2）電池安全監(jiān)測和預(yù)警模型
嵐圖在對電池包原有溫度電壓預(yù)警基礎(chǔ)上，搭建了精確的電池安全監(jiān)測和預(yù)警大數(shù)據(jù)模型，追蹤每一臺車、每一塊電池的使用數(shù)據(jù)，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)與云端大數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)對比，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電池監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，嵐圖會通過云端APP推送及車輛的預(yù)警系統(tǒng)，提醒用戶。
嵐圖BMS云端衛(wèi)士

3）電池PACK設(shè)計(jì)
在被動(dòng)安全上，嵐圖對電池結(jié)構(gòu)進(jìn)行了五大設(shè)計(jì)：車身防護(hù)、高強(qiáng)框架、壓力傳遞、形變吸能、電池雙保險(xiǎn)。

嵐圖電池PACK方案

a）車身防護(hù)：在車門門檻位置，采用雙層結(jié)構(gòu)的1500MPa超高強(qiáng)度熱成型鋼，前后車身內(nèi)部，采用行業(yè)最高等級的2000Mpa熱成型鋼，防止車輛發(fā)生膨脹或側(cè)翻時(shí)擠壓電池，從而保證電池的完整性。
b）高強(qiáng)框架：通過高強(qiáng)度鋁合金框架、多條加強(qiáng)筋強(qiáng)化其耐撞性，根據(jù)測試結(jié)果，高強(qiáng)框架可以抵御20噸力的擠壓。
c）壓力傳遞：在電池包內(nèi)部設(shè)計(jì)多條縱橫加強(qiáng)梁，使得電池包受到外力時(shí)層層分解，從而保護(hù)內(nèi)部電芯。
d）形變吸能：嵐圖對電池包預(yù)設(shè)了超過30mm的形變吸能空間，在電池包受撞擊變形時(shí)，保護(hù)內(nèi)部電芯。

e）電池雙保險(xiǎn)：電芯雙極均設(shè)置有防爆閥，當(dāng)電池內(nèi)部壓力增大時(shí)，防爆閥被沖開，避免電池發(fā)生爆炸。
6 大禹電池
2021年6月29日，長城汽車咖啡智能2.0升級發(fā)布會在保定哈弗技術(shù)中心舉行，會上正式發(fā)布了“大禹電池”，自稱“永不起火、永不爆炸”。據(jù)介紹，大禹電池的命名主要是因?yàn)槠浒踩Ｕ系脑聿捎昧舜笥碇嗡摹白兌聻槭琛崩砟?，采用多梯次換流系統(tǒng)、快速極冷抑制系統(tǒng)、多級定向排爆系統(tǒng)、滅火盒系統(tǒng)來從PACK層級保障電池安全。
長城汽車展示的大禹電池整包

大禹電池采用高鎳811三元材料，熱失控引發(fā)方式為加熱，實(shí)驗(yàn)中最高溫度超過1000℃，但全程無起火爆炸，并且大禹電池排除的煙氣溫度低于100℃。
大禹電池“變堵為疏”的理念包含了哪些技術(shù)元素呢？據(jù)了解，大禹電池主要從熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動(dòng)滅火、正壓阻氧、智能冷卻八個(gè)方面提升三元鋰電池整包安全性能。
大禹電池設(shè)計(jì)理念

1）熱源隔斷
大禹電池之間采用隔熱性能良好、又耐火焰沖擊的全新開發(fā)的雙層復(fù)合材料取代傳統(tǒng)氣凝膠隔熱材料隔絕熱源，防止高溫傳導(dǎo)到周圍電芯引起連環(huán)反應(yīng)。在模組上方還布置了可耐1000℃高溫的隔熱材料，保護(hù)駕乘人員的安全。
2）雙向換流

通過對換流通道設(shè)計(jì)方案模擬仿真，實(shí)現(xiàn)換流強(qiáng)度和比例的精準(zhǔn)優(yōu)化，引導(dǎo)氣流和火流進(jìn)行雙向換流。

