立秋刚过,“秋老虎”继续发威,持续的高温不仅让出行感到烦躁,也让诸多电动车主对自家车辆感到担忧。然而近段时间,高温导致的电动车自燃事件频发,电池安全问题再度成为业内外关注焦点。除了对车辆自燃的担忧,电池过热是否会损害电池性能,也成为困扰新能源车主的疑虑。    

从安全的角度来看,防患于未然远比在自燃发生时避险更重要,这也是车企难以回避的现实问题,也是不遗余力在攻坚的方向。近日,知乎拆车天团对上汽通用奥特能平台首款纯电SUV凯迪拉克LYRIQ进行了电池包拆解,通过撞击、针刺、火烧等一系列实验验证电池稳定性。在电池拆解背后,我们也得以一探,加持奥特能平台的凯迪拉克LYRIQ如何做到高温出行无忧;以及上汽通用对电池安全技术又有着怎样的灵魂把握。

 

无线智能,防患未然

谈到电池安全,自然得先了解电动汽车为何自燃。

一般来讲,电动汽车自燃的原因无外乎电池组平衡问题导致的温度过高,也就是电池热量失控。环境高温、过充过放,或者外界的剧烈碰撞等极端情况发生,都可能引起电池内部剧烈反应释放大量的热能,进而引发危险。

面对这些自燃事件,在消费者关注动力电池的可靠性时,其实电动汽车动力电池系统中,电池管理系统作为“大脑”,同样也是保证电动车辆运行安全的核心。电池管理系统的主要作用不仅是监控、保护、均衡管理锂电池,提高电池效率;还可以判断每组电芯的使用状况,挑出有问题的,保证电池的可靠性。

目前广泛应用的BMS电池管理系统普遍等存在线路复杂布线繁琐的特点;以及存在通信故障率高,极易产生单点通讯失效,而导致电池管理失能的隐患。与众不同的是,凯迪拉克LYRIQ采用业内首创的无线电池管理系统,通过专有的无线网络管理模块去协同管理每个电芯和电池模组的表现。

与传统电池管理系统相比,凯迪拉克LYRIQ的无线电池管理系统减少了90%的电池包线束,以及相应的连接器和接插件,从根本上规避了线束老化的问题。同时因为电池包线束减少,电池内部空间得到释放,布局和配置更灵活,也可以安装更多电芯提高续航里程。

基于无线电池管理系统,凯迪拉克LYRIQ依靠“车-云”电池监测系统,则可以做到全天24小时不间断、高频率的监测电池包和电芯状态,及时发现电池异常。通过在车端集成了气压/温度/电压三重传感器,确保无漏报、误报。通过云平台,凯迪拉克LYRIQ基于电池全生命周期数据,还可通过AI 融合多重机理特征构建电池健康评估模型,多维度综合评估电池健康状态,防患于未然。

简单来讲,就是通过车端的传感器,时时收集电池当下的各项数据指标,在云端建立一个专属的数据库,并以周为单位进行数据迭代更新,好比手机的电池管家,一旦电池出现健康问题,可以更好的让消费者实时掌握当下最新的电池健康系数。

 

那么上面是针对电池包无线管理系统和预防监测层面,那一旦电池电芯出现热失控,奥特能平台的智能化电池管理系统,又该如何处理和应对呢?

 

“一方有难,八方来唤”,一旦监测到有模组出现失控风险,失效模组周边的CMU将会主动唤醒实现电池管理模块进行急速冷却。即使车辆处于休眠状态,系统依旧处于高频监测状态。反观传统有线连接,则可能出现因模组监测单元掉线,导致热失控监测失能。

这种全天候的守候方式,即使电芯在极端情况下发生热失控状况,车主也无需为电池异常担心。对于凯迪拉克LYRIQ来说,这种“车-云”电池监测系统和无线电池管理方式是基于主动安全的智能管理,其中无线电池管理系统依托云端数据可以像OTA一样不断升级。让电池防护系统可以不断的自我迭代,自我成长与进化。而在你看不到的地方,系统已更新至最新版本,以更优的方式时刻守护着你的安全出行。

