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除了碰撞测试一无所知?花式虐动力电池了解一下

2019-10-09 来源: 车务网 作者:L

说到汽车的安全测试,绝大多数人了解的或许仅限于碰撞测试。但其实光是电动汽车动力电池这一个部件,在设计定型之前,就要经过多项不同类型的测试,来确保实际使用中安全可靠。以比亚迪为例,不但要进行水泡、挤压、振动电池等测试,甚至直接用火烧。

不但要“潜水”,还要“裸泳”

我国南方地区阴雨天比较多,沿海地区更是不时会遭到台风暴雨袭击,北方地区也发生过不少内涝。遇到路面积水较深或者停车场被水淹的情况时,电动汽车的动力电池能够保证安全吗?

比亚迪把自家电动汽车开进30cm深的积水里去,模拟在暴雨积水路面行驶的情况;要求能连续正常行驶30分钟、无漏电,才算合格。30分钟都没开出去的水坑,比亚迪你确定不是开进湖里了吗?

然而这还不够,比亚迪还要把电池丢进盐水里,模拟整车泡水的情况;要求在水面以下1米深处泡上两个小时,电池也不能进水。

你以为做到这种程度就算完了?比亚迪还要把充电到90%的电池包剥去所有密封保护,接通开关,再丢到盐水里浸泡;要求在这样“不穿防护服,直接靠身体素质硬扛”的全过程中,甚至浸泡结束后一天之内,都不能出现电火花(电弧),更不能起火;确保即使电池的密封保护因碰撞事故出现破损、电池包内进水,也能保证驾乘人员安全。

“开脑洞”式防过充

目前市场上出现的,电动汽车动力电池为主因的事故,很多都是由于充电超过电池电压上限导致的。应对这种过充问题的安全测试,本来对锂电池来说难度就比较大,比亚迪还设置脑洞大开的极端情况,把通过门槛加得更高:

电池电压监测的精度和采集信号的频率、同步性够不够高,能不能在电压出现异常时立刻发现;

能不能智能地区别不同等级的风险,自动采取对应的措施,如报警、限制电流、控制继电器断开电路等,阻止过充;

如果出现了所有监测、防范的电子系统全部失效的极端情况,过充已经发生,还有没有完全不依赖电子系统的其它方法,能够中止过充,从而降低损失、保证人身安全?

比亚迪独创的专利安全防护手段,纯机械防护装置CID,就是应对最后这个极端问题的终极手段。它受电池在过充下出现的内部压力升高驱动,不需要任何电子信号就能在过充发生时断开电路,确保电池不会因为过充而起火。

让烟躲着人走

防过充测试还远远没到比亚迪极端假设的终点呢:万一连CID都失效了,或者因为惨烈的碰撞,导致电池包内的电芯出现热失控,引发起火风险呢?不管这种可能性有多小,万一它就是发生了,电池的防护措施能够保证驾乘人身安全、把损失减到最小吗?于是测试又开始了:

从单体电芯,到电池模组,再到整个电池包,各个层级的耐火耐热隔离,要能有效阻止零星热失控的扩散,将损害限制在小范围内;在惨烈碰撞等原因直接导致严重热失控时,要能有效延缓热失控在电池内的蔓延;

电池包内部的排气通道,要实现设计目标,确保即使电芯在严重碰撞事故中损坏,产生的气体也会沿着设计好的通道定向排出,不会像其它某些类型电池那样不受控制地喷出高温有害气体甚至火焰,从而确保驾乘人身安全;

热失控预警系统要能第一时间发现危险、迅速报警;电池与乘客舱之间的防火毯要能为人员逃生争取到足够的时间。

扛撞不只是一瞬间的事

虽说电压、温度方面的安全防护措施通过了测试,但碰撞事故会不会损坏电池包结构,造成它们无法正常发挥作用呢?比亚迪打出了碰撞、加速度冲击、挤压的“组合拳”,来考验自家电池有多扛撞。

除了在正面、偏置、后面、侧面碰撞测试里严密检查电池安全的表现之外,比亚迪还专门针对电动汽车的特殊性,增加了比中保研等专业测试标准难度更大的侧面柱碰、托底等测试,检验双层高强度铝合金电池托盘、蜂窝结构加强托盘边框等能否有力地保障电池安全。

除了整车层面的碰撞测试,比亚迪还以高于国际标准近一倍的加速度冲击电池包,以模拟碰撞事故中车辆的急停或急加速,要求电池内部结构必须在冲击下完好无损。

光是一瞬间的碰撞还不够,为了检验出碰撞事故发生后,车辆受到大力持续挤压时电池的安全性,比亚迪用100kN,相当于10吨重物骑脸的力量挤压电池包,要求电池包扛住不起火,为人员逃离留出足够的时间。

连续开30万公里坏路?

除了特殊情况下一时一刻的安全,电动汽车动力电池的设计、生产、装配还需要考虑全生命周期里的安全性。比如,比亚迪按照车辆在真实坏路上行驶的振动频率,对电池包进行持续63个小时的纵、横、垂直方向随机振动测试,期间还要进行充放电循环,模拟出30万公里以上的行车疲劳状态,检验电池包针对颠簸路况导致固定不良、零部件松动、外壳破裂等安全风险而采取的,以模组间铝排焊接代替螺纹连接等传统处理方式的可靠连接设计等防护手段,是否充分可靠。

直接用火烧!

即便面对一块通过以上所有测试的动力电池,比亚迪仍然有更严峻的考验安排着。比如,丢进炼丹炉500℃的火焰里去焚烧70秒,要求不能爆炸;如果有火苗,也要能在火源移开后两分钟内自行熄灭。

再比如,让电池包在-40℃的低温下待上8个小时,然后在30分钟之内把环境温度提高到85℃,再待8个小时,循环5次,要求电池无泄漏、起火现象。

……

作为一块成熟的比亚迪电池,不光要能高续航、充电快、动力强,还要能潜水、能灭火、扛撞、扛挤、防抖……有没有觉得做比亚迪的电池太难了?但是不通过九九八十一难的考验怎么成佛保证消费者的安全呢?所以只有祝比亚迪的电池安全工程师们玩得开心了。

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