自動(dòng)斷電還能排火排煙 比亞迪e平臺(tái)電池有多安全?
隨著國(guó)內(nèi)新能源汽車市場(chǎng)飛速發(fā)展,中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)理事長(zhǎng)陳清泰預(yù)測(cè)2030年中國(guó)電動(dòng)汽車保有量將達(dá)到8000萬(wàn)—1億輛。在如此巨大的市場(chǎng)面前,各家車企都在緊鑼密鼓的推進(jìn)新能源汽車研發(fā)量產(chǎn)工作。燃油車的核心技術(shù)在于發(fā)動(dòng)機(jī),變速箱及底盤調(diào)校上,目前這類技術(shù)核心多半掌握在世界老牌造車企業(yè)手中。中國(guó)想在汽車領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車,新能源汽車無(wú)疑是讓大家站在同一起跑線上的最佳選擇。目前世界上有能力獨(dú)立研發(fā)并量產(chǎn)三電模塊的車企其實(shí)不多,而在這些企業(yè)中,中國(guó)的比亞迪赫然在列,并走在前端。
我們都知道電動(dòng)汽車的核心在于三電技術(shù):電池、電機(jī)、電控。在三電技術(shù)中電池組的技術(shù)占很大比重。目前,動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)逐步形成中日韓三國(guó)鼎立的電池供應(yīng)格局,日韓有松下、LG、SDI、SK,這些都是比較老牌的電池廠商。而國(guó)內(nèi)的比亞迪和寧德時(shí)代在這兩年逐漸站穩(wěn)腳跟,開始隱隱與日韓電池廠商形成對(duì)立局面。比亞迪在三電技術(shù)方面到底有什么殺手锏,今天圓圓姐就帶大家一起研究研究,詳細(xì)解讀一下比亞迪的三電黑科技—e平臺(tái)。
電動(dòng)汽車目前熱銷的主要分為插混(Plug in Hybrid Electric Vehicle)和純電(Electric Vehicle)兩種。我想大家應(yīng)該都清楚,這兩種動(dòng)力車型的設(shè)計(jì)研發(fā),分別對(duì)應(yīng)比亞迪自己的DM平臺(tái)和e平臺(tái)。
電動(dòng)汽車發(fā)展至今,科技配置日益豐富,這就導(dǎo)致加在汽車上的電器越來(lái)越多。從總布線數(shù)量到各種控制器、感應(yīng)器越來(lái)越多,不但增加車體重量,安全性可靠性上的問題也開始顯現(xiàn)。為了讓車身及各種電子元器件互相之間配合更加完美,多年以前王傳福提出“33111”的概念,力求通過(guò)高集成化的系統(tǒng)設(shè)計(jì),打造一個(gè)具備高性能,高安全,高性價(jià)比的模塊化平臺(tái),該平臺(tái)的產(chǎn)品應(yīng)該具備標(biāo)準(zhǔn)化,輕量化,小型化和可組合的訴求。
通俗一點(diǎn)來(lái)說(shuō),沒有e平臺(tái)之前,我們攢各種配件到一起,讓它可以上路行駛,這種訴求很容易達(dá)到。但是現(xiàn)如今,人們追求載具的外觀驚艷,科技配置豐富,安全可靠,低用車成本,這就不是把所有的元器件買來(lái)堆砌在一起,再做個(gè)好看的鐵皮一包就可以解決的了。整合成模塊化的設(shè)計(jì)研發(fā)制造,不但能降低消費(fèi)者的用車成本,同時(shí)還能提升車輛性能及可靠性。
好了,粗略的解釋完e平臺(tái),圓圓姐半條命已經(jīng)沒了~“33111”是一個(gè)很龐大的體系,任何一個(gè)數(shù)字拆分出來(lái),都是可以寫很多內(nèi)容的,從這點(diǎn)來(lái)看,王傳福是真的有好幾把刷子咧。
趁著離下班還有一會(huì),圓圓姐再跟大家聊一聊比亞迪的好幾把刷子之一—高性能安全電池吧。
比亞迪做電池生意是老本行,所以他們的電池部門有一個(gè)完整產(chǎn)業(yè)鏈。從原材料礦到原材料的研發(fā)(為了穩(wěn)定貴金屬的價(jià)格,比亞迪還投資了貴金屬礦,例如—鈷)、包括制造、電芯的設(shè)計(jì)以及電芯的制造工藝、BMS的制造、模組跟PACK的研發(fā)和制造,最后是梯次利用跟回收,都有所經(jīng)營(yíng)。這也是比亞迪這個(gè)造車巨頭在電池研發(fā)方面可以跟寧德時(shí)代這樣專門生產(chǎn)電池的企業(yè)平起平坐的原因。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,以前那種充電2小時(shí)通話5分鐘的痛已經(jīng)漸漸被人們淡忘,現(xiàn)在的人們對(duì)于電動(dòng)汽車的電池?zé)o非就是一個(gè)訴求:安全。誰(shuí)也不想自己的車子好好的就地庫(kù)自燃了,前段時(shí)間頻發(fā)的W來(lái)汽車自燃事件,用的是寧德時(shí)代的電池。電池本無(wú)錯(cuò),錯(cuò)在W來(lái)沒有e平臺(tái)這種完善的綜合研發(fā)平臺(tái)。
電池買回來(lái)總要裝在車上吧,但是設(shè)計(jì)師在整車設(shè)計(jì)的時(shí)候沒有想到供應(yīng)商提供的電池殼體和蓋板之間沒有縫隙,導(dǎo)致代工廠的老師傅大概是一根走線都沒地兒擱,就草草埋在電池組和蓋板之間。沒留縫兒的地方強(qiáng)行走線,最終結(jié)果就是行駛時(shí)的震動(dòng)摩擦導(dǎo)致電線短路起火。
