近几年，随着新能源汽车的大规模普及，车辆起火事故越来越多。据不完全统计，2020年国内有报道的新能源汽车自燃起火的61起事故中，原因大多是由于动力电池问题导致的。

 

       为了提高动力电池的安全水平，各大车企和动力电池厂商纷纷推出不起火方案。

 

       6月29日，在长城汽车咖啡智驾2.0发布会上，长城汽车带来了全新技术——大禹电池。该电池拥有八大全新设计理念，目前已获得数十项核心技术专利，可以有效缓解用户对于电动车安全焦虑的痛点。

 

       据长城汽车副总裁单红艳介绍，从电芯层面是无法做到100%热失控管理，但可以从系统层级去控制电池包不起火、不爆炸，即凭借着引入智能冷却系统，通过换流迅速降温，大禹电池能够确保热失控电芯定向排爆。

 

       在针对大禹电池的测试实验中，通过最高温度达1037摄氏度高温、瞬时最高气压约16千帕（KPa）的严苛条件，电池没有出现明火外溢和爆炸现象，并且排出的烟气温度低于100摄氏度。 

 

       长城汽车研发副总经理李树会表示：“大禹电池将于2022年全面应用，作为下一代全新动力电池，搭载于长城汽车旗下的新能源系列车型，将把动力电池安全提升到行业全新高度。”

 

       值得一提的是，为推进整个行业的电池安全技术的进步，长城汽车大禹电池将对全社会免费开放专利，促进产业共同发展。

 

       除了长城汽车，比亚迪、宁德时代、蜂巢能源等车企和动力电池厂商都推出过不起火电池，究竟哪家强呢，以下电池联盟为您一一盘点：

 

       比亚迪

 

       2020年3月29日，  比亚迪正式发布刀片电池，该电池首先搭载于比亚迪“汉”车型。对于刀片电池的安全性有多强，比亚迪董事长王传福曾表示，刀片电池将彻底终结新能源汽车的安全痛点，将自燃这个词从新能源汽车的字典里抹除。

 

       其实，刀片电池在本质上仍是磷酸铁锂电池，只不过比亚迪从结构上进行了创新，突破了电池能量密度的瓶颈，提高了能量密度和安全性。

 

       刀片电池之所以通过严苛的针刺试验，并做到不冒烟不起火，甚至表面温度都极低，主要得益于其独特的结构设计。刀片电池扁平的设计，不仅让其在经历外界损坏后，触发短路导致的发热量减少，还有利于散热。这是刀片电池非常安全的原因。

 

       而刀片电池在成组时跳过了模组，去模组后在相同的空间可以装入更多的电芯，体积利用率提高了50%的同时，能量密度也得到大幅提升。

 

       宁德时代

 

       2020年9月29日，宁德时代董事长曾毓群在2020世界新能源汽车大会上透露，宁德时代已经开发出不起火只冒烟的电池产品，将于年底在一些车型上量产。

 

       “国标要求电池5分钟不起火，我们新开发的产品可以做到不起火只冒烟，会在年底在一些车型量产……即便一个电芯起火，整个PACK（电池包）只冒烟，这是直接解决痛点的方案，” 曾毓群表示，目前高能量密度，高安全性已经没有问题，只是低成本还需要时间解决。

 

       2020年10月21日，宁德时代乘用车解决方案部总裁林永寿表示，2021年将推出“无热扩散的CTP技术”，未来进一步研发更高集成技术。   

 

       2020年11月，蔚来汽车正式上线100kWh电池包。该电池包采用宁德时代镍55三元电芯和CTP成组技术，可实现“无热蔓延”。这一电池组就是宁德时代此前宣布的“只冒烟不起火”的电池。

 

       蜂巢能源

 

       2020年12月2日，蜂巢能源在其电池日上，首次对外发布了热失控系统性解决方案——冷蜂，通过材料、电芯、电池包、监控系统四大层级的原创技术彻底解决电池系统的热失控问题。

 

       材料方面，蜂巢能源推出了采用新型果冻状电解质的果冻电池，具有高电导、自愈合、阻燃等特点，能在几乎不降低电性能的同时阻止热扩散。“果冻电池”的耐热温度提高至150°C，同时具备“自愈合”特性，在实验室样品满电针刺测试中，可实现 “不起火、不冒烟、自愈合”。

 

       在果冻电池的电芯基础上，蜂巢能源在电池PACK环节，通过泄压、喷发物控制、降温、报警、隔热等多种方式，来实现PACK安全防护，进一步防范动力电池热失控的风险。

 

       在系统监控方面，蜂巢能源开发了“蜂云平台”，该平台导入了蜂巢能源与清华大学合作开发的电池内短路预警模型，在电池安全预警的准确率达到90.9%，并可以实现对于内短路提前2个月的预警，充分保障电池系统安全。

