近年来电动车自燃事故的频发,安全性已经超过续航里程成为纯电动车消费者购车的第一要素。
电动车自燃事故的主要原因:动力电池自燃(热失控):电池内部故障导致温度升高不可控制,直至达到自燃温度而自燃。
任何一种动力电池在设计、制造过程中,都要进行一系列强制国标规定的试验检测,特别是经过安全性检测,以保障安全性。有一种针对动力电池热失控的试验检测:针刺试验,简单来说就是:用钢针穿透动力电池,钢针使电池内部的正负极短路,产生大电流造成内部高温,直至自燃。
针刺试验是世界公认的检验动力电池热失控的最严苛的方法。如果某种动力电池通过针刺试验而不自燃,那就标志着在使用过程中这种电池不会由于自燃引起车辆失火。
比亚迪的刀片电池——通过了针刺试验:无明火、无烟,表面温度仅为30-60℃,没有发生自燃。其他类型的动力电池:普通磷酸铁锂电池针刺后,无明火,冒烟,表面温度200℃-400℃。三元锂电池针刺后,剧烈燃烧,表面温度超过500℃。
比亚迪刀片电池是目前唯一通过针刺试验的动力电池产品。
比亚迪刀片电池是比亚迪研发多年的“超级磷酸铁锂电池”,用磷酸铁锂作为正极材料,负极材料为石墨。刀片电池单个电芯的结构如图所示,之所以后来用“刀片电池”来命名,主要就是由于其形状特点。
所谓“刀片电池”,尺寸在 600mm ≤ 第一尺寸 ≤ 2500mm 的电芯,通过阵列的方式排布在一起,就像“刀片”一样插入到电池包里面。一方面可提高动力电池包的空间利用率、增加能量密度;另一方面能够保证电芯具有足够大的散热面积,可将内部的热量传导至外部,从而匹配较高的能量密度。刀片电池集成的电池包如图所示。
比亚迪刀片电池不会自燃的原因,简单来说,一是电芯变长变薄,表面积也随之增大,电芯的散热效率提升,电池包整体散热性更好。二是刀片电池电极短路之后的回路更长,热量不容易聚集。
也就是说,“刀片电池”因为扁长化设计,散热面积大、内部回路长,不会如其他电池那样,容易造成大面积受损,产热高、散热慢,最后就会导致电池温度过高、产生明火、引起爆炸等安全问题。
另外,刀片电池充电循环寿命超4500次,即电池充电4500次后衰减低于20%(寿命是三元锂电池的3倍以上),刀片电池的等效里程寿命可突破120万公里,瞬时放电电流高达800A。
比亚迪的刀片电池技术,目前已经领先全球。
(作者:河北交通职业技术学院教授 刘志忠)