比亞迪的e平臺(tái)使得車輛在設(shè)計(jì)之初,就高度集成化,模塊化,減少頻繁布線,整合供應(yīng)商配件標(biāo)準(zhǔn),從源頭上杜絕裝配失誤導(dǎo)致的安全事故。同時(shí),區(qū)別于特斯拉的手電筒電池串并聯(lián)大法,采用硬殼方形電芯,熱管理系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單。通過(guò)金屬鋁焊接實(shí)現(xiàn)密封,密封性更強(qiáng)。當(dāng)發(fā)生熱失控的時(shí)候,硬殼方形電池有特定的排氣通道可以定向的排火、排煙。電池包的設(shè)計(jì)上,也更加標(biāo)準(zhǔn)模塊化,固定的長(zhǎng)寬尺寸(1100mm、1300mm和110mm、140mm)、單層Cell布置和大于65%的體積成組率使得車內(nèi)空間更加寬敞。接口位置恒定且接口通用,使得車輛在制造過(guò)程中,有效降低生產(chǎn)失誤,降低供應(yīng)商成本,提高穩(wěn)定性。
自身的工藝問題解決之后,就要解決電池組的被動(dòng)安全防護(hù)問題了。眾所周知,駕駛汽車時(shí)最危險(xiǎn)的情況莫過(guò)于時(shí)速,電動(dòng)汽車尤其嚴(yán)重,頻繁的抖動(dòng)導(dǎo)致線路脫落引發(fā)交通事故的新聞源源不斷。比亞迪e平臺(tái)采用軟連接激光焊接,模組間鋁排焊接代替螺紋連接,通過(guò)溫度監(jiān)控和電壓監(jiān)控、高壓互鎖,絕緣耐壓設(shè)計(jì),做到不留死角。當(dāng)汽車遇到特殊情況,電池組受到擠壓或者浸泡時(shí),整包高壓電池組分解為若干低壓?jiǎn)卧?,首先保證駕乘人員不會(huì)觸電,其次,電池包采用高強(qiáng)度鋁合金托盤,蜂窩結(jié)構(gòu)加強(qiáng)邊框,擠壓碰撞工況下(抗擠壓強(qiáng)度≥120kN),可以保證單體的安全空間。同時(shí)防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67的電池包在短時(shí)間內(nèi)涉水浸泡也沒有問題。車輛嚴(yán)重托底時(shí),Pack雙層底座設(shè)計(jì)可以達(dá)到更好的底部防護(hù)效果。
硬件防護(hù)達(dá)到要求之后,就是BATTERY MANAGEMENT SYSTEM的配合了,BATTERY MANAGEMENT SYSTEM就是我們常說(shuō)的電池管理系統(tǒng)(BMS),BMS可以做到分級(jí)保護(hù),電池充到不同的電壓有不同的措施,通過(guò)限流措施保護(hù)和切斷繼電器措施保護(hù)來(lái)控制充電的狀態(tài)不會(huì)因?yàn)檫^(guò)充引發(fā)危險(xiǎn)。
但是當(dāng)電子控制全都失效又恰巧在充電過(guò)充狀態(tài)時(shí),CID裝置開始發(fā)揮作用。這個(gè)靠壓力推動(dòng)翻轉(zhuǎn)片斷開連接的機(jī)械裝置是比亞迪的黑科技專利之一,作為一個(gè)純硬件的保護(hù)裝置會(huì)在電池過(guò)充導(dǎo)致電池內(nèi)部壓力增高時(shí),利用高壓讓反轉(zhuǎn)片翻轉(zhuǎn)來(lái)斷開電路。因?yàn)殡姵匕碾姵貑误w是串聯(lián)的,只要有一節(jié)斷開,整個(gè)回路就斷電了,就會(huì)防止電池過(guò)充引發(fā)危險(xiǎn)。
最后一道安全屏障是熱失控的預(yù)警裝置,系統(tǒng)會(huì)第一時(shí)間告訴駕駛者,汽車電池出現(xiàn)了問題,留出足夠逃生的時(shí)間。
圓圓姐說(shuō)到這,比亞迪e平臺(tái)旗下的高性能電池部分的內(nèi)容也算交代的差不多了。從整體來(lái)看,以長(zhǎng)沙寧鄉(xiāng)(20GWh)、重慶璧山(20GWh)、深圳寶龍(14KWh)、惠州坑梓(2KWh)、青海西寧(24GWh)、西安(規(guī)劃30KWh)的產(chǎn)能來(lái)推算,目前比亞迪國(guó)內(nèi)電池工廠火力全開的話,未來(lái)幾年可以達(dá)到年產(chǎn)LFP(純電車用)和NCM(插混車用)電池共120GWh。這個(gè)量相當(dāng)可觀,為了幫助大家具象化,我們以單車電池總?cè)萘?0.48KWh的比亞迪秦EV450為例,如果比亞迪一年的電池產(chǎn)能全部生產(chǎn)秦EV450的話,可以供給198.4萬(wàn)臺(tái)車裝配,但是按照2018年比亞迪新能源國(guó)內(nèi)銷量數(shù)據(jù)247811臺(tái)來(lái)看,顯然產(chǎn)能會(huì)向外釋放,這和此前曝出的豐田與比亞迪在新能源方面合作的新聞不謀而合,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合之下,在世界新能源風(fēng)口上,比亞迪能如何施展,這才是圓圓姐最期待的。
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