在新能源汽車普及的當(dāng)下，動(dòng)力電池安全始終是用戶關(guān)注的核心，電池?zé)崾Э厥莿?dòng)力電池最大的安全挑戰(zhàn)。

盡管統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示新能源汽車起火概率低于燃油車，但人們的擔(dān)憂未消。傳統(tǒng)電池包存在一個(gè)關(guān)鍵局限：一旦單個(gè)電芯起火或失效，很容易引發(fā)連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致整個(gè)電池包斷電，不僅影響行車安全，還會(huì)喪失應(yīng)急處置的基礎(chǔ)條件。因此，實(shí)現(xiàn)車輛零起火需攻克兩大核心 —— 電芯零起火、阻斷火源傳遞（零熱擴(kuò)散）。

此前，寧德時(shí)代前瞻性地提出了 NP（No Propagation，無熱擴(kuò)散）概念：即使某一顆電芯出現(xiàn)問題，也不會(huì)引發(fā)整個(gè)電池系統(tǒng)的連鎖反應(yīng)。這一理念從根本上改變了電池安全防護(hù)的思路，不僅要降低熱失控發(fā)生的可能性，更要控制事故的影響范圍。

NP1.0 時(shí)代（2018 年）：寧德時(shí)代率先推出 NP1.0 技術(shù)，通過構(gòu)建多層級(jí)的防控體系，全面阻斷熱傳導(dǎo)路徑，實(shí)現(xiàn) “不起火、不擴(kuò)散”，對(duì)熱失控后果進(jìn)行有效控制，為行業(yè)安全實(shí)踐提供了新方向。

NP2.0 時(shí)代（2023 年）：寧德時(shí)代推出 NP2.0 技術(shù)，通過高壓與煙氣主動(dòng)隔離，實(shí)現(xiàn)“熱電分離”，從根源上消除了風(fēng)險(xiǎn)，大幅提升了電池安全，加強(qiáng)了乘員保護(hù)。這一前瞻性技術(shù)將安全水平推向新的高度，遠(yuǎn)高于當(dāng)時(shí)的歐洲法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。

NP3.0 時(shí)代（2025 年）：寧德時(shí)代全球首發(fā) NP3.0 技術(shù)，在保障電池系統(tǒng)發(fā)生熱失控之后不擴(kuò)散、不起火的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步達(dá)到了“高壓不斷電、動(dòng)力保持，無明火無煙”的電池系統(tǒng)全球最高安全水準(zhǔn)。

這也就意味著，即使發(fā)生了單個(gè)電芯失效，車輛依然可以繼續(xù)行駛，有足夠的時(shí)間轉(zhuǎn)移到安全的地方。

據(jù)寧德時(shí)代介紹，這背后有八大技術(shù)支撐。從化學(xué)體系、結(jié)構(gòu)到系統(tǒng)，三個(gè)層級(jí)的安全協(xié)同設(shè)計(jì)。其中，在結(jié)構(gòu)層面，寧德時(shí)代采用電芯安全裝置、氣凝膠隔熱墊、防火噴涂層（電芯泄壓閥的頂部位置），多維度隔絕熱失控；在系統(tǒng)層面，應(yīng)用了高壓電路穩(wěn)定控制技術(shù)和系統(tǒng)控制策略。

在電芯發(fā)生熱失控之后，會(huì)釋放大量的熱量，該過程極其復(fù)雜，涉及電-熱-力-化學(xué)反應(yīng)多物理場(chǎng)耦合。其中最核心的是解析熱失控過程中的電芯導(dǎo)電回路，形成安全的、穩(wěn)定的導(dǎo)電回路。

寧德時(shí)代更是開發(fā)了一整套完整的系統(tǒng)檢測(cè)、控制策略，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)當(dāng)前的絕緣、溫度、電壓、氣壓等信號(hào)，確認(rèn)電池能夠持續(xù)穩(wěn)定放電能力。

總的來看，要實(shí)現(xiàn)電芯起火仍不斷電，底層邏輯有兩大核心，即局部隔離與回路保通。簡(jiǎn)單來說，就是讓起火的電芯獨(dú)立失效，既不影響其他電芯正常工作，也不破壞電池包的整體電氣回路，這也就要求電池結(jié)構(gòu)件/連接件兼具防腐蝕、絕緣、防火性能。

而支撐這一邏輯的提出，源于對(duì)電池包起火后兩大核心矛盾的解決：

首先，火與電的沖突。電池包內(nèi)部有大量用于導(dǎo)電的母排，母排需要絕緣層保護(hù)以避免短路。但傳統(tǒng)絕緣層不具備防火性，火焰一旦燒蝕絕緣層，絕緣性能就會(huì)失效。

其次，壓力與熱量的聚集。一旦電芯起火后會(huì)受熱膨脹，不僅產(chǎn)生高壓，還會(huì)積聚大量熱量。若這些壓力和熱量無法及時(shí)排出，達(dá)到臨界值時(shí)就會(huì)引發(fā)爆炸，進(jìn)而引燃周邊電芯，形成連鎖失效。

因此，要實(shí)現(xiàn)所謂的“不斷電”，就這兩大矛盾需要針對(duì)，從電氣回路防火耐高溫和泄壓通道防火耐高溫兩個(gè)維度同步設(shè)計(jì)，缺一不可。

01.