3）熱流分配

通過搭建燃燒模型、熱力學(xué)與流體力學(xué)擬合仿真、沖擊強(qiáng)度和壓力計(jì)算，實(shí)現(xiàn)氣火流在不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)的均勻分布，為雙向換流起到了很好的輔助作用。
4）定向排爆
大禹電池設(shè)計(jì)了防爆閥，當(dāng)電池內(nèi)壓增大時(shí)，防爆閥優(yōu)先打開，產(chǎn)生的火焰或氣流進(jìn)入模組上方預(yù)設(shè)的流道，將其定向排出遠(yuǎn)離相鄰電芯。

5）高溫絕緣

在高壓線束銅排表面涂抹了一層耐高溫絕緣材料，防止出現(xiàn)高壓電弧造成額外傷害。

6）自動(dòng)滅火
高壓氣流和火流被引導(dǎo)到電池包尾部的蜂窩狀滅火盒中，由于蜂窩狀結(jié)構(gòu)的多孔性和多層隔熱屏阻隔了空氣的大空間流動(dòng)，使之成為尺度十分有限的微小空間，空氣的自然對流換熱難以開展，有效地阻礙了對流換熱的進(jìn)行，從而可實(shí)現(xiàn)火焰快速抑制和冷卻。
7）正壓阻氧

在電池包尾部設(shè)計(jì)了多層不對稱蜂窩狀通道，保證電池包內(nèi)壓始終大于外界，避免吸入氧氣導(dǎo)致火勢變大。
8）智能冷卻
當(dāng)BMS或智能云端監(jiān)測到電芯熱失控時(shí)，智能調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的流速和流量，從而給電芯降溫，將事故扼殺在搖籃中。
根據(jù)長城汽車的規(guī)劃，“大禹電池”將率先搭載在沙龍品牌的第一款車型上。從2022年開始這一電池技術(shù)將全面覆蓋長城旗下的所有車型。
7 MTC

2022年4月25日，零跑汽車開展以“智能時(shí)代，源力覺醒”為主題的智能動(dòng)力CTC技術(shù)線上發(fā)布會，首次公開了其最新研發(fā)的CTC技術(shù)（零跑官宣CTC，嚴(yán)格講應(yīng)該是MTC，即Module To Chassis）。
MTC技術(shù)路線

據(jù)悉，零跑汽車MTC底盤一體化技術(shù)可使零部件數(shù)量減少20%，結(jié)構(gòu)件成本降低15%，電池布置空間增加14.5%，車身垂直空間增加10mm，綜合工況續(xù)航增加10%，該技術(shù)將在零跑純電動(dòng)汽車C01車型率先量產(chǎn)應(yīng)用，續(xù)航里程將達(dá)到700km。
零跑MTC底盤布置示意圖

如果將特斯拉CTC技術(shù)比作目前的電池一體化手機(jī)，那么零跑MTC就好比原來的電池分離式手機(jī)，當(dāng)電池發(fā)生故障時(shí)，只需要取下更換即可，非常方便。
零跑汽車MTC技術(shù)保留了模組設(shè)計(jì)，將模組直接集成到汽車底盤。其最大的創(chuàng)新點(diǎn)在于，首次將電池托盤骨架結(jié)構(gòu)和車身梁結(jié)構(gòu)合二為一形成雙骨架環(huán)形梁式結(jié)構(gòu)，既能提高整體結(jié)構(gòu)效率，實(shí)現(xiàn)輕量化，又能通過車身縱、橫梁實(shí)現(xiàn)電池密封。
雙骨架環(huán)形梁式結(jié)構(gòu)

零跑汽車通過在乘員艙底部開設(shè)容納空間，將模組從下往上通過栓接、膠接等固定方式懸吊在乘員艙底部，再用電池托盤和車身地板密封，取消了傳統(tǒng)電池包的上蓋板。
相比于特斯拉CTC技術(shù)，零跑汽車MTC似乎更是一個(gè)折中的技術(shù)，由于沒有取消模組結(jié)構(gòu)，因此集成效率、成本方面仍有提升空間，并且由于取消了傳統(tǒng)電池包的上蓋板，當(dāng)電池?zé)崾Э貢r(shí)對乘員艙威脅更大，但由于電池托盤容易拆解，當(dāng)需要維修時(shí)，不需要拆解車身地板和座椅，更加的方便和快捷，更是一種可行的量產(chǎn)化技術(shù)。
8 CTB

