒。

3月10日，广汽埃安发布新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术（简称“弹匣电池”），行业首次实现了三元锂电池整包针刺不起火，重新定义三元锂电池安全标准。今年开始，弹匣电池将会在AION全系车型上陆续搭载使用。

提升动力电池安全性的系统性技术

随着行业对整车安全性认识的不断提高，已经达成了单体安全转向系统安全的共识，如何提升电池整包的安全性能，成为行业的主流趋势。

目前，电池自燃多由于电芯出现内短路，导致温度升高、电芯内部反应产热最终出现热失控，随后蔓延到整个电池包所致。电芯安全解决的是电池本质安全，而整包安全是以系统思维解决从电芯、模组到系统的全方位安全，相比电芯安全更为重要，也更难实现。

广汽埃安的弹匣电池，不是纯粹的结构优化，也不是简单的增加隔热，而是一个专门提升动力电池安全性的系统性技术，它从电芯本征安全提升、到被动安全强化、再到软件主动防控的一整套安全技术，同时也是一个软硬件一体化、具备超高防御能力的智能安全技术。

四大核心技术

在“防止电芯内短路，短路后防止热失控，以及热失控后防止热蔓延”的设计思路指导下，弹匣电池采用类似安全舱的设计，可有效阻隔热失控电芯的蔓延、当侦测到电芯电压或温度等出现异常时，能够自动启动电池速冷，降温系统并为电池降温，其拥有四大核心技术：

一、超高耐热稳定的电芯。电芯通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用，提升热稳定性，防止热失控；电解液新型添加剂的应用实现了SEI膜的自修复，进一步改善电芯寿命，降低电芯短路风险；高安全电解液，通过特殊电解液添加剂，在加热至120℃以上时，在活性材料表面自发聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低热失控反应产热。这些关键技术的应用，使电芯的耐热温度提升了30%。

二、超强隔热的电池安全舱。弹匣电池构筑了超强隔热的安全舱，最终实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯，电池包上壳体能耐温1400℃以上，能有效保护电池整包。

三、极速降温的速冷系统。弹匣电池实现了散热面积提升40%，散热效率提升30%，有效防止热蔓延。

四、全时管控的第五代电池管理系统。通过采用车规级最新一代电池管理系统芯片，可实现每秒10次全天候数据采集，相比前代系统提升100倍，以24小时全覆盖的全时巡逻模式，对电池状态进行监测。发现异常时，立即启动电池速冷系统为电池降温。全时巡逻模式和异常自救的应用，重新定义了三元锂电池主动安全的标准。

虽然弹匣电池进行了大量的安全设计，但经过了全面优化，相比普通电池包的体积能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本下降10%，实现了高安全、长续航、低成本。

实践出真知试验显成果

所有安全技术的研究，最终只有在经过严谨的试验之后，才能真正投入市场。为验证弹匣电池的安全性，中国汽车技术研究中心首席专家、国家电池安全标准起草人之一刘仕强博士带领团队，对搭载了弹匣电池系统安全技术的三元锂电池整包进行了针刺热扩散试验。