很开心周末和一群见过面、没见过面的朋友们一起参加了的线下沙龙,一起学习了新一代动力电池的技术分享会。
这次的42Talk线下沙龙,由吉利汽车研究院的电池系统集成技术专家周维老师带来《吉利神盾短刀电池研发与思考》。(图1)
趁着刚学习完,知识点都还热乎着,我来整理一下学习笔记。
都说神盾短刀电池是最新一代“刀片式”磷酸铁锂电池,那么这里的“新”又如何理解?
周维老师在分享中分别从电池寿命、充电速度、低温性能、电池安全等方面做了细致的解读。
🔶先来说电池寿命。
循环寿命3500圈,相比行业寿命提升40%,保健康100万公里,安全行驶绕地球25圈。(图2)
这些数据已经能很直观地展示神盾短刀电池的长寿命了。
来看下超过30万公里的银河E5耐久测试车电池包拆解数据:
完整充放电循环921次,电池包健康度依然达到了90.5%,大幅度领先国标500次。(图3)
大部分家用车一年行驶里程不会超过2万公里,按这样计算的话,跑到30万里程至少得花15年的时间。
所以,周维老师还提出了一句更强悍的口号:“一代电池两代车”。
好家伙,差点就变成了“短刀电池恒久远,一块永流传”了。
🔶再来看充电速度。
神盾短刀电池从10%-80%电量,充电只要17分钟。
这个时间,差不多刚好就是在高速服务区上个洗手间、逛一下服务区的小吃街、回到车里发现电刚充完可以继续上路的速度。
要想做到这样的充电速度,很重要的一条便是让电池“降低内阻”。
因此神盾短刀电池对于“正极”、“负极”、“电解液”、“隔膜”在降低内阻上都花了很大力气。(图4)
正极:多元掺混纳米化碳包覆LFP材料,500℃不分解;
负极:“碳纳米管”碳材料,快充及安全性能提升;
电解液:高电导锂盐+低粘度溶剂,导电率提升5.2%;
隔膜:薄基膜+高孔隙率工艺+耐热涂层涂覆,150℃结构无变化。
当然,对于补能便利性来说,光有充电速度并不够,还得有健全的充电网络支撑。
除了共享吉利专属补能体系,共享吉利旗下“千站万桩”补能体系之外,吉利银河还计划在今年建设300座专属补能公园。(图5)
此外,吉利银河E5的充电兼容性测试做到了市场主流充电桩品牌100%覆盖,在-40℃到60℃都能确保良好的充电性能和安全性。
🔶接着说低温性能。
说起磷酸铁锂电池,很多人的认知还停留在“冬天特别不耐用”上。
但随着近些年电池技术的进步,磷酸铁锂电池早已攻克了这一难题。
以神盾短刀电池为例,在更低内阻的加持下,带来了更好的低温放电性能。
0℃、-10℃、-20℃、-30℃的低温续航保持率分别达到了96.21%、95.58%、93.56%、90.54%。(图6)
低温续航保持率平均领先8.7%,此处应有东北新能源汽车车主的热烈掌声。
🔶最后来看电池安全。
安全是这次周维老师在42Talk的技术分享会上花最大篇幅介绍的部分了。
在电芯安全方面,吉利自研的神盾短刀电芯通过“湿法双涂层隔膜技术”、“高安全低阻抗电解液”、“自熔断技术”三个方面,带来了电芯安全性能的全面升级。(图7)
湿法双涂层隔膜技术:陶瓷+PVDF复合涂覆配方,高强度+高热稳定性,带来“耐热+机械”性能全面提升。
高安全低阻抗电解液:成膜更稳定、致密。引入新型锂盐和溶剂,减少锂离子扩散阻抗。
自熔断技术:控制熔断电流,阻断短路。通过控制熔断电流,造成隔膜坍塌,形成绝缘层,阻断短路,提升安全性能。
那么,上面这些举措到底能起到多大的作用?
吉利也做了严苛的试验。
电池的针刺实验大家都很熟悉了,但8根针的针刺实验你见过吗?
神盾短刀电池的8针针刺实验,在满电状态下,使用8根5mm耐高温钢针,同时刺穿电芯,并保持一小时电芯不冒烟、不起火、不爆炸。(图8)
这还不算完,神盾短刀电池还有个据说是行业首发的“军工级”安全测试新标准。(图9)
用95式自动步枪,真枪实弹地打电池,试验以后不起火,不爆炸。
此外,神盾短刀电池还配备了11层电池结构防护。(图10)
包含2层上壳体,结构梁,结构胶,下层导热结构胶,下箱体边框,液冷板,缓冲泡棉,3层底护板。
在电池底部防护上,神盾短刀电池也做足了功夫:
3系铝合金液冷板,MPP缓冲泡棉,连续玻纤增强PP,DP980高强度钢,连续玻纤增强PP,副车架(带防撞梁)。(图11)
而神盾短刀电池的热管理方案中,最让我印象深刻的是快速泄压。(图12)
双防爆阀的设计,排气路径比单防爆阀缩短了50%,透气量也做到了竞品的20倍以上。
那神盾短刀电池是怎么样的方式装到车上的呢?
答案是“电芯-Pack-架构”一体化的CTB结构。(图13)这种方式带来的好处也很明显:
空间更大,乘员舱垂向空间增加10mm;
续航更长:整车减重40kg/续航增加6km;
刚度更强:整车扭转刚度31000N*m/deg
电池装到车上以后,怎么做才能在行车中保证安全呢?(图14)
上盖:碾压+火烧;
前纵梁+副车架:前碰;
架构防护:侧柱碰。
我算是发现了,吉利的研发工程师们每天上班的主要任务就是想尽办法地“虐待”电池……
软件方面的安全保障则主要是车端和云端两个方面。(图15)
车端:全栈自研高算力BMS3.0;
云端:“星睿智算”7*24h大数据监测。
说了这么多安全措施,来考个试吧,是骡子是马,拉出来遛遛。
六大魔鬼串行试验:动态海水腐蚀浸泡,高原极寒,高频次刮底,26t往复式碾压,单包侧柱碰,烈焰炙烤。(图16)
我开始以为这六项试验是拿了六块不同的电池,每块电池测试一项。
结果看了挑战证书才发现,原来是“同一电池包连续挑战”,这确实是挺厉害的……(图17)
怪不得吉利敢提出“针刺只是入门,整车安全才是真安全”的概念。(图18)
🔶最后再来啰嗦几句。
整理完技术分享会的笔记,最后来说两句参加这次42talk线下沙龙的感受。
这次活动,除了学习到了硬核技术知识之外,更感受到了中国品牌在新能源汽车产品发展的进步。
这其中,既有技术的进步,也有产品的进步,还有品牌的进步。
期待像吉利这样的中国汽车品牌,在新能源汽车领域研发出更强大的技术,给我们带来更优秀的产品。
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