2022年5月20日，比亞迪隆重舉辦CTB技術(shù)暨海豹預(yù)售發(fā)布會，會上，比亞迪全球首發(fā)了CTB車身一體化技術(shù)及搭載CTB技術(shù)的e平臺3.0純電動(dòng)車型—海豹。
據(jù)介紹，海豹搭載CTB技術(shù)后，其動(dòng)力電池系統(tǒng)利用率提升66%，系統(tǒng)能量密度提升10%，可以實(shí)現(xiàn)700km的續(xù)航里程，其動(dòng)力電池仍然采用刀片電池，可以達(dá)到充電15min，行駛300km的快充能力。
比亞迪CTB底盤一體化布置示意圖

實(shí)際上，比亞迪CTB技術(shù)與特斯拉CTC有點(diǎn)類似，都是將電池上蓋板與車身地板合二為一，即減少了一層地板。但特斯拉電池上蓋板結(jié)合了座椅支架和橫向加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，而比亞迪橫向梁還保留在車身，用于提供更好的側(cè)向強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)剛度（似乎特斯拉集成技術(shù)更像CTB，而比亞迪集成技術(shù)更像CTC），因此，CTB的集成度略遜于CTC。
CTB技術(shù)依然采用了刀片電池陣列式排布方式，本身具有極好的安全性能，并且電池包上蓋和電池托盤將刀片電池夾在中間，形成了類蜂窩結(jié)構(gòu)，根據(jù)比亞迪發(fā)布的測試視頻，電池艙可以承受50t重卡碾壓而裝回車身后仍可繼續(xù)使用，因此，比亞迪海豹號稱是“撞不斷的電動(dòng)汽車”。
CTB技術(shù)的優(yōu)勢是高安全、高強(qiáng)度、輕量化、低成本，其維修性比特斯拉CTC技術(shù)略好一些，但集成度方面相比CTC技術(shù)更保守。
搭載CTB集成技術(shù)的比亞迪海豹宣傳圖

9 魔方電池
2022年6月13日，上汽乘用車MG品牌首次發(fā)布了“魔方電池”，并亮相了搭載魔方電池的首款車型-MG MULAN。據(jù)介紹，魔方電池英文名是“ONE PACK”，采用了標(biāo)準(zhǔn)電池包，長度均為1690mm，寬度均為1300mm，高度可選110mm、125mm和137mm，由于長度和寬度固定，只需改變高度就能實(shí)現(xiàn)不同續(xù)航里程的需求，由于電池包長度和寬度相同，魔方電池還采用了統(tǒng)一的電芯固定位置、統(tǒng)一的快換冷卻接口和統(tǒng)一的高低壓接口，意味著魔方電池可以實(shí)現(xiàn)換電功能。
魔方電池統(tǒng)一的長度和寬度

魔方電池最大的技術(shù)特點(diǎn)就是采用了躺式電芯的布置，而傳統(tǒng)的電池包都是立式布置或者側(cè)立布置，魔方電池為何要“躺平”呢？
躺式電芯布置

1）整車布置效率更高
電池的厚度更薄，躺平后的電池包厚度也更薄，可以釋放更多的車內(nèi)空間，超薄電池還可以降低整包質(zhì)心高度，能有效抑制車輛高速行駛時(shí)的側(cè)傾，車身更加穩(wěn)定。并且，電池躺平后，上下兩塊電池之間不再布置隔熱材料，而只需在左右電池中間設(shè)置隔熱材料，減少了材料數(shù)量和用量。
2）循環(huán)壽命更長
魔方電池設(shè)置了一個(gè)自適應(yīng)束縛裝置，可以適應(yīng)電池使用過程和全壽命周期保持一致的約束力，而傳統(tǒng)的立式電池兩端具有強(qiáng)約束力，長期使用過程中會影響降低電芯約一半的循環(huán)壽命。
3）安全性能更好
魔方電池躺式布置，電池?zé)崾Э貒娚淇谠陔姵貍?cè)邊，不會向上噴射，在一定程度上降低了駕乘人員的傷害，并且相鄰電芯接觸面積小，降低了對周邊電芯的影響。
在解決躺式電芯的熱失控和散熱方面，魔方電池采用了以下方案：