 

       欣旺达

 

       去年12月，欣旺达以视频方式公开展示了其研发的“只冒烟、不起火”动力电池。

 

       视频显示，在欣旺达惠州基地试验场进行的“加热触发电芯热失控实验”中，实验模组电芯在触发热失控后，现场有烟雾冒出，但并未出现明火。实验中，被触发电芯温度快速升至约600℃后逐渐下降；约20分钟后，该电芯温度已降至约300℃，周边电芯温度也同步下降；约50分钟后，该电芯温度已经降至约110℃，未触发第二颗电芯；最终，实验电芯温度下降到60℃共耗时67分钟。

 

       据了解，欣旺达基于系统化的安全理念，构建了五层安全设计模型，从电芯设计、制造、模组、BMS再到PACK系统。具体来看，第一层通过优化电芯本身的材料安全、热安全和机械安全三个层面，来保证整个电芯的设计安全。第二层是主动安全防护，也就是通常讲的BMS电池管理系统。第三层和第四层主要是在模组层级的安全防护设计，包括阻隔、遏制以及疏导技术。第五层是人身安全防护设计，在国内首次应用消防接口设计，一旦电芯发生热失控，能够快速给电池系统降温，来降低财产损失。

 

       领湃新能源

 

       今年3月12日，领湃新能源公布了公司“四个零战略”，即零风险、零衰减、零焦虑、零误差。其中，打造“零风险、高安全”电池被放在首要位置。

 

       具体实施路径方面，领湃新能源将从材料、电极、电芯、系统等多个维度进行创新设计与研发，颠覆原始设计，杜绝热失控。同时，通过优化材料配方，引入高导电导热材料、温敏材料，从内部智能调节温度，同时优化外部冷却材料与冷却结构；引入智能芯片及传感器，保障实时高精度控制；优化管理算法，提高数据反馈精度及灵敏度；多维度安全管控，实现零安全风险。

 

       广汽埃安

 

       今年3月10日，广汽埃安发布了新一代动力电池安全技术弹匣电池，在行业首次实现了三元锂电池整包针刺不起火，重新定义了电池安全标准。

 

       弹匣电池技术是一个从电芯本身安全提升，到被动安全强化，再到软件主动防控的一整套安全技术。其类似安全舱的设计，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，自动启动电池速冷降温系统为电池降温。

 

       同时，4大核心技术（超高耐热稳定的电芯、超强隔热的电池安全舱、极速降温的速冷系统、全时管控的第五代电池管理系统）也展现了弹匣电池强大的实力。

 

       针刺热扩散试验结果显示：广汽埃安的三元锂（弹匣电池）整包在试验过程中热事故信号发出5分钟后，仅出现短暂冒烟，无起火和爆炸现象。静置48小时后，电压降至0V，温度恢复至室温。针刺后只有被刺电芯模块热失控，没有蔓延到其他电芯。打开电池整包，观察内部结构完好。这是行业首次通过三元锂电池整包针刺不起火试验。

 

       广汽埃安方面表示，搭载弹匣电池系统安全技术的电池包，相对于同类普通电池包，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%。在没有牺牲续航的同时，实现了高安全、长续航、低成本。

 

       5月20日，广汽埃安再次发起对弹匣电池的针刺试验。试验采用磷酸铁锂（普通电池）整包和磷酸铁锂（弹匣电池）整包进行对比测试。从试验结果来看，搭载弹匣电池技术的磷酸铁锂整包针刺刷新了磷酸铁锂电池的安全新高度。

 

       岚图汽车

 

       今年3月17日，东风旗下岚图汽车在线举办三元锂电池安全技术分享会，对岚图FREE搭载的“琥珀电池”进行了全面的解读。该电池的防护技术有三大黑科技：“三维隔热墙”技术、BMS电池安全监测和预警模型、高安全电池PACK方案。

 

       三维隔热墙的技术原理是，在电池包内使用超强高分子隔热阻燃材料，对每个电芯实现单独的全方位三维立体包裹。三维隔热墙在电芯与电芯之间，形成高效的隔热阻燃防护层，让每个电芯均处于隔热阻燃材料的充分包裹中。

 

       BMS电池安全监测和预警模型则基于BMS云端卫士进行大数据分析和追踪，可实现 “千车千面”。据悉，电池包在原有温度电压预警基础上，搭建了精确的电池安全监测和预警大数据模型，基于不同使用场景，追踪每一台车、每一块电池的使用数据。

 

       岚图还采用了高安全电池PACK方案，即定制化开发车身防护、高强框架、压力传递、形变吸能和电池双保险共五大电池安全结构设计。

 

       总之，如何让电池不起火越来越受到重视，但对该领域的探索是个长期的过程，还需要各方携起手来共同努力！