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100億公里“0”電池事故,軒逸·純電就這么不容易“上火”?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年04月30日  

近日一則日產汽車公布的數據非常惹人關注,其表示,根據自2011年以來在歐洲售出的40萬臺純電動聆風(Leaf)的使用數據來看,聆風的動力鋰電池使用壽命可達到22年,甚至比車輛的平均壽命要高出10-12年左右。


想要達成日產的這一成就其實是非常困難的,除了在電池電芯選擇、基礎材料、管理策略等方面的高要求外,如何保障電池在使用過程中的穩定、不出現意外的失控、起火等事故更是重中之重。在這一方面,日產同樣取得了一項傲人的成就——累積行駛100億公里,且0動力鋰電池事故。


什么概念呢?當前電動汽車行業的熱門公司特斯拉,自2012年第一款車型上市以來,7年間已有超過30起因動力鋰電池故障發生的自燃事故;國內話題新造車勢力公司蔚來,首款產品ES8上市時間不到兩年,在銷量不足2萬臺時,已有2臺因電池問題相繼發生起火自燃和短路冒煙事故。


而日產在海外銷售的數量龐大的初代聆風系列電動汽車(包括2014年東風日產通過啟辰品牌將其引入國內后命名為晨風電動汽車),以及第二代聆風和與之采用同源三電技術的軒逸·純電,總銷量已超過43萬臺,卻從未發生過動力鋰電池方面的類似事故。


那么相比特斯拉和蔚來,日產除了在電芯方面的先天優勢以及在電池控制策略上更加有相關經驗以外,還有著什么秘訣?接下來就以離我們最近的東風日產軒逸·純電為例,看一看日產在電池安全方面,究竟用了什么黑科技。


關于消費者而言選擇純電動汽車,軒逸·純電是一款繞不開的車型。首先軒逸是常年緊湊型細分市場銷量冠軍,累計銷量超300萬,有著很好的用戶口碑做背書。其次,軒逸·純電采用了與海外第二代聆風相同的E-platform電動汽車平臺,擁有相同的成熟三電系統。


究竟有多么的成熟可靠?我們就先來看看軒逸·純電如何解決電動汽車中最頭疼,也是最危險的電池熱失控問題。


電池熱失控是如何引起的?其因素較為多樣,包括電池電芯溫度不一致,出現局部高溫;電池過充、過放;內部/外部短路;外界的碰撞、擠壓、穿刺和進水等。


此時的電芯會進入一種非常危險的狀態,并同時發生放熱反應,很快內部溫度就可以達到幾百上千攝氏度。電池包的任何散熱系統將會徹底失效,當發生失控的單個/多個電芯起火,后續必然是引燃更多的電芯,從而導致電池包以及車輛的燃燒。


所以,關于動力鋰電池的安全而言,如何預防性的使電芯保持高度一致性,以及做好“盔甲”,保持電芯在碰撞和擠壓過程中不變形,才是保證車輛“不上火”的關鍵。


軒逸·純電采用日產E-platform全球專業電動汽車平臺,動力鋰電池電芯采用了寧德時代供應的三元鋰材料軟包形式,并使用了模塊化設計和層疊結構,散熱性能得到升級。


單個模組與模組,以及電芯與電芯之間,看上去一層一層,密不可分,其實日產在它們之間設計了一定間隙,并通過風冷的空氣循環帶走多余熱量。而且電池模組外部的金屬固定框架,也可以看做是一塊巨大的散熱片,負責把熱量擴散出去。


特斯拉出于成本等其他因素,選擇了由數千個圓柱形18650/2170鎳鈷鋁材料的電芯組成電池包。相比軟包形式電芯而言,這種金屬外殼的圓柱形電芯排列更緊密,熱失控風險更大,且所要的管理系統更加復雜(每個電芯都需設計單獨的保險裝置)。


與之相比,軒逸·純電的電芯形式和電池包結構在硬件上有著先天的安全優勢。何況除此以外,軒逸·純電搭載的LBC電池管理系統還能獨立檢測管理各個電芯,通過對每個電芯的精確控制,來防止電池組過充、過放,提升電池安全性和使用壽命。


在被動的物理防護方面,軒逸·純電采用了1170Mpa超高強度鋼材防護殼,以及邊緣潰縮吸能設計的全方位保護。


24個電池模組被置于5mm厚的護板內部,模組的固定架邊緣距離容易發生側碰的兩側外殼至少100mm以上,預留了足夠的防撞潰縮空間,而外殼用的是1170Mpa超高強度鋼。


在與可能發生的碰撞最直接接觸的框架邊緣位置,軒逸·純電采用了雙層防護框架結構,內部為中空的可潰縮吸能設計。其中,前機艙潰縮空間363.3mm、側面潰縮空間307mm、最小離地間隙136mm,最大限度的降低撞擊、拖底等外力帶來的風險。


而這方面的反例可謂是特斯拉Model3無疑了,為了把電池包輕量化推向極致,Model3的電池包沒有任何的額外高強度防護措施,基本只能依靠車身的防護和縱梁的強度來吸收側碰時的能量。一旦碰撞強度較大,形變傳遞至電池包,其內部的圓柱形2170電池大概率會發生短路,后面的情況就不用說了吧。


最后的被動安全方面,軒逸·純電更是有著傳統日系品牌的堅持和執著,其電池組會進行多次的擠壓、跌落、火燒、穿刺(目前國內已取消強制穿刺實驗)等7項電池極限測試,確保電池在極限狀態下不起火、不爆炸。


其實說了這么多,只是想告訴大家,相比純電動汽車的續航能力,安全才是更重要的。衡量一款純電動汽車,續航只是其中的一個標準,其他如安全性、空間、品質和駕控表現等,都是不可忽略的因素之一。


相對機械結構復雜,要精心設計、調校的傳統汽車行業,新能源純電動汽車的技術門檻確實更低。但是這并不代表任何一家公司都可以在此為所欲為,技術上的冒進、過于追求利益最大化以及盲目快速推進等任何一項錯誤決策都可能導致不可挽回的損失。在這一點上,具有更多造車相關經驗的合資品牌就更加的穩健,如東風日產軒逸·純電,始終將安全放在第一位。


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