三元電池熱失控測試不起火、不爆炸已經(jīng)不稀奇了，還有企業(yè)做到不冒煙。

春節(jié)前，嵐圖FREE純電版搭載的三元鋰電池包通過了中汽中心熱擴散測試。經(jīng)檢驗，該電池在熱失控觸發(fā)并發(fā)出熱事件報警信號后，不冒煙、不起火、不爆炸，是目前國內(nèi)首個拿到“不冒煙”成績的三元鋰電池，被媒體稱為“三不”電池。

3月17日，嵐圖舉辦了“三元鋰電池安全技術(shù)分享會”，對電池包的安全技術(shù)進行了全方位解讀。

嵐圖的核心技術(shù)主要包括，“三維隔熱墻”設(shè)計、五大被動安全設(shè)計，以及獨特的安全監(jiān)測和預警模型三大核心技術(shù)，來全方位保證電池安全。

嵐圖方面表示，此款電池包已進入量產(chǎn)階段，嵐圖FREE純電版將首發(fā)搭載，并于今年第三季度上市交付。

值得注意的是，嵐圖方面透露，其純電動版車型采用的是三星SDI 的NCA高鎳8系電芯，模組和PACK都由東風體系內(nèi)自供。

嵐圖增程式車型的電芯則是由比亞迪提供。

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三維隔熱墻設(shè)計

嵐圖的電池包之所以能夠在測試中，做到不冒煙、不起火、不爆炸，是由于采用了一種叫做“三維隔熱墻”的設(shè)計。

據(jù)嵐圖汽車新能源技術(shù)總監(jiān)黃敏博士介紹，隔熱墻的技術(shù)原理是在電池包內(nèi)，使用超強高分子隔熱阻燃材料（一般隔熱材料仍會在觸發(fā)熱失控后致電池包冒煙或起火，三維隔熱墻技術(shù)可做到無熱擴散現(xiàn)象發(fā)生），對每個電芯實現(xiàn)單獨的全方位三維立體包裹。

三維隔熱墻在電芯與電芯之間，形成高效的隔熱阻燃防護層，每個電芯均處于隔熱阻燃材料的充分包裹中，形如“琥珀”。

即便某個電芯單體發(fā)生熱失控，三維隔熱墻可以確保其釋放的能量最小化，避免波及到周圍其他電芯，進而防止電池包系統(tǒng)發(fā)生熱失控。

在電芯頂部，還額外布置有耐超過1000℃高溫的隔熱阻燃層，對乘員艙安全嚴加防護。

要實現(xiàn)這一目標并不容易。黃敏介紹說，為實現(xiàn)該技術(shù)，嵐圖需要攻克三維隔熱層間隙填充不充分、填充氣泡等工藝難題，采用獨特的模塊開孔方案，最終在幾千顆電芯間達到均勻填充。“整個熱擴展性能研發(fā)周期長達一年，嘗試國內(nèi)外十余種先進的隔熱阻燃材料，才做到這一點。”

當然這種材料的效果也不負眾望。黃敏表示，他們將一顆電芯以及周邊的電芯溫度加熱到300℃，來看電池的狀態(tài)，結(jié)果顯示他們的電池包不冒煙、不起火、不爆炸，實現(xiàn)靜置50天依舊保持這一狀態(tài)，成功刷新了行業(yè)安全紀錄。

對于為何不采用針刺測試，黃敏認為，就用戶日常使用場景而言，地面硬物連續(xù)刺穿底護板（鋼板）、電池箱體（鋁合金）、電芯殼體（鋁合金）三層金屬防護的概率極低，現(xiàn)在絕大多數(shù)起火事故發(fā)生是因為電池質(zhì)量欠佳、過度充電、電池老化引起的單個電芯內(nèi)短路，加熱觸發(fā)的熱擴散試驗能夠涵蓋上述用戶實際用車場景。

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五大安全設(shè)計加強被動防護

除了在防止內(nèi)短路上下足功夫，在外部安全方面，嵐圖也進行了一系列的設(shè)計。

這主要體現(xiàn)在五個方面：定制化開發(fā)車身防護、高強框架、壓力傳遞、形變吸能和電池雙保險。

車身高強度防撞保護。由于汽車的前后部都有足夠的緩沖吸能空間，對于電池系統(tǒng)而言，側(cè)面通常是面臨威脅最大的方向。嵐圖FREE車型的B柱結(jié)構(gòu)，采用了TRB工藝的1500Mpa超高強度鋼材；在車門門檻位置，用了雙層結(jié)構(gòu)的1500MPa超高強度熱成型鋼；前后車門內(nèi)部，還有行業(yè)最高等級的2000MPa熱成型鋼制成車門防撞梁，是嵐圖FREE對電池系統(tǒng)的第一層防護。

電池包外部采用高強框架。在高強度車身的內(nèi)部，電池包外殼采用高強鋁合金框架、帶多條加強筋的特殊設(shè)計，讓整個電池包結(jié)構(gòu)更強、更耐撞擊。在嵐圖的安全測試中，電池包可以抵御高達20噸力的擠壓而不發(fā)生安全事件，差不多是10臺車壓在電池包上。高強度耐沖擊的電池包外殼，是嵐圖FREE對電池系統(tǒng)的第二層防護。

