時間邁入2024年,新能源汽車行業正以驚人的速度發展迭代。不過,新能源汽車的“心臟”——動力電池,并未完全走出冰、火、水的三重桎梏。
眾所周知,動力電池在燃燒、極端氣溫、涉水等情況下,安全和故障問題頻頻爆發,也引發了廣泛的擔憂和爭議。基本安全如果無法保證,更遑論新能源汽車運行性能、續航以及充電速度。因此,動力電池乃至新能源汽車行業一直以來都面臨亟待突破的技術瓶頸。
近日,神行超充電池量產裝車,全球首搭落地奇瑞旗下星途星紀元ET,受到各方關注。
神行超充電池是寧德時代發布的全球首款實現4C超充的磷酸鐵鋰電池。圍繞電化學本質,在材料及材料體系、系統結構等方面,寧德時代進行了全方位創新,不僅實現了“充電10分鐘,續航400公里”的超快充電,一次充滿電可行駛700公里以上的續航里程,更在防火、抗寒、防水的安全性和穩定性上取得了巨大技術突破。
不懼冰天雪地,無畏火海深水。在各種極端環境的“摧殘”下,勇闖“冰火水三重天”的神行超充電池,定義了動力電池技術的新標準。
01
消除燃燒隱患
過去,動力電池的燃燒隱患猶如一顆定時炸彈,高溫、短路、過充、外部沖擊,每一個微小的因素都可能成為引爆“炸彈”的導火索。加上電池快充技術發展后,輸入巨大電流的電池更易發熱,增加危險的概率。
例如,2022年,某車企4S店維修工位上,一輛汽車發生動力電池熱失控事故,造成電池自燃,底盤蹦出火星并伴有明火。更多新能源汽車的電池自燃事故,還發生在路邊停放以及充電狀態下。
每一起電池起火事故,都是對動力電池防火安全的一次叩問。靜止狀態尚且如此,開動的時候還能信任嗎?
動力電池領域徹底的技術革新如箭在弦。寧德時代就在正負極材料、電解液和隔膜等方面進行創新,有效降低了電池內部的產熱反應,提升了電池的外部耐熱性。
這些都在星紀元ET上得到了體現,所以面對嚴苛的抗火焰測試,它就能夠從容應對了。
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在中汽中心的整車熱擴散安全防護驗證測試中,搭載神行超充電池的星紀元ET汽車,在整車底部進行了130秒高溫炙烤。炙烤完成后,30分鐘內未起火、未爆炸,車門可以正常打開且絕緣正常,座艙內氧氣濃度、煙霧濃度及一氧化碳濃度均遠低于限值標準。
通過材料改進和熱防護措施的加強,神行超充電池在抗燃性能方面,達到了動力電池標準的新高度。
02
冰雪嚴寒無懼
除了燃燒隱患,低溫運行的不穩定性,也是新能源汽車行業的一大痛點。
在氣溫寒冷的環境中,傳統動力電池常常表現得十分虛弱,隨時都可能被凍得無法啟動而“趴窩”。即使打著了火,續航里程也是常溫下的四、五折起步的折損。尤其在北方寒冷地區,純電動汽車的使用受到了嚴重限制。
哈爾濱的純電動車主阿南,零下15℃充電時,經常要兩三個小時才能充滿,而且滿電最多只能跑200公里。有次開車去充電的路上,車子最后的剩余電量掉光了,尷尬地趴窩在距離充電樁不到200米的路上。
而針對極寒地區用車情況,星紀元ET在黑龍江省黑河市進行了低溫適應性試驗。試驗結果表明,在零下25℃的氣溫下,星紀元ET的電量從20%充至80%,僅需一頓快餐的時間。
在黑河的冰雪路面上,星紀元ET在剩余20%的低電量條件下,仍然跑出了百公里加速5.46s的成績。神行超充電池展現出超低溫環境下的可靠性、穩定性。
其實,動力電池在低溫下性能表現不佳的原因,主要是電池內部的離子傳導速度和化學反應速率,會隨溫度的降低而減緩。包括某些電池內部的電解質,在低溫下流動性降低,導致電池內部部分區域失去離子傳導能力,從而影響電池的工作性能。
而神行超充電池通過改善電池材料、設計更高效的電池系統以及開發溫度適應性更強的電解質等措施,達到了出色的電池抗寒能力。
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此外,寧德時代在系統平臺上采用電芯溫控技術,在低溫環境下可以快速加熱到電池的最佳工作溫度區間,即使在零下10℃的低溫環境下,也可實現30分鐘充電至80%,而且在低溫虧電狀態下,零百加速也幾乎沒有衰減。
無論是高緯度的嚴寒氣候,還是高海拔的冰天雪地,神行超充電池在低溫下的快速啟動和穩定續航能力,顛覆了大眾對于動力電池不耐寒的認知。“不怕冷”的動力電池,也可有效解決北方地區車主的電車補能難題。
03
涉水安全無阻
動力電池的涉水安全問題,常常被排在電池標準中的次要位置,包括在電池設計層面。
但事實上,這一問題背后隱藏著巨大的安全隱患。一旦電池被水浸泡,就可能導致短路、電解液泄漏等嚴重問題,甚至引發車輛起火或爆炸,給駕駛員和行人的生命安全帶來極大威脅。
2023年,北京市門頭溝區因強降雨天氣受到沖擊。期間,各品牌的新能源汽車因長時間泡水而出現事故。有車主表示,車子在水里泡了兩三天后,出于安全考慮不能自行“打火”,售后處理必須先檢查一下電池。
在洪澇積水中,對于路人和救援人員來說,也要注意遠離車輛浸泡水域,否則將有觸電危險。
過去的動力電池對于涉水問題束手無策,而寧德時代神行超充電池,通過密封性設計、防水涂層等技術創新,極大地提升了動力電池在涉水環境下的安全性能。
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在開發階段,神行超充電池便進行了嚴苛的防水密封測試。電池系統經過36小時綜合振動工況后,再沉水24小時,能夠保證電池包不進水,防水性能超出國標48倍,防水等級達到IP68。
圍繞新能源汽車涉水的用車風險,星紀元ET也進行了一系列遠超國標的測試。在沉水試驗中,汽車經歷了0℃與60℃水溫、12個循環切換的冷熱沖擊測試后,電池包依然“滴水未進”。
此外,神行超充電池的超級防水能力,在行業首創的“-30℃ 24小時浸泡冰封極限挑戰”中也得到了充分驗證。電池包經過長達60分鐘的低溫浸泡后,外觀完好、氣密性和絕緣性檢測均與浸泡前一致,重新安裝到車上依然可以正常工作。
神行超充電池在防火、抗寒、防水等方面的技術突破,必將引領整個動力電池以及新能源汽車市場標準的提升。試想一下,在行業淘汰賽的第一年,車企如果輸在了動力電池上,影響或許是致命的。