 

事实上在电池安全防护方面,凯迪拉克LYRIQ共具有“七重核心电池热管理技术”。相比于全时段监管这种积极主动的安全防护方式,车辆在电池的被动安全方面更是全方位出击。

 

多项专利,层层守护

电池包出现电池热失控,往往是因为电池内的单一电芯急剧升温引发失控,并蔓延至其他电芯,如果能有效阻止热量在电芯之间扩散,也就能减少电池的自燃风险。

为此LYRIQ在每个电芯之间采用了加厚设计的纳米级航天材料气凝胶,这种隔热温度可达600℃以上的新型材料,能有效降低电芯间热量传递。不仅是电芯隔热,在电池包的上盖,LYRIQ同样内置了一层气凝胶防火毯。对于乘客来讲,如果电池突发意外,这一层防火毯便是对座舱的第二重保护,多层设计的防火毯可以通过外层的耐高温高硅氧布阻挡电芯喷发出的高温气体,能够给予乘客更多的时间撤离,保证车内人员安全。

此外,LYRIQ独有的抑制热扩散技术,遇到电芯单体热失控时,可以通过快速排气通道的专利设计,可快速排出高温气体。辅以集成到模组底部的液冷板系统,迅速释放包内热量,降低对相邻模组和电芯的影响。

专利设计下的热量快速排气通道,更像是在日常生活中遇到火情,一条绿色健康、更快速、更便捷的逃生通道,成为守护人身生命安全的有利保障;

并且电池包内的模组都配置了专利设计的集成式独立液冷板,比起业内常见电池包集中式液冷板设计,换热效果提高约10%。此外,集成式独立液冷板解决了离进水口进的模组更容易被冷却的现实问题,通过独特的流量控制,可以控制电芯间的温差在1摄氏度,确保了电芯老化的一致,也意味着提升了电池寿命。

而当电池温度异常时,配合电池包内部的热扩散设计,以及后置的大面积防爆阀,电池包能够快速的导出热流,从而及时为电池包降温,充分保证电池使用安全。防爆阀也不仅起到降温作用,在平时冷热交换时,可以快速平衡电池包冷热交换时产生的内部压力,从而保证乘客安全。

乘客安全无小事。不知道大家是否注意到,日常生活中当把电器插头插往插座里时,偶尔会产生伴随着响声的电火花。这种现场被称作拉弧现象,但不只存在于家中,车载电池包里的电芯出现短路失控等故障的时候,也会有拉弧现象发生。

拉弧现象可能引起着火、甚至爆炸。因此LYRIQ特意对电池包的高压元器件采用了防拉弧设计,在意外发生时能够防止爆燃,防止对逃生与救援产生次生危害。

总结:LYRIQ是凯迪拉克的首款纯电汽车,也是上汽通用汽车公司基于奥特能平台打造的首款量产SUV车型。“让电动车生来更强”这句强有力的承诺,代表着奥特能平台的使命,也意味着基于该平台打造的所有纯电车型,将具备领跑行业的强大竞争力。依托中国市场,上汽通用打通了从技术研发、试验验证到生产制造的全链路新能源产业体系。凭借通用汽车多年的电气化经验和前瞻性技术,奥特能平台的首款车型凯迪拉克LYRIQ以“更智能、更安全、更性能”的姿态颠覆而来。

为让消费者更安心,凯迪拉克LYRIQ始终将电池安全放在首位,当别人还在被有线电池管理系统所束缚,奥特能平台已经让电池电芯进入无线管理时代,七重核心热管理技术更是将热失控带来的影响降至最低点,通过更智能更安全的技术手段,真正做到出行无忧。这样一款豪华中大型纯电SUV,目前已经开启大定,并计划于9月开始交付,届时消费者也将直接体验到凯迪拉克LYRIQ的无限魅力。

原文作者:孔令浩
编辑:孔令浩