江淮汽車秦李偉：46系列大圓柱蜂窩電芯將在2023年配套裝車
【電池中國 11月11日 遂寧訊】11月9-10日，“2022中國(遂寧)國際鋰電產(chǎn)業(yè)大會暨新能源汽車及動力電池國際交流會”在四川遂寧召開。
在“用創(chuàng)新構(gòu)筑新能源汽車安全屏障”主題論壇上，江淮汽車集團(tuán)股份有限公司新能源乘用車技術(shù)總監(jiān)/高級工程師秦李偉帶來《新一代安全蜂窩電池解析》主題分享。
圖為江淮汽車集團(tuán)股份有限公司新能源乘用車技術(shù)總監(jiān)/高級工程師秦李偉發(fā)表演講
據(jù)介紹，江淮新能源起步于2007年，2007年到2016年處于十年技術(shù)積淀期，2016年到2020年和大眾合資，形成品牌升級，2021年正式邁入思皓時代。
秦李偉表示，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，燃油車自燃率大概在萬分之一點(diǎn)五，而電動汽車著火概率在萬分之三到五，“值得注意的是，電動汽車著火不同于燃油車，它沒有任何預(yù)測性。因而安全性相對燃油車會低一些。”
秦李偉指出，基于他們團(tuán)隊(duì)分析，認(rèn)為電動汽車安全的根本，還是要在動力電池這塊下功夫。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2021年約有3000起新能源汽車發(fā)生著火事故，2022年一季度同比再次上升33%，隨著電動汽車規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，電動汽車著火也有上升。
其中，熱失控導(dǎo)致的著火事故占50%左右。
另外，發(fā)生熱失控的電動汽車大多是搭載高比能大容量電池的車型，如果不解決單個電芯爆炸可能引發(fā)的熱失控?zé)釘U(kuò)散，整個行業(yè)當(dāng)下推高性能長續(xù)航電動汽車本質(zhì)上是不安全的。
電池安全層面，從機(jī)理本身來看，主要有本征安全、主動安全和被動安全等幾個層面，其中本征安全就是實(shí)現(xiàn)電芯不會發(fā)生失控、爆炸，但是基于材料本身來看，目前無法做到這一點(diǎn)，全球范圍內(nèi)包括韓國的三星SDI、LG化學(xué)等都無法實(shí)現(xiàn)，“必須承認(rèn)電芯存在必然爆炸的可能;被動安全和主動安全層面，就是允許單個電芯爆炸，但是即便如此，也保證電池包不會發(fā)生熱失控，從模組、電池管理系統(tǒng)、電池包等層面來實(shí)現(xiàn)電池包不會起火、爆炸。”
基于主動安全和被動安全設(shè)計(jì)理念，2020年3月，江淮汽車突破了熱失控的難題，對外發(fā)布了蜂窩電池。其后，包括寧德時代、欣旺達(dá)、蜂巢能源、廣汽、極氪等陸續(xù)推出了跟安全相關(guān)的電池技術(shù)。
據(jù)秦李偉介紹，江淮蜂窩電池系統(tǒng)是基于圓柱電芯的仿生學(xué)設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)層面解決安全問題，目前該電池系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于思皓新能源相關(guān)車型。
秦李偉透露，蜂窩電池系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)歷了三個階段：第一個階段為機(jī)理探索階段;第二個階段為迭代開發(fā);第三個階段為技術(shù)固化階段，三個階段經(jīng)歷了十余年時間。“蜂窩系統(tǒng)是基于高能量密度圓柱電池，材料體系包括三元和鐵鋰，”秦李偉表示，圓柱電芯涵蓋18650、21700以及32mm圓柱和現(xiàn)在熱門的46mm系列，迭代開發(fā)出4個系列蜂窩電池，目前江淮已有近13萬輛新能源汽車使用蜂窩電池，實(shí)踐已經(jīng)驗(yàn)證其安全可靠性。
秦李偉進(jìn)一步介紹了江淮針對不同應(yīng)用場景車型開發(fā)的蜂窩電池，主要分為三個領(lǐng)域：第一個是經(jīng)濟(jì)代步車型;第二個場景是出租、網(wǎng)約車等運(yùn)營車型;第三個場景是針對高端用戶開發(fā)的可滿足600km及以上續(xù)航的高性能車型。
針對經(jīng)濟(jì)型車型，主要是開發(fā)低成本的蜂窩電池，普遍采用磷酸鐵鋰+32mm的圓柱設(shè)計(jì)方案，凸顯低成本和安全優(yōu)勢，基于蜂窩安全設(shè)計(jì)理念，可以實(shí)現(xiàn)單顆電池發(fā)生爆炸，整個電池包不會發(fā)生熱擴(kuò)散、不起火、不燃燒;對于運(yùn)營車型，主要是基于長壽命和安全材料體系，滿足運(yùn)行場景需求;第三種就是高能量密度電芯，類似采用能量密度280Wh/kg的高能三元電芯，基于圓柱電芯和灌封膠技術(shù)，通過被動安全設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)一個電池爆炸，整包不起火，讓長續(xù)航成為可能，也是最有典型意義的蜂窩電池。
據(jù)介紹，蜂窩電池技術(shù)主要解決了三個問題：其一是電芯實(shí)現(xiàn)定向爆炸，其二是電隔離技術(shù)，其三是熱隔絕技術(shù)。
從用戶角度看，蜂窩電池價值主要體現(xiàn)幾個方面：高安全、長壽命、長續(xù)航、全天候可用。
江淮也基于蜂窩電池在高安全、長壽命、輕量化等維度做了一系列的專利權(quán)布局，目前已經(jīng)擁有近三百項(xiàng)專利。
46系列圓柱電池，由于圓柱本身結(jié)構(gòu)特性，可以更好匹配高鎳+硅體系材料，實(shí)現(xiàn)更高性能。秦李偉表示，基于江淮的研發(fā)和設(shè)計(jì)，在其看來高鎳+硅46體系電池，一方面可以做到高安全;另一方面電芯可以實(shí)現(xiàn)豎放，在整車設(shè)計(jì)和空間利用方面有著更為明顯的優(yōu)勢。據(jù)了解，目前江淮46系列涵蓋4680和4695等多款大圓柱電芯。
除了電芯安全設(shè)計(jì)，江淮對46系列蜂窩電池系統(tǒng)還陸續(xù)完成和驗(yàn)證了模組、電池包的系列爆炸實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)單個電芯爆炸后，整個系統(tǒng)安全。江淮汽車計(jì)劃在2023年推出的全新電動汽車平臺上使用46系列大圓柱電池，產(chǎn)品將覆蓋A0級車到600公里長續(xù)航車型，并實(shí)現(xiàn)15分鐘充電可以滿足400公里續(xù)航。
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