关于电池安全与续航里程,极狐汽车都做了些什么?

2021-10-03油门到底

“纯电动汽车,会不会半路没电,把我撂在路上?”“长期使用,动力电池到底安全不安全?”对于广大的新能源车主而言,诸如此类的疑问是绕不开的话题。究竟如何才能最大限度缓解这些焦虑?在天津车展极狐科技日上,研发人员向公众展示了他们在三电方面的相关技术。

超长续航

北京汽车研究总院三电中心电池工程部部长 盛军

众所周知,增加续航里程是摆脱焦虑的一个有效途径。不过,为了实现超长续航,一味增加电池数量显然不是可取之处,动力电池装得越多,意味着整车就会越重,耗电也就越多。对此,极狐汽车则运用 “轻量化,高效率,精控制”组合方式,通过对能量的极致利用,达到理想的续航里程。

极狐汽车采用上钢下铝混合车身,兼顾轻量化和高强度的要求,有效降低能源消耗,进而提升续航里程。据介绍,阿尔法T车身轻量化系数1.78,阿尔法S车身轻量化系数1.6。

与此同时,提升电池包能量密度和减低电池结构件重量,也是极狐汽车提升轻量化的方法之一。目前,其电池包能量密度最高达194瓦时/千克。如果与行业平均水平160瓦时/千克相比,同样的93.6千瓦时带电量,极狐电池包要节约100千克,里程能增加约30公里。不仅于此,极狐还为电池包结构件选用高比强度铝型材,并在关键部件如液冷系统、电池箱体和底部防护方面,使用电池箱体底板结构件集成液冷板的设计方案,通过零部件“一件两用”,以集成方案减轻重量。

长续航同样需要高效率的电驱系统。极狐汽车对电磁设计、传动方案、润滑仿真、耦合集成进行了多轮迭代优化,来保证电能向动能的高效转化。极狐汽车表示,其一体化动力总成最高工作效率大于93.5%,续航里程提升3%。此外,车辆的单踏板模式与Ibooster可实现综合工况下约26%能量回收率,处于行业领先水平。

精控制方面,全新一代IBTC智能仿生热管理系统,则为极狐电池提供全天候的“呵护”,动态跟随用户用车时间习惯、行车距离习惯、环境温度等变化,智能计算保温加热开启时机及阈值,在快充或慢充后进行动力电池恒温保护。同时,该电池系统自身也有良好的低温性能。在-7℃的低温环境下,电池能量保持率为常温时的92%;在-20℃的极限低温环境下,电池放电量仍大于85%。

电池安全性

作为电动汽车最核心的部件,电池是用车安全的核心要素。发生碰撞时,相比于燃油车的“物理伤害”,纯电动汽车还有化学伤害和电伤害的风险。为了解决这一难题,极狐的工程师从设计、测试、制造和运营四个维度,提出了解决方案。

据介绍,极狐汽车在设计之初,便预留电池“不可变形区域”。研发人员在车身和底盘开发过程中,就考虑动力电池布置方案,把电池包定义为和乘员舱一样的安全、不可变形的区域,设置重重防护。当车辆遭遇追尾、侧碰时,通过电池包周围设计的缓冲区和可变形区来吸收外力,降低碰撞对电池包的伤害。

缓冲区和可变形区保护的是电池箱体,电池箱体保护的则是电芯。围绕电池模组(能源模块),极狐布置了四横一纵加强梁结构,如同给电池包装上了龙骨壳体,横纵交织的立体结构,将来自外界的碰撞能量分解吸收,保护电池包内的电芯免遭碰撞力伤害。极狐表示,在挤压头纵置条件下,满足20吨挤压电芯无漏液。

除了强化结构,极狐汽车首创了“干湿分离”一体式集成热管理设计。其动力电池系统在电池箱体底板结构件上集成液冷板的设计方案,每块水冷板通过胶焊复合连接工艺,集成为一体式具有结构强度的箱体底板,即在箱体底板内形成冷却液管道,实现零部件“一件两用”。该设计较市面常见口琴管式液冷板,安全性换热面积可提升30%以上。

此外,电池进出水口设计有碰撞泄流槽,当整车发生激烈碰撞时,泄流槽能够率先开阀,将热管路回路中的冷却液进行外部泄流,避免了在电池系统内部漏液引发的安全风险。

除了力求让电池包不变形、不起火,极狐汽车还通过采用特殊阻燃材料防止火势蔓延。极狐在动力电池上盖选用铝合金材料,并在其上方布置达到V0级阻燃的陶瓷纤维防火毯,800℃高温环境下30分钟电池无失效,比常规云母板的防火效果更好。

针对不同的用车场景和电池工况,极狐设计了200多项电池测试项目、20余种碰撞工况、1000+小时仿真测试以及100+轮次实车测试,以保证车辆的安全。极狐独创了全生命周期振动+IPX7的测试方法,其振动谱源于30多种典型工况的综合,强度高于国标十余倍。极狐还开发了电池系统全气候模拟台架,对动力电池系统在不同环境下的密封性、电性能、热管理性能以及BMS功能等做到了如指掌。

根据极狐汽车的介绍,制造层面,极狐自主设计开发的动力电池系统,电芯车间全线自动化率达到95%,电池模组车间全线自动化率达到83%,电池PACK车间全线自动化率达到53%。此外,还有11大项58小项目来把控来料质量,6大项28小项目来把控过程质量,5大板块把控下线前终检质量,这些生产措施,与设计环节一起,为品牌带来了高品质电池包。

在安全运营方面,极狐电池工程师们建立了利用数据驱动原理及失效机理定量标定的双校验识别算法,对电池数据进行实时离群筛选,并将数据回传至车端,结合高精度定量分析后再传至云端,形成了云车互联架构下的早期预警。

极狐表示,通过高集成、轻量化手段,品牌已经可以为用户提供长续航车型。目前,极狐阿尔法S的长里程版配置达到了708公里续航里程,是目前市面上续航最长的量产车型。未来,企业将通过产品升级,进一步提升动力电池充电性能,提供更安全可靠的电动出行方案。或许,电池安全与里程焦虑远离我们的日子已经不远了。

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