钜大LARGE | 点击量：1009次 | 2021年12月15日
只冒烟不起火！欣旺达即将公布电池热管理安全技术
“只冒烟、不起火”已经成为今年动力电池安全的一个新标杆，或者说是众多电池企业集体努力攻关的方向。
今年，比亚迪、宁德时代基于新能源汽车安全推出相关动力电池安全解决方案。近日消息，欣旺达“只冒烟、不起火”完整动力电池解决方案即将亮相。
实验通过加热一颗电芯，引起热失控冒烟，周边电芯温升但不触发热失控
事实上，随着新能源汽车保有量、使用强度、使用年限的增加，近两年新能源汽车自燃等安全事故增多，引起各方关注。为保证人员安全，政策层面，今年动力电池新国标和联合国全球技术法规并轨，提出了电池系统热扩散时间不低于5分钟的要求，这对提高安全、保证人员逃生至关重要。
可喜的是，基于政策的强制要求，以及电池企业的技术努力，到目前所报道的新能源汽车安全事故，还没有出现过人员伤亡情况。但值得注意的是，多数发生自燃的车辆最终都因火势大而被烧废，造成的财产损失以及社会影响非常大。因而，新能源汽车的安全从保证人身安全（5分钟逃离时间）上升到保证人身和财产安全（电池不起火）就显得尤为重要。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
这也要求动力电池需要具备更高层次的安全，以消除消费者购买使用时的潜在顾虑，便于推动新能源汽车大规模推广应用。
剖析新能源汽车的安全内核可以发现，目前应对新能源汽车安全风险的主要手段和措施，可以从电芯的本征安全和系统的主动安全、被动安全三个层面来解决。
所谓本征安全，就是电芯本身要做到安全，而电芯是设计和制造出来的，所以必须从设计、制造的角度，从根子上来提高安全水平。
在材料选型上，比亚迪推出的无烟、无明火“刀片电池”，选用的正极材料本身就是不易燃的磷酸铁锂材料。
欣旺达的“只冒烟、不起火”动力电池解决方案，在材料体系上选择的是镍5X三元材料体系。据悉，该电芯采用单晶、高电压中镍材料，产热比多晶三元材料低至少20%、正极释氧温度高30%，能量密度与目前的高镍体系接近，材料安全性更有优势。
与本征安全需要靠设计、制造不同，主动安全则需要靠控制来实现，比如利用电池管理系统、大数据监测、智能预警等控制好电池安全使用边界，及早发现和预防安全风险。
如在电池热管理方面，基于电池的物理化学特性，如果可以精确掌控温度/电压/电流等安全边界，便能确保电池在安全舒适区工作，同时完善监控模型，可以第一时间识别安全风险并及时预警。
据欣旺达介绍，其BMS开发过程完全按照汽车电子流程要求，所有核心器件及BMS系统都满足功能安全ASILD级要求；同时欣旺达还开发了一套高精度的SOX算法，全生命周期SOC估算精度小于3%，此外，该BMS还可提前对电芯进行精准诊断，对热失控进行提前预警，预判电池的潜在危险杜绝安全事故发生。
被动安全方面主要是通过机械安全设计，即便车辆发生事故，但电池系统不受破坏，或者一旦有电池热失控，怎么让它不造成自燃事故，这需要从技术、工程设计等电池和整车等多维度进行设计。
除了在系统产品的主动安全和被动安全上的控制策略之外，欣旺达在电池应用端也提出了云安全，对电池健康状态及安全进行综合评估与监测，通过大数据和机理模型保证电池的安全运行。
据电池中国网了解，目前仅宁德时代、比亚迪、欣旺达等几家企业已量产“只冒烟、不起火”电池，还有一些国内企业计划推出无热蔓延、不起火电池解决方案，从各家推出的“只冒烟、不起火”动力电池技术趋势来看，有着一些共同的趋势值得关注：
一是三元材料体系仍然是产业界研究的重点和主流。
由于三元电池材料能量密度更高，可以满足新能源汽车更长续航、更好放电倍率的需求，为满足消费者对于车辆的续航需求和车辆智能化强用电需求，整车在有限空间内的带电量提升仍然是主要方向，宁德时代、欣旺达等基于三元电池材料提出“只冒烟、不起火”电池包，表明目前业界已经延伸了三元电池的安全边界，提升了三元电池使用的安全性，未来三元电池相较于磷酸铁锂的安全劣势会逐渐缩小，三元电池在能量密度上的优势仍然会让其持续成为主流。
二是单晶中镍三元材料体系应用规模将快速扩大。
欣旺达等业内企业推出的不起火电池基于单晶高电压镍5X材料。可以看出，以“5系”为代表的高电压单晶材料，即“5X”，在接近“811”能量密度的前提下，有比较突出的材料层级热稳定性，大幅提升了安全性。
同时，无论在材料制造端，还是在电芯制造端，镍5X在成本上相较于811也有优势，预计在知名主机厂以及头部电池企业的带动下，未来一段时间5系单晶高电压材料应用将会有明显增长。电池中国网