升級(jí)母排絕緣

電氣回路是電池包供電的核心，而母排的絕緣層則是保護(hù)回路不中斷的第一道防線。傳統(tǒng)母排絕緣層僅能滿足基礎(chǔ)絕緣需求，而在零熱擴(kuò)散要求下需同時(shí)具備防火性（即便經(jīng)歷火燒，仍需保持絕緣性能）。

目前，母排絕緣是沒有防火設(shè)計(jì)要求的，如果要實(shí)現(xiàn)諸如NP3.0的技術(shù)突破，母排的絕緣防火重中之重。

云母材料是電池包最常用的防火材料之一，具備耐高壓、高柔軟度、輕量化、防火性好等關(guān)鍵特性。但同時(shí)云母材料使用時(shí)需用背膠、需多片組合，存在無法無縫黏接等缺點(diǎn)。

除此之外，防火涂料也是另外一種選擇。以宜可居為例，通過噴涂技術(shù)處理的母排，可在 1200℃高溫灼燒 10 分鐘后，表面結(jié)構(gòu)依舊完整，且能維持初始絕緣性。

材料方面，源于宜可居研發(fā)的高溫成瓷物質(zhì)，該物質(zhì)由硅酸鹽、無機(jī)陶瓷、包覆納米鋁粉三種關(guān)鍵成分構(gòu)成，其防火機(jī)理形成嚴(yán)密閉環(huán)：高溫環(huán)境下，硅酸鹽率先熔融成為高溫粘合劑，與無機(jī)陶瓷材料共同形成致密的陶瓷膜；同時(shí)，包覆納米鋁粉吸收熱量并與氧氣反應(yīng)生成氧化鋁，且伴隨體積膨脹，進(jìn)一步填補(bǔ)因?溫使有機(jī)物碳化揮發(fā)造成的體積收縮。雙重作用下，噴涂層在極端高溫中始終保持結(jié)構(gòu)與性能穩(wěn)定。

工藝方面，傳統(tǒng)粉末噴涂需經(jīng)歷預(yù)熱、噴涂、加熱固化（200℃的高溫）、冷卻四步流程，高溫度直接導(dǎo)致高能耗。宜可居的低溫噴涂技術(shù)將固化溫度降至 95℃，能耗減少超 50%。

事實(shí)上，母排是電池系統(tǒng)中防火環(huán)境最苛刻、要求最高的部件，其達(dá)標(biāo)意味著電池底護(hù)板、上蓋、水冷板等其他部件的防火需求可輕松滿足，為電池系統(tǒng)安全提供了全域保障。

而隨著快充電池的普及，母線排熱安全防護(hù)涂層的要求也進(jìn)一步升級(jí)，進(jìn)而確保熱失控逃生時(shí)間。

02.

泄壓通道同樣需要防火

所謂的熱電分離技術(shù)，核心是物理分隔電池?zé)崾Э貐^(qū)和高低壓電氣區(qū)以切斷熱、電干擾路徑。雖然各大廠商實(shí)現(xiàn)方式不同，但均通過優(yōu)化電芯結(jié)構(gòu)、調(diào)整防爆閥（位置/泄壓方向）、預(yù)留獨(dú)立泄壓通道，讓熱失控時(shí)的高溫混合物遠(yuǎn)離電氣線路，避免導(dǎo)電物質(zhì)接觸電氣元件，最終解決高溫與導(dǎo)電短路兩大安全隱患。

傳統(tǒng)電池包的泄壓通道僅要求五分鐘內(nèi)無明煙，且未做防火處理。若壓力和熱量無法快速排凈，不僅可能引發(fā)爆炸，殘留的高溫還會(huì)持續(xù)炙烤周邊電芯，最終導(dǎo)致一電芯起火，全電池包失效。

因此，除了電氣回路需要防火、耐高溫的保障外，具備防火及耐高溫特性的泄壓通道也是重要的安全屏障，及時(shí)排出電芯起火產(chǎn)生的壓力和熱量，避免災(zāi)難擴(kuò)大。

