日前，“第二屆新能源汽車及動力電池（CIBF2021深圳）國際交流會”在深圳舉行，在“全周期打造‘更安全’的軟包電池”專場論壇上，江淮汽車新能源汽車研究院電池系統(tǒng)部技術(shù)副總監(jiān)秦李偉發(fā)表了題為“蜂窩電池：熱失控被動安全解決方案”的主題演講。

據(jù)秦李偉介紹，目前江淮汽車動力電池主要以圓柱電池為主，主要圍繞圓柱電池在安全、性能等方面進行系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)。

秦李偉表示，近10年來，我國新能源電動汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L，長里程高性能電動汽車越來越多。電池類型普遍采用的是高能量密度的大容量三元電池。值得注意的是，動力電池能量密度大幅提升，帶來的電池?zé)崾Э匕踩L(fēng)險陡增。秦李偉引用數(shù)據(jù)顯示，行業(yè)內(nèi)新能源電動汽車失火事件呈現(xiàn)歷年增長趨勢，據(jù)不完全統(tǒng)計，從2020年至今市場上已發(fā)生幾百起電動汽車失火事故。

據(jù)秦李偉介紹，從失火電動汽車電池形狀來看，主要是采用高能量密度的方形和軟包電池，“因生產(chǎn)一致性（欠佳）等因素必然存在某些電芯會（存在一定的）爆炸概率，且爆炸能量巨大。”

秦李偉同時指出，磷酸鐵鋰電池相比三元電池天生安全，但因機械濫用、高壓防護失效或電池包密封失效等導(dǎo)致的安全隱患未被引起足夠重視。

從整車安全角度，秦李偉建議，動力電池安全難題需要以車規(guī)級為標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)解決，具體而言主要有兩個方面：1、主動安全方面，不過他指出目前如何做到杜絕電芯起火爆炸，在全球范圍內(nèi)暫時還無法實現(xiàn)；2、被動安全方面，“機械-電控-熱管理”相耦合的系統(tǒng)解決，允許單個電芯爆炸，電池包不會發(fā)生熱失控，整車不失火。

據(jù)了解，過去10多年，江淮汽車一直選擇并堅持高能量密度小容量圓柱電池技術(shù)路線。其中，2010-2014年是機理探索階段，2015-2017年是迭代開發(fā)階段，2018-2019年是技術(shù)固化階段，基于圓柱21700三元電池，開發(fā)應(yīng)用灌封膠，2020年突破能量密度達240Wh/kg的三元熱失控安全，實現(xiàn)蜂窩電池技術(shù)固化。

秦李偉介紹稱，為實現(xiàn)車規(guī)級安全標(biāo)準(zhǔn)，江淮汽車研發(fā)設(shè)計了蜂窩電池五層次技術(shù)方案：

第一層，電芯定向爆炸。江淮汽車聯(lián)合電芯供應(yīng)商，優(yōu)化設(shè)計電芯殼體厚度、正極蓋帽小孔板和密封圈結(jié)構(gòu)、負極刻痕結(jié)構(gòu)與爆炸閥值，隔膜增加陶瓷涂覆，確保電芯定向爆炸，杜絕側(cè)面爆炸和殼體局部熔洞。

第二層，模組內(nèi)電隔離與熱隔絕。模組結(jié)構(gòu)呈蜂窩狀，單元化管理電芯，類似新冠病毒隔離措施，單個電芯爆炸后能量釋放受控，模組無外短路、不爆炸、不起火。

第三層，簡易電池包相鄰模組間安全隔離。模組間防護和電池包排氣路徑設(shè)計結(jié)合。

第四層，電池包機械結(jié)構(gòu)可靠。江淮汽車發(fā)明了一種輕質(zhì)高強阻燃塑料上殼體，以塑代鋼。開發(fā)了高強度電池下殼體確保整車碰撞時電池包主體結(jié)構(gòu)不變形。電池包防撞梁、防護板及底板抗石擊涂層，避免電池包因底部穿刺造成模組結(jié)構(gòu)失效。

第五層，整車，“機-電-熱”耦合，電控系統(tǒng)實時檢測電池包安全狀態(tài)，電芯一旦爆炸，立即開啟智能溫控中心，迅速降低電池包溫度，同時向遠程監(jiān)控系統(tǒng)上報電池故障。

此外，江淮汽車根據(jù)電池特性行為規(guī)律，階段性劃分電池的熱失控孕育過程，創(chuàng)新提出電池?zé)崾Э厮碾A段特征溫度點：自生熱的起始溫度T1、熱失控的觸發(fā)溫度T2、熱失控的最高溫度T3及平衡溫度T4。

在故障診斷提示方面，據(jù)秦李偉介紹，江淮汽車還開發(fā)了實時監(jiān)控電池安全的故障診斷技術(shù)，不管整車是在運行、充電或靜置狀態(tài)，只要有一顆電芯發(fā)生爆炸，車輛就會啟動熱管理系統(tǒng)，提醒客戶進行維修，以避免進一步的隱患發(fā)生。

據(jù)悉，江淮汽車蜂窩電池?zé)崾Э乇粍影踩鉀Q方案已經(jīng)得到了充分的驗證，“開展電芯、模組、簡易電池包、電池包及整車五類、近萬次爆炸試驗，實現(xiàn)一顆電芯爆炸，電池包不起火。”據(jù)秦李偉介紹，截至2021年2月，江淮汽車2萬輛車近四年使用，累計監(jiān)控識別7例電芯爆炸故障車輛，均未起火，進一步證明了蜂窩電池的可靠性。

秦李偉表示，高安全是江淮汽車開展高性能長里程電動車產(chǎn)業(yè)化開發(fā)的前提。蜂窩電池技術(shù)從汽車高安全性、高可靠性、維修性、測試性、保障性、環(huán)境適應(yīng)性、耐久性和低成本等八個維度，創(chuàng)新實踐了可規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的車規(guī)級安全動力電池，讓高性能長續(xù)航電動車產(chǎn)業(yè)化成為可能。

在整車動力電池體系和系統(tǒng)迭代開發(fā)上，據(jù)秦李偉透露，江淮汽車將堅持圓柱電池技術(shù)路線，迭代開發(fā)車規(guī)級4680電池。秦李偉分析指出，高鎳圓柱21700電池及刀片電池功率性能差，高鎳方形軟包電池安全性存在風(fēng)險，磷酸鐵鋰電池能量密度低，而全極耳高鎳圓柱4680電池可以兼顧能量密度、安全性及功率性能，符合車規(guī)級動力電池的要求。

同時，秦李偉還透露，目前江淮汽車正在進行基于46系列的全新平臺規(guī)劃。未來將開發(fā)4680/46105系列電芯，并實現(xiàn)整包CTP。從而實現(xiàn)A0新平臺200-600km車型全覆蓋，A級車新平臺400-800km全覆蓋。同時，在300-400km及以下車型可采用磷酸鐵鋰電芯，400km以上車型采用三元4680電芯，“我們也對比蜂窩電池、刀片電池和CTP的電池系統(tǒng)，基于不規(guī)則電池包空間使用LFP電芯，蜂窩電池技術(shù)通用性、熱管理性能等優(yōu)勢突出；使用三元電芯，蜂窩電池技術(shù)安全、通用性、成組效率、熱管理性能等優(yōu)勢突出。這些就是江淮蜂窩電池的總體設(shè)計理念。”