越來越多的車企開始開始熱衷為電池系統命名,打造自己的技術品牌。
9月17日,嵐圖汽車也釋出兩大電池系統,被命名為琥珀和雲母,其最大特點在於安全。
嵐圖為了展示其在電池系統安全方面的成果,在全國邀請了幾十家媒體來到中汽中心見證其測試結果。
嵐圖對媒體展示的測試主要有三種,分別是擠壓、碰撞和高溫淋水。
高溫淋水
在按新國標進行的電池系統熱擴散試驗中,電池單體發生熱失控後,琥珀、雲母兩大電池系統技術,不僅實現“5分鐘不起火”,更進一步分別做到30分鐘乃至靜置50天“不起火、不爆炸”。
此外,嵐圖還公佈了下一代電池規劃,高鎳軟包電池力圖做到能量密度達到330Wh/kg;將固態電池列入商品化開發日程;大功率快充技術,即將量產,具備20分鐘充60%電量能力。同時在研的第二代超級快充技術,基於整車800V及SiC技術,充電時間將進一步減少到10分鐘,實現充電10min續航400km的目標。
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“琥珀”和“雲母”隔熱方式不同
先來了解下兩個技術,他們的相同點是都“三維隔熱牆”技術,不同點在於三維隔熱牆的材料及結構不同。
據嵐圖汽車科技有限公司新能源技術總監黃敏介紹,“琥珀”電池系統是在電池包內填充特殊的有機矽複合材料,這種材料的特點是結合有機矽聚合物+低密度隔熱材料+阻燃劑,形成高效的隔熱阻燃絕緣層,使得每個電芯單元像“琥珀”一樣處於充分包裹中,這是將其命名為“琥珀”的原因。
“雲母” 電池系統則是在電池包內加入層狀Al-Si雲母和氣凝膠,且電芯和雲母、氣凝膠會像雲母石一樣層疊堆積。“雲母”得名源於此。
在具體應用方面,“琥珀”電池系統技術應用於嵐圖FREE純電版,“雲母” 電池系統技術則應用於嵐圖FREE增程版。
應用於嵐圖FREE純電版的“琥珀”電池系統,採用高能量密度的鋁殼圓柱三元電芯,整車的NEDC續航里程達到505公里。
應用於嵐圖FREE增程版的“雲母”電池系統,同樣採用三元電池,透過與1.5T 四缸發動機為核心構成的增程器相連,最終讓整車的NEDC續航里程達到860公里。
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打造五重防護體系
除了電池系統本身的防護外,嵐圖在電池系統之外也設定了五重防護,分別是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結構設計。
第一層是車身防護。由於汽車的前後部都有足夠的緩衝吸能空間,對於電池系統而言,側面通常是面臨威脅最大的方向。嵐圖FREE車型的B柱結構,採用了TRB工藝的1500Mpa超高強度鋼材;在車門門檻位置,用了雙層結構的1500MPa超高強度熱成型鋼;前後車門內部,還有行業最高等級的2000MPa熱成型鋼製成車門防撞梁。
第二層是高強框架。在高強度車身的內部,電池包外殼採用高強鋁合金框架、帶多條加強筋的特殊設計,讓整個電池包結構更強、更耐撞擊。在嵐圖的安全測試中,電池包可以抵禦高達20噸力(相當於一輛輕型坦克的重量)的擠壓而不發生安全事件。
第三層是高效的壓力傳遞。電池包系統的防護設計不止步於外殼。在電池包內部,嵐圖設計了與車身結構相匹配的多條橫縱加強梁,透過橫亙整個電池包的橫縱交織立體結構,將來自外界的碰撞能量充分地分解與吸收,保護內部電芯免遭碰撞力的傷害。
第四層是形變吸能。假設遭受到罕見的、過於猛烈的撞擊,無法完全避免電池包遭受碰撞壓力,嵐圖還對電池包預設了形變吸能空間,留有超過30mm的形變空間,在電池包受撞擊變形時,保護其中電芯免遭損傷。高效的形變吸能,這是嵐圖對電池系統的。
第五層是電芯雙保險。嵐圖為電芯開發了獨特的防爆閥和熔斷裝置,一旦有極端的撞擊侵入,電芯造成短路或電芯內壓力增加,電芯池雙保險能立即啟動保護作用,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。
