知悉動(dòng)力電池種類，怎樣的性能指標(biāo)才算安全？

在全球節(jié)能減排的大背景下，汽車產(chǎn)品逐步向輕型化、更安全、低能耗的方向發(fā)展，新能源汽車成為家庭購(gòu)車的首選。伴隨著新能源汽車的保有量增多、使用年限的增加，疊加高溫天氣造成的影響，新能源汽車起火的事故時(shí)有發(fā)生，引發(fā)了公眾對(duì)電動(dòng)汽車安全的關(guān)注。

對(duì)于新能源汽車而言，動(dòng)力電池對(duì)整個(gè)電動(dòng)汽車的運(yùn)行和安全性都有著重要影響。新能源汽車攜帶大能量密度的動(dòng)力電池，并采用高壓電氣系統(tǒng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，如果受外部影響，使內(nèi)部電池系統(tǒng)遭受沖擊、擠壓等機(jī)械損傷，就可能引起漏電、起火、甚至爆炸等安全事故。

不同類型的新能源汽車電池性能存在較大差異。當(dāng)今新能源車動(dòng)力電池按正極材料的不同主要分為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。磷酸鐵鋰有較高的安全穩(wěn)定性、較長(zhǎng)的循環(huán)壽命，而三元鋰電池重量輕、充電效率高。磷酸鐵鋰電池在電動(dòng)車電源、大規(guī)模儲(chǔ)能等方面得到了非常廣泛的應(yīng)用。之后，比亞迪又從多技術(shù)層面對(duì)磷酸鐵鋰電池進(jìn)行創(chuàng)新性優(yōu)化設(shè)計(jì)，研發(fā)出了超級(jí)磷酸鐵鋰電池，也就是“刀片”電池。

電動(dòng)汽車的電池是當(dāng)前汽車行業(yè)最為重要的儲(chǔ)能裝置之一。汽車要想達(dá)到一定的行駛周期、達(dá)到一定的續(xù)航里程和加速動(dòng)力水平甚至是整體安全性能，就需要對(duì)電池不斷進(jìn)行試驗(yàn)和研究。毋庸置疑，這對(duì)電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)研究具有重要的戰(zhàn)略意義。動(dòng)力電池性能在試驗(yàn)和應(yīng)用過程中得到不斷的測(cè)試和驗(yàn)證，催發(fā)動(dòng)力電池系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)，保障新能源汽車安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，讓消費(fèi)者放心購(gòu)買、安心使用。

基于以上原因，央視科教頻道《實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)》節(jié)目中對(duì)這三類電池進(jìn)行了“針刺試驗(yàn)”，并單獨(dú)對(duì)裝載了磷酸鐵鋰刀片電池的新能源汽車進(jìn)行了“雙面?zhèn)戎鲈囼?yàn)”，驗(yàn)證不同電池在極限工況下的反應(yīng)情況，從而讓大家了解不同電池的綜合性能。

動(dòng)力電池安全性的測(cè)試與評(píng)價(jià)１——針刺試驗(yàn)

“針刺試驗(yàn)”是行業(yè)內(nèi)外公認(rèn)的對(duì)電池電芯安全性最嚴(yán)苛的檢測(cè)手段。

當(dāng)電動(dòng)汽車遭遇極端的碰撞事故，有可能會(huì)發(fā)生尖銳物體刺穿電池的情況，繼而引發(fā)起火或爆炸的險(xiǎn)情。“針刺試驗(yàn)”可直接觀測(cè)到電池是否發(fā)生熱失控，進(jìn)而考核電池的安全性能。根據(jù)國(guó)標(biāo)電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求，電池單體必須滿足過充電、過放電、外部短路、加熱、溫度循環(huán)、擠壓安全性的要求，而“針刺試驗(yàn)”不在其列。

“針刺試驗(yàn)”現(xiàn)場(chǎng)，將直徑5mm的鋼針以1mm/s的速度分別刺穿磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池及磷酸鐵鋰刀片電池這三類電池單體，并布置傳感器對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)測(cè)當(dāng)時(shí)的電壓、溫度，用于考量電池是否發(fā)生了熱失控。

試驗(yàn)過程中，電池單體在試驗(yàn)中發(fā)生了起火、冒煙等現(xiàn)象，引發(fā)了熱失控；磷酸鐵鋰方形電池單體在針刺后沒有起火爆炸，但也出現(xiàn)了電解液泄露、冒煙的狀況。而刀片電池單體在試驗(yàn)全程沒有出現(xiàn)起火、沒有冒煙及爆炸的情況，溫度基本維持在室溫狀態(tài)，同時(shí)電壓沒有明顯變化，整體的可靠性及安全性表現(xiàn)良好。

動(dòng)力電池安全性的測(cè)試與評(píng)價(jià)2——雙面?zhèn)戎鲈囼?yàn)

對(duì)于新能源汽車而言，相比傳統(tǒng)燃油車除了要考慮整車結(jié)構(gòu)和乘員保護(hù)安全性，還要考慮整車碰撞發(fā)生后的電安全。因此，《實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)》還單獨(dú)對(duì)安裝了磷酸鐵鋰刀片電池包的新能源汽車進(jìn)行了“雙面?zhèn)戎鲈囼?yàn)”。