對外來壓力進行分解和吸收。嵐圖電池包系統(tǒng)的防護設(shè)計不止步于外殼。在電池包內(nèi)部，嵐圖設(shè)計了多條橫縱加強梁，通過橫亙整個電池包的橫縱交織立體結(jié)構(gòu)，將來自外界的碰撞能量充分地分解與吸收，保護內(nèi)部電芯免遭碰撞力的傷害。這是嵐圖FREE對電池系統(tǒng)的第三層防護。

為電池包預留變形空間?？紤]到假如車輛遭受到罕見的、過于猛烈的撞擊，無法完全避免電池包遭受碰撞壓力，電池包變形怎么辦？

為此，嵐圖對電池包預設(shè)了形變吸能空間，留有超過30mm的形變空間，在電池包受撞擊變形時，保護其中電芯免遭損傷。這是第四層防護。

電芯雙極雙保險。嵐圖采用的電芯是鋁合金殼體，雙極均設(shè)置有防爆閥，當撞擊侵入電池包造成高壓回路短路時，電池雙極雙保險打開，確保電池不起火、不爆炸。電芯雙極雙保險是第五層防護。

正是基于這五層電池包防護，嵐圖FREE在C-NCAP整車側(cè)面撞擊測試中，以歐洲標準的斜側(cè)75°角、32km/h進行柱碰實驗，橫梁僅發(fā)生小程度潰縮，電池模組沒有受到絲毫擠壓變形。嵐圖的高安全電池包方案，順利經(jīng)受住了整車碰撞測試的考驗。

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獨特的安全監(jiān)測和預警模型

只有被動安全，嵐圖認為這是不夠的。除了硬件，嵐圖在軟件層面上也突破傳統(tǒng)，基于BMS云端衛(wèi)士進行大數(shù)據(jù)分析和追蹤，實現(xiàn) “千車千面”。

嵐圖的電池包在原有溫度電壓預警基礎(chǔ)上，搭建了精確的電池安全監(jiān)測和預警大數(shù)據(jù)模型，基于不同使用場景（例如平原與山區(qū)、南北方溫度和濕度、高低海拔晝夜溫差等），追蹤每一臺車、每一塊電池的使用數(shù)據(jù)。

大數(shù)據(jù)來自于出行公司。黃敏介紹說，在T3出行，東風每年有幾萬臺車在全國示范運營，積累了大量的數(shù)據(jù)，嵐圖正是基于這些數(shù)據(jù)來做電池安全監(jiān)測和預警模型。

黃敏進一步解釋說，嵐圖會通過云端的大數(shù)據(jù)庫監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，對電池進行診斷、運行壽命監(jiān)測，在必要的時候會通過云端的APP推送，或者是通過車輛的預警系統(tǒng)，對用戶提前做出一個預警，必要的時候會通過遠程或者是邀請用戶一些診斷。

同時系統(tǒng)通過高靈敏度溫度探測傳感器，實時監(jiān)測每一個電池的溫度，借助高效液冷系統(tǒng)，無論冬夏始終保障電池包在高效率溫度區(qū)間。

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經(jīng)受多工況下極端測試

為了驗證這一系列防護的效果如何，嵐圖對電池包進行了極為苛刻的測試。

國際上電動汽車電池安全測試標準共計20余大項，嵐圖汽車在此基礎(chǔ)上增加超60大項，通過80大項150小項的極端嚴苛測試模擬用戶用車場景。

國標測試項目多為簡單的單一應力測試——比如火燒，比如水浸，環(huán)境耐久測試、機械耐久測試等。但在用戶的真實使用場景中，電池系統(tǒng)可能同時承受多重應力的疊加作用。基于保護用戶安全的真實需要，嵐圖選擇了增加數(shù)十項超國標的嚴苛疊加測試組，以檢驗電池系統(tǒng)的安全性能。

例如對同一塊電池包，連續(xù)進行高低溫存儲、極限溫度沖擊、等效45萬公里帶載振動、六向機械沖擊、絕緣耐壓、泡水等多項極端測試。

據(jù)介紹，嵐圖自己的“常規(guī)”測試中，有在高低溫環(huán)境濕熱循環(huán)及帶載下，同時實施振動沖擊；有在鹽霧環(huán)境恒定濕熱下，同時打開濕熱環(huán)境循環(huán)充放電；有在粉塵環(huán)境下，同時進入濕熱狀態(tài)，再同時進行擠壓測試絕緣檢測。

嵐圖FREE希望通過模擬這些極端工況，來打造電池包全場景安全。

據(jù)悉，嵐圖FREE在電池安全性技術(shù)及測試領(lǐng)域，已作專利布局。

2021年可以稱為三元電池包不起火元年。越來越多的車企，在系統(tǒng)層面做到了熱失控不起火的要求。相信不久的將來，熱失控不起火電池系統(tǒng)將成為電動汽車的基本要求，從而打消消費者對電動汽車安全問題的焦慮，推動產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

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