在整個(gè)泄壓的回路中，影響相對(duì)較大的則是鋼板以及底護(hù)板。

通道常用的鋼板，在 1000℃左右的高溫下會(huì)被燒穿。行業(yè)中，不少案例是結(jié)合云母板或玻纖復(fù)合材料構(gòu)建泄壓通道，引導(dǎo)熱失控氣體遠(yuǎn)離乘員艙。

另外，比如小米CTB一體化電池采用了“黑科技”電芯倒置技術(shù)，將電池正負(fù)極、泄壓閥都朝下設(shè)計(jì)，當(dāng)電池出現(xiàn)內(nèi)部高溫、鼓包、膨脹的時(shí)候，泄壓閥就會(huì)打開，將有毒氣體向下排出，避免侵害駕駛員。

因此，電池包的底護(hù)板也會(huì)同步升級(jí)防火性能，確保熱量穿過底護(hù)板排至外界時(shí)，不會(huì)引燃底護(hù)板或其他底盤部件，實(shí)現(xiàn)熱量排出無殘留、無二次起火。

聚脲作為一種高性能材料，常用于底護(hù)板。這種材料能平衡輕量化與高強(qiáng)度的雙重需求，具備卓越的耐磨、耐腐蝕性能。

然而，聚脲材料的采用，底護(hù)板不具備防火的特性，這也是不少企業(yè)不采用該材料的顧慮之一。因此，不少企業(yè)將目光聚焦到高性能復(fù)合材料上。

作為高性能復(fù)合材料規(guī)?；鉀Q方案提供商，廣東眾森主要提供給動(dòng)力電池上蓋、底護(hù)板、動(dòng)力電池側(cè)板、動(dòng)力電池托盤等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

尤其是面向CTB技術(shù)，廣東眾森通過在復(fù)材與鋼材復(fù)合的方式替代純鋼材的應(yīng)用，兼顧防火、耐高溫的同時(shí)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減重和降低成本。

目前電池包中廣泛應(yīng)用的復(fù)合材料有玻璃纖維增強(qiáng)塑料+改性樹脂等復(fù)合而成的復(fù)合材料。復(fù)合材料優(yōu)勢(shì)非常明顯，可以快速響應(yīng)客戶需求，快速提高材料性能，成本得到更好控制。

廣東眾森自主研發(fā)的玻璃纖維復(fù)合板材，具有很好的阻燃性，阻燃等級(jí)達(dá)到UL94 V0級(jí)，能夠做到在1000度情況下持續(xù)灼燒30分鐘，仍然能夠保證良好的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完整性，絕緣性也非常優(yōu)良。

此外，眾森還與宜可居聯(lián)合推出復(fù)材+噴涂的方案，在實(shí)現(xiàn)輕量化的同時(shí)，提升防火、防腐特性，同時(shí)降低成本。目前，眾森的復(fù)材解決方案已經(jīng)在箱體上蓋、托盤、CTB電池上蓋和電池底護(hù)板實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，年產(chǎn)達(dá)到200萬件。

03.

寫在最后

工信部發(fā)布“強(qiáng)制性”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》，將于明年7月1日起施行。新國(guó)標(biāo)覆蓋24項(xiàng)嚴(yán)苛測(cè)試，新增底部撞擊、快充循環(huán)后安全、熱擴(kuò)散等“極限挑戰(zhàn)”，更是首次提出因內(nèi)短路發(fā)生熱失控后不起火不爆炸的要求，被評(píng)價(jià)為“史上最嚴(yán)的電池安全令”。

這一電池安全標(biāo)準(zhǔn)的落地，絕非對(duì)行業(yè)的被動(dòng)約束，而是推動(dòng)動(dòng)力電池安全技術(shù)從合規(guī)底線躍向體驗(yàn)上限的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。從寧德時(shí)代 NP1.0 的 “阻斷擴(kuò)散”，到 NP3.0 的 “熱電雙保、持續(xù)供電”，再到宜可居、廣東眾森等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的同樣深度協(xié)同，行業(yè)早已用前瞻性技術(shù)研發(fā)，提前為新國(guó)標(biāo)中“內(nèi)短路熱失控后不起火不爆炸”的核心要求鋪好了產(chǎn)業(yè)化路徑。

吉利控股集團(tuán)總裁、極氪科技集團(tuán)CEO安聰慧在接受交流中曾表示，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條上的企業(yè)都需要對(duì)動(dòng)力電池的安全負(fù)責(zé)。安全不僅是電芯本身的安全，而是一個(gè)系統(tǒng)性的工程。除了電芯之外，還要考慮到PACK、電子架構(gòu)、機(jī)械架構(gòu)以及一些支架的傳感器算力等方面的安全，不是單靠某一點(diǎn)就能夠解決安全問題。

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