電池系統全方位防護得到的結果是,在以嚴苛的歐洲標準,進行斜側75°角、32km/h整車側面柱撞測試中,嵐圖FREE橫樑僅發生小程度潰縮,電池模組沒有受到絲毫擠壓變形。
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配備專屬雲端BMS
嵐圖也並沒有忽視在BMS上研發。
嵐圖在採用最新並預留OTA的車載BMS技術基礎上,開發了專屬遠端動力電池資料分析及管理技術——嵐圖雲BMS。相較於傳統車端BMS,嵐圖雲BMS可以同時線上服務百萬級量車,透過對車輛BMS和使用者的駕駛習慣兩方面的大資料資訊的分析和計算,從電池整個生命週期更有效地保證使用者安全。
黃敏表示,相對於友商,嵐圖雲BMS具有超強算力、超前預警、精細護理、自學習迭代等四大顯著的功能和優勢。
(1)超強算力,覆蓋全生命週期
相較於傳統車端BMS只能提供單臺車資料計算、3-5天短期資訊儲存,嵐圖雲BMS可以同時線上服務百萬級臺車,並做到對95%的請求1秒內響應,可對PB級別(1PB=1024TB)資料進行分析和永久儲存,並且資料可靠性保證99.99%。
(2)超前預警,做到精準故障預測
嵐圖雲BMS,從基於專家規則庫的故障閾值檢測和基於熵值演算法的離群檢測兩個維度,建立了雲端故障監控模型,進行大資料分析和追蹤,實時給出針對性電池管理方案和建議,實現7*24小時線上跟蹤,精確診斷,超前預警。
同時,還根據歷史執行工況和故障情況,採用深度神經網路演算法建立模型探測電池的故障隱患,實現車輛深層次和關鍵故障提前預測。
黃敏表示,嵐圖可提前2小時對冒煙、起火、爆炸等關鍵故障預測;對電池內短路、欠壓等故障,能做到提前一週預警。
(3)精細護理,保證電池健康
嵐圖雲BMS從使用工況、充放電倍率、充放電深度等多個維度建立了一套完備的電池健康評價體系,採用機器學習演算法建立電池壽命預測模型,可以對電池80% 和70%的壽命點進行預測,準確度高達95%(相當於站在當前點,預測10年後的電池健康狀態的誤差不會超過5%)。基於以上核心技術,從而向用戶提供最優的電池系統維護和保養建議,並持續跟蹤分析電池狀態。
(4)自學習迭代,常用常新
嵐圖雲BMS,擁有自學習功能。隨著車輛接入量增加和使用時間增長,嵐圖雲BMS故障預測和壽命預測模型,還能不斷最佳化模型引數提升預測精度,越用越“聰明”。
車端BMS偏向於短期的電池安全分析與執行,雲端更偏向於電池安全長期的規劃與預測。嵐圖將實現“雲端”和“車端”的兩端密切協同,為使用者提供全方位、全生命週期的電池安全保障。
可以說,嵐圖在安全方面,力圖做到極致。國標測試專案多為針對電池包簡單的單一的應力測試——比如泡水,環境耐久測試、機械耐久測試等。
但嵐圖考慮到,在使用者的真實使用場景中,電池系統可能同時承受多重應力的疊加作用。基於保護使用者安全的真實需要,嵐圖選擇了增加數十項超國標的嚴苛多應力組合測試,以檢驗電池系統的真正實力。
例如,對同一塊電池包,嵐圖汽車要連續進行高低溫儲存、極限溫度衝擊、等效45萬公里帶載振動、六向機械衝擊、絕緣耐壓、泡水等多項極端測試。嵐圖自己的“常規”測試中,有在高低溫環境迴圈及帶載下,同時實施振動衝擊;有在鹽霧環境後再進行溼熱環境迴圈,同時還進行電池包充放電測試。
國標電動汽車電池安全測試標準共計20餘大項,嵐圖汽車在此基礎上增加超60大項,透過80大項150小項的極端嚴苛測試模擬使用者用車場景。
嵐圖在未來電池規劃方面,將匯入高鎳三元軟包電池,實現完全無熱失控,能量密度高達330Wh/kg的電池技術。
下一代電池技術方面,固態電池也已經列入嵐圖商品化開發的日程。
大功率快充技術方面,嵐圖汽車研發的大功率快充技術,即將量產,具備20分鐘充60%電量能力。同時在研的第二代超級快充技術,基於整車800V及SiC技術,充電時間將進一步減少到10分鐘,實現充電10min續航400km的目標。
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