嵐圖:我們不生產電芯,我們只是電池安全的「搬運工」

2023年08月03日17:11:03 汽車 1721

燃油車時代,發動機技術壁壘有限,很多廠商選擇自研自產,而結構更為精密的變速器則大都通過採購得來,車廠後期再將兩者進行適配調校。

經驗告訴我們,大廠調校出來的動力系統往往動力更好,效率更高,比如同樣是采埃孚的 8AT,到了寶馬手裡就秒殺長城長安這些自主品牌。

事實證明,即便在供應鏈如此透明開放的今天,有錢未必是萬能的,依靠「拿來主義」大概率是造不出一台好車的,同樣的道理依然適用於當下的電動車。

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電動車時代,電芯必然是電動汽車當之無愧的核心零部件,但和變速器一樣,有能力生產電芯的主機廠並不多。縱觀全球,除了比亞迪能夠自產電芯之外,幾乎所有的車廠都依賴於採購。

同樣的食材面前,考驗的就是廚師的手法技藝了。

嵐圖的電池發佈會上,我們看到這樣一張 PPT,根據他們的觀察,他們把目前的電車車企分為三類,一種是自研電池系統的、一種是純外包的、最後一種是自研電芯的,而嵐圖正是屬於第一種。之所以大費周章地搞電池系統自研,嵐圖的核心訴求只有一個:安全。

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2021 年 1 月 1 日,新國標 GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》開始實施,並針對電池安全新增熱擴散試驗,規定電芯單體熱失控後,整個電池包不起火、不爆炸的安全時間為 5 分鐘。

新規對電車企業提出了明確的安全要求,尤其是嵐圖這類全面使用三元鋰的車廠。

目前,嵐圖 FREE 共有純電版和增程版兩個車型,嵐圖為兩個車型量身定製了兩套電池系統,純電版謂之「琥珀」、增程版叫作「雲母」。

之所以起這兩個名字,其實是一種「象形」的命名法。

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按照官方的描述,純電版的琥珀電池系統中,每個電芯都像「琥珀」一樣,且每個電芯都處於隔熱材料的包裹中;增程版的雲母電池系統裡頭,電芯、模組則像雲母石一樣層疊在一起,模組頂部採用了耐>1000℃ 的雲母片

兩種電池系統的相同之處在於都採用了嵐圖「首創」的「三維隔熱」技術,不同之處在於,兩者三圍隔熱所使用的材料和結構有所不同。

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所謂「琥珀電池」,就是電池包被填充了特殊的有機硅複合材料,這類材料有三大組成部分,分別是有機硅聚合物、低密度隔熱材料、阻燃劑,電芯被這些材料充分包裹在一起,進而實現隔熱的效果;

而「雲母電池」中,則是加入了層狀 Al-Si 雲母和氣凝膠,電芯會和雲母、氣凝膠層疊堆積在一起,宛如一塊雲母石。

兩者的原理都是一致的,都是通過物理材料的隔絕,為電芯創造一個隔熱阻燃的環境,避免單個電芯的熱失控殃及整個電池系統,從而導致自燃、自爆等更為嚴重的極端情況。

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這項技術的難點在於隔熱材料的選取和填充工藝,首先材料需要絕對靠譜,能夠耐受嚴酷的高溫,再者電芯間的填充需要均勻,且不能出行氣泡。

電池安全是一套系統工程,從小了說是電池包本身的安全性,往大了說還有整車的安全性設計。無論是燃油車還是電動車,整車的被動安全一直都是項重點課題,尤其是電動車,除了做好電池包的局部安全之後,還需要考慮從外而內的安全隱患。

嵐圖的做法簡單概括有五個點:定製化開發車身防護、高強框架、壓力傳遞、形變吸能和電芯雙保險。

首先,對側撞高發的 B 柱和車門區域進行強化,B 柱使用 TRB 工藝的 1500Mpa 超高強度鋼材、車門門檻使用雙層結構的 1500Mpa 熱成型材、車門防撞梁則是使用更高規格的 2000MPa 熱成型鋼。

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另外,電池包外殼採用高強度鋁合金框架,配合加強筋的設計,嵐圖電池包號稱可以抵擋 20 噸力的擠壓。而電池包內部還內置了多條橫縱加強梁去卸掉撞擊力,減少撞擊能量對電芯的傳導。即便如此,電池包還預留了超過 30mm 的形變空間,在碰撞中用於緩衝吸能。

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最後是電池包的防爆閥和熔斷裝置,它的作用是一旦檢測到極端的撞擊侵入,電芯造成短路或電芯內壓力增加,會及時切斷電池內短路迴路,釋放額外壓力,確保電池不起火、不爆炸。

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除了在車子本身「做文章」,嵐圖還推出了一個「殺手鐧」:雲端 BMS

顧名思義,它就是在雲端遠程對電池數據進行分析和管理。通過大數據收集分析,雲端會對電池建立一套健康評價體系,並且全天候監控電池狀態,號稱能夠提前 2 小時對冒煙、起火、爆炸等關鍵故障預測,對 3 級故障做到提前一周預警。

至於為什麼要採用雲端 BMS,嵐圖的解釋是,車端 BMS 只局限於單輛車本身的電池管理,且本地存儲和算力均有限,無法對車輛提供長期精確的安全管理,而雲端 BMS 則可以彌補這個短板。而雲端還有個車端無法企及的能力就是數據量,數據越豐富就意味着 BMS 對於電池的診斷可以更精準,建立的評價模型也更科學。

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當然,這並不意味着車端 BMS 會被嵐圖放棄,嵐圖對兩者的分工各有不同:「車端 BMS 偏向於短期的電池安全分析與執行,雲 BMS 更偏向於電池安全長期的規劃與預測,兩者會在嵐圖車上進行協同工作。」

立了那麼些 kpi,最終肯定是要檢驗成果的。於是嵐圖把電池包拉到了天津中汽中心,專門去權威機構過了過考場。

按照國標要求,中汽中心為嵐圖的電池準備了幾個科目:擠壓、碰撞、高溫淋水、浸泡。

1、擠壓試驗,20 噸力擠壓

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2、模擬碰撞,50g 重力加速度將電池包推出

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3、IPX9 高溫高壓噴水試驗噴水試驗,水溫85度,等效 100 個大氣壓的水壓

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4、海水浸泡實驗

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以上四關,嵐圖的電池包均順利通過,但比較遺憾的是,我們沒能在現場看到更為刺激的針刺試驗。

在試驗室外,嵐圖表示已經進行了超過 300 萬公里道路耐久試驗,路況覆蓋吐魯番昆崙山大理海南黑河等地,經歷過乾熱、濕熱、乾冷、溫暖等自然氣候條件,經受住了零下 40℃、高溫50℃ 等極寒極熱的考驗。

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