1）熱隔離擋板
躺式電芯熱失控時(shí)主要從側(cè)面噴射火焰，正對噴射口的其他電池可能被直接引燃，魔方電池在其間布置了熱隔離擋板，防止正對噴射口的電芯被引燃。
躺式電芯之間的熱隔離擋板

2）立式冷卻系統(tǒng)
由于魔方電池躺平式電池結(jié)構(gòu)，為了保證每個(gè)電芯均勻散熱，采用了立式冷卻結(jié)構(gòu)解決方案，即將本該站立的電芯躺平，本該躺平的冷卻系統(tǒng)站立起來。
10 麒麟電池
2022年6月23日，寧德時(shí)代正式發(fā)布第三代CTP電池包技術(shù)-麒麟電池，通過對電池包的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，將空間利用率從56%提高到72%，宣稱在相同的尺寸和化學(xué)體系設(shè)計(jì)下，其系統(tǒng)能量密度可達(dá)255Wh/kg，比特斯拉高出13%，整車?yán)m(xù)航里程可輕松突破1000km，采用全球首創(chuàng)大面冷卻技術(shù)，麒麟電池支持5min快速熱啟動(dòng)及10min快速充電至80%SOC，實(shí)現(xiàn)了續(xù)航、快充、安全、壽命、效率以及低溫性能的全面提升，預(yù)計(jì)將于2023年量產(chǎn)上市，首次搭載于吉利汽車旗下高端電動(dòng)汽車MPV—極氪009。
寧德時(shí)代三代CTP技術(shù)迭代對比

麒麟電池的結(jié)構(gòu)從上到下依次為：上蓋、三合一彈性夾層、電池、托盤。創(chuàng)新重點(diǎn)之一是高度集成化的三合一彈性夾層，將結(jié)構(gòu)梁（縱橫梁）、隔熱墊和水冷板替換為彈性夾層，布置在每排電芯間，同時(shí)起到結(jié)構(gòu)支撐、冷卻散熱、電芯隔熱和膨脹緩沖四個(gè)功能。
麒麟電池包爆炸圖

麒麟電池將本該放置在電芯底部的水冷板（彈性夾層）豎直放置于電芯之間，增加了4倍換熱面積、大幅提高了散熱性能，從而實(shí)現(xiàn)了電池的安全快充。據(jù)寧德時(shí)代報(bào)告，麒麟電池可以做到4C快充技術(shù)，實(shí)現(xiàn)5分鐘熱啟動(dòng)、10分鐘快充至80%。

此外，麒麟電池采用電芯倒置，防爆閥朝下設(shè)計(jì)，當(dāng)電芯發(fā)生熱失控時(shí)，高溫氣流將向汽車底部噴射，進(jìn)一步保護(hù)駕乘人員安全。
麒麟電池排列方式

麒麟電池是寧德時(shí)代在現(xiàn)有的方形電池技術(shù)路線下，通過結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，進(jìn)一步提升電池性能的重要方式。寧德時(shí)代采用了全球首創(chuàng)的電芯大面冷卻技術(shù)，取消了橫縱梁、水冷板與隔熱墊原本獨(dú)立的設(shè)計(jì)，集成為多功能彈性夾層，實(shí)現(xiàn)了水冷、隔熱、緩沖功能三合一，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)集成度的較大提升。

結(jié) 語
隨著新能源汽車目前的快速發(fā)展到未來的最終全面普及，將離不開電池材料的持續(xù)創(chuàng)新和集成技術(shù)的不斷改進(jìn)，電池技術(shù)將始終聚焦于成本、續(xù)航、安全、快充等幾個(gè)方面，只有這些核心指標(biāo)有了質(zhì)的飛躍，才有可能迎來真正屬于新能源汽車的時(shí)代！