碰撞安全系數(shù)是考察新能源汽車安全系數(shù)的一個(gè)至關(guān)重要的指標(biāo)。側(cè)面柱碰相比起正面碰撞，碰撞點(diǎn)更集中，碰撞面積更小，會(huì)對(duì)車輛產(chǎn)生強(qiáng)大的“切割力”，考驗(yàn)難度極大。而雙面?zhèn)戎龅男问剑趩未蝹?cè)柱碰的基礎(chǔ)上更大程度地增加了試驗(yàn)難度，模擬更極端的連環(huán)撞擊工況，對(duì)于新能源車型的考驗(yàn)難上加難。

此項(xiàng)碰撞試驗(yàn)所使用的電動(dòng)汽車“海豹”車身長(zhǎng)4.8m，寬1.875m，高1.46m，裝配的是磷酸鐵鋰刀片電池包，汽車電量充至95%即開始試驗(yàn)。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)模擬了一家三口駕車出行發(fā)生側(cè)滑失控的場(chǎng)景，并在假人身上安裝了各類精密儀器，最后根據(jù)其反映的數(shù)據(jù)結(jié)果評(píng)價(jià)人體受到的傷害指數(shù)。

試驗(yàn)中，測(cè)試車輛以32km/h的速度從110m的定點(diǎn)位置側(cè)面撞擊直徑為254mm的圓形鋼柱。32km/h為歐洲、日本和中國(guó)通用的側(cè)面柱碰的碰撞速度，模擬了城市道路駕駛的平均時(shí)速，可更好地評(píng)價(jià)車輛在城市道路發(fā)生碰撞時(shí)的安全性能。

在經(jīng)過第一次主駕駛位的側(cè)面柱碰試驗(yàn)之后，測(cè)試車輛結(jié)構(gòu)完整，標(biāo)記點(diǎn)和實(shí)際碰撞點(diǎn)完全重合，前后車門均能很好地打開，側(cè)部氣簾全部正常展開，對(duì)乘員頭部的保護(hù)和支撐作用效果明顯。

第二次的柱碰試驗(yàn)相當(dāng)于車型雙向剪切式碰撞，而試驗(yàn)之后的車身依然保持比較完整的結(jié)構(gòu)，沒有發(fā)生明顯的形變。電池包也沒有明顯的起火和自燃，無(wú)電解液泄露現(xiàn)象，仍然處在良好的工作狀態(tài)。通過云圖掃描、數(shù)據(jù)分析，得出最大侵入量點(diǎn)還是在碰撞點(diǎn)183.5mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)燃油車300mm形變量的平均值，證明了自身優(yōu)勢(shì)。

從電池單體到整車技術(shù)，新能源汽車“安全升維”。

通過針刺試驗(yàn)和雙面?zhèn)戎鲈囼?yàn)可驗(yàn)證，電動(dòng)汽車通過采用化學(xué)性能穩(wěn)定的電池材料、優(yōu)化電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)、提高整車材料的強(qiáng)度與鋼度，都可以有效避免電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生，降低電動(dòng)汽車的起火風(fēng)險(xiǎn)，提高整車的安全性能，保障乘員安全。

磷酸鐵鋰刀片電池是比亞迪研發(fā)多年的“超級(jí)磷酸鐵鋰電池”，電池回路較長(zhǎng)，表面積大且散熱快，相比傳統(tǒng)造型的電芯，刀片電池的體積利用率提升了50%以上，更安全、強(qiáng)度更高、續(xù)航更久，對(duì)于整車設(shè)計(jì)來(lái)說，可有效降低整車風(fēng)阻，提高空間利用率，順帶減少刮碰，而且在整車解決方案上也更有利。同時(shí)，CTB電池車身一體化技術(shù)，使得電池既是能量體又是結(jié)構(gòu)件，所以在發(fā)生側(cè)柱碰撞時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)會(huì)把碰撞能量有效地吸收和擴(kuò)散掉，來(lái)保證車內(nèi)乘員和電池的雙項(xiàng)安全。

根據(jù)我國(guó)法規(guī)要求，動(dòng)力電池需要經(jīng)過國(guó)家級(jí)專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)，滿足國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)才可上市銷售。專業(yè)機(jī)構(gòu)與車企自身在每個(gè)階段層層把關(guān)不斷進(jìn)步，從技術(shù)水平來(lái)看，我國(guó)已基本攻克了動(dòng)力電池、整車控制系統(tǒng)等主流電動(dòng)化關(guān)鍵核心技術(shù)，并通過技術(shù)輔助，有效減少汽車事故數(shù)量以及事故對(duì)人的傷害。隨著新興技術(shù)的突飛猛進(jìn)，電動(dòng)汽車將成為連接綠色能源、智能制造、移動(dòng)互聯(lián)、人工智能等領(lǐng)域創(chuàng)新科技的重要載體，給人們帶來(lái)更安全、更便捷、更美好的出行體驗(yàn)。