钜大LARGE | 点击量：994次 | 2022年07月19日
为什么选择软包锂电池 前途汽车电池技术解析
六月十四日，"解锁前途汽车电池安全性能"主题讲座于前途驿北京三里屯店举办，针对当下消费者最关注的动力锂电池安全性问题，前途汽车三电技术专家翟晟先生现场分享了前途汽车有关动力锂电池的完整技术发展路径，以及针对电池安全性能的技术解决方法。
华特事业部总经理、前途汽车三电技术专家翟晟先生
为何选择软包锂电池
事实上，软包锂电池并不是全新的事物，目前之所以圆柱和方形电池成为主流，背后的原因和成本、研发周期等都有关系。早在2010年，前途汽车确立以软包电芯的标准箱为基础的技术路线。翟晟提到："作为整车开发商，电池的安全性和一致性，是我们首先考量的核心问题"。也正因此，前途汽车摒弃当时主流市场采用的圆柱形、方形单体电池，前瞻性地采用具有更高安全性，有关能量缓冲和释放优势明显的软包锂电池。
相比形状固定的圆柱和方形电池，因采用铝塑膜封装形式，软包锂电池在内部能量汇集并达到爆发点时会出现缓释过程，而非猝发式爆炸现象，简单讲就是软包锂电池内部短路不会立时爆炸，而是先膨胀缓释能量，从而车辆报警后为乘坐人员供应更充裕的反应逃生时间。更高的安全性优势，使软包锂电池成为前途汽车整个动力锂电池技术路径的研发基础。
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%
从主机厂层面来看，软包锂电池经过近几年的发展，也逐步得到更多一线大厂的青睐，通用、日产、奔驰、奥迪都在软包动力锂电池的研发和适配上有所投入。目前世界上最畅销的亲民电动汽车——日产聆风，搭载的也是软包锂电池。而从供应商层面，以CATL、LG这些大体量电芯厂为首的供应商，也在越来越多地加入到软包锂电池的研发和制造当中。
创新的标准电池箱
前些日子，一系列电动汽车的自燃事件令大众或多或少有些心理阴影。以圆柱电芯为例，由于电池的重要发热源位于极耳，而铺设在电池组下方的冷却回路很难平衡电池上下的温差，因此圆柱电池组先天便有难以做好BMS热管理的劣势。加之多年用车后电池的老化，一节电池在锂枝晶的影响下隔膜被穿刺导致内部短路，就容易发生多米诺骨牌相同的热失控，引起电池组的连锁反应。而现在为了保证电池组的能量密度，电芯之间的排布也都非常紧密，这又再一次提高了热失控的风险。由此我们了解，除了单体电池的安全性之外，电池和电池之间，也就是电池组整体的安全性措施也显得尤为重要。
前途汽车设计的标准电池箱
面对这个问题，前途汽车采用的是标准电池箱设计。由于电芯在充放电过程中会有微小的体积变化，我们叫它"呼吸效应"，在前途标准电池箱内部，电芯之间采用了缓冲设计，可以吸收电芯呼吸效应导致的尺寸变化，并在发生碰撞、颠簸等情况下形成内部缓冲。
电池箱外部则采用高强度的复合材料壳体，使其碰撞性能测试成绩高于国标30%，并达到IP67的防护等级需求。值得一提的是，标准电池箱的密闭壳体还可和电池热管理系统高效协同，从而保证了电芯温度的一致性。
以前途K50为例，其动力锂电池包由10个标准箱串联而成，总能量为78.84kWh，这也是一种模块化的设计思路。有了标准箱，整车的电池组就可以比较自由地排列、组合。前途K50定位高性能跑车，因此采用这种T型组合方式，兼顾车辆的续航、操控和空间利用率。此外，标准电池箱在安全性上一个很大的优势，是每个单体标准电池箱配备独立的热管理系统及独立电池管理系统，不仅为标准电池箱供应更高效散热性能和结构强度，同时有效实现对电芯的智能化管理，实时监控每一个电池箱全寿命周期内的电池状态。
RESS可充电能量储存系统
依托高安全性的标准电池箱组，前途汽车匹配高效的热管理系统、精细智能的电池管理系统，共同形成整车RESS可充电能量存储系统的全方位安全性能解决方法。RESS系统通过主动液冷/液热式热管理系统，保证每个标准箱都能够得到充分的热交换，最小化电芯之间的温度差，有效提升温度一致性，保证车辆全温度（-30℃~55℃）范围内安全行车。
前途汽车RESS可充电能量储存系统
这种BMS热管理的思路，就好比是一台10核的CPU，每个核心分管自己的一个标准箱，独立控制其冷却或PTC加热。相比传统的高集成度电池组"一刀切"的管理方式，这种分控式管理可以在一定程度上延长电池的使用寿命，同时拥有更好的安全性。即便某一个标准箱出了状况，该BMS从控模块也能独立切断其工作；假如事态极为严重，仍然无法控制，那么主控模块会立刻关闭所有标准箱。可以说前途汽车是从电芯、电池包、热管理三个维度对热失控进行防御。
自建厂下的生产思路
可能大家不太了解，电芯的供应有时候就像去某一家馆子吃菜，也是要看"时令"的。同样一道菜，不同季节去吃味道就可能不相同。电芯供应也是如此，由于原材料的加工，同一厂商同一型号的不同批次、不同月份的电信产品都有可能存在微小的差异。假如混用，则会影响电池组的状态。
为了保障电池产品的一致性，前途汽车自建厂，并自主设计流水线，进行整个电池系统的开发和生产。和此同时，前途还将监管体系延伸至原材料供应商，并提出同一标准箱系统下电芯所需的电解液及正负极材料均必须采用相同厂商相同批次进行装配，防止原材料的细小差别造成的电芯性能差异的情况发生，尽量提升电池标准箱内部的一致性。
总结
这次的前途会客厅讲座，更像是一次对之前电动汽车自燃事件的一种客观回应。实际上，有关电动汽车我们总是习惯于用一刀切的态度面对，一车烧则车车烧。深入了解后相比你就会发现，电池原来还有这么多门道，虽然软包锂电池因为其工艺难度和成本略高，导致很多厂商选择现成的圆柱/方形电池包方法，但软包锂电池在安全性、使用寿命上的优势也是很明显的。相信未来大家都可以冷静下来，不盲目追求更高的能量密度，而是选择在确保安全的前提下，一个更合理的续航里程，届时软包锂电池会成为更多汽车厂商选择的技术方法。
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