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车企自研电池系统为何变得这么“香”?

2021-09-30 14:39:05    来源: 中国汽车报

近日,东风汽车旗下高端智能电动品牌——岚图汽车发布自研的两大电池系统,分别被命名为“琥珀”和“云母”,并在中汽中心实验室进行了挤压、碰撞、高温淋水等安全测试。

从比亚迪的“刀片”、广汽埃安的“弹匣”,到长城的“大禹”、岚图的“琥珀”、“云母”,车企自研电池系统层出不穷,其命名也五花八门。这些隔一段时间就出炉的电池系统,主打的卖点也各不相同,总会在行业内掀起一阵“浪花”。在新技术加速发展的“裹挟”下,车企自研电池系统为何变得这么“香”?

“琥珀”、“云母”主打安全技术

据了解,岚图汽车的“琥珀”和“云母”电池系统选用高品质三元锂电芯,为更好地提升电池安全性,均采用被动安全和主动安全系列技术解决方案。

比如,岚图汽车推出的“三维隔热墙”技术就属于被动安全解决方案,是在电池包内使用无热扩散的隔热阻燃材料,对每个电芯实现单独且全方位的三维立体包裹。其中,“琥珀”电池系统在电池包内使用充满带硅基的超强高分子隔热阻燃材料,“云母”电池系统则采用气溶胶隔热阻燃防护层。三维隔热层为每个电芯量身定制了“安全仓”,即使某个电芯出现“暴躁”情况,也只能老实待在自己的“单间”内。在此基础上,岚图汽车还在每个电芯底部都配备了液冷系统,为它们提供充分的冷却。

除电池系统本身的防护外,岚图汽车在电池系统外还设置了五重防护,开发了车身防护、高强框架、压力传递、形变吸能和电池双保险的电池安全结构,从车身到电池包,再到电芯都定制了防护措施。

在主动安全方面,岚图汽车在全系具备BMS OTA功能的基础上,与合作伙伴一起开发了专属的远程动力电池数据分析及管理技术——岚图专属云BMS。相较于传统车端BMS,岚图专属云BMS可同时在线服务百万辆汽车,提供全生命周期的电池健康和安全管理,从而实现电池安全防护的“千车千面”。

新能源与智能网联汽车独立研究者曹广平认为,“琥珀”和“云母”主要采用了电芯隔离的路线,利用阻燃材料和阻燃结构做好电池过热时的隔离,从而使得电池着火事故“产生慢、无明火、可预警”,具有一定技术效果。

自研电池系统在打什么牌

“实际上,整车企业所谓自研电池,更多的是研发电池系统而非电芯。而且,每家企业研发电池系统的技术与目标也不尽相同,有的侧重提升续驶能力,有的侧重节能管理。当然,最重要的还是安全性能,这也是目前车企展示自研电池系统技术最重要的部分。”一位不愿透露姓名的新能源车企负责人对《中国汽车报》记者表示,整车企业一般从电池供应商处采购电芯,然后布置打造出不同的电池模组进行组装;此外,现在很多的无模组设计则是将电芯布置在箱体,融入底盘结构,提升空间利用率并降低成本。“无论哪种方式,整车企业所承担的电池系统装配、设计都属于系统工程,对企业的技术水平要求较高,深化而来的技术就演变成车企自行推出的电池系统。”他介绍道。

曹广平表示,目前国内车企及供应商相继开发了“只冒烟、不着火”的电池,一方面是进行所有涉及安全性的系统性优化,在电极材料、电解液添加剂、电池管理、电池热管理、电池形状、电池传热设计方面做了全方位的改进,简称为“系统”;另一方面,在不能从根本上解决电池过热及安全性的情况下,做好从电芯到系统的隔离。

正如岚图汽车方面所说,他们不生产电芯,而是致力于提高电池系统的安全性,打造行业领先的电池系统主被动安全解决方案,为用户创造“电池安全零焦虑”。

另据了解,同样主打“安全牌”的大禹电池设计思路有所不同,长城汽车对动力电池热失控的解决方法就像大禹治水一样“堵不如疏”。刀片电池的特色在于,比亚迪采用磷酸铁锂方案,规避811等高镍电池安全性能不足的缺点,同时通过结构创新让电池续驶能力更上一层楼。

广汽埃安今年发布的弹匣电池则兼顾了三元锂和磷酸铁锂两大电池路线的安全技术,并通过针刺实验力证其三元锂电池的安全性能。据悉,弹匣电池拥有超高耐热稳定的电芯、超强隔热的电池安全舱、极速降温的速冷以及全时管控的第5代电池管理系统。

车企能实现“电池自由”吗

回溯历史,整车企业对动力电池自研的热切追求似乎被刻在了基因之中。它们从布局新能源汽车伊始就开始进行电池技术的研发,无论是设立研究院、还是进一步独立出部门,或者建立合资公司,都在彰显汽车电动化浪潮下,整车企业对动力电池系统的“控制欲”。

以新能源汽车行业的“风向标”特斯拉为例,其在每年“技术日”上都会展示动力电池领域的新成果。传统车企巨头大众汽车也在今年3月举办了一场名为Power Day的活动,宣告自己在动力电池的研发、装配、生产和回收等领域已进行布局。据介绍,大众汽车正在研发磷酸铁锂电池、三元锂电池、高锰电池和固态电池;2030年前,将在欧洲市场建立6家动力电池工厂,每家工厂的年产能将达40GWh。

北方工业大学汽车产业创新研究中心研究员张翔表示,从行业整体发展趋势来看,国内车企与电池供应商基本有两种合作模式:一是向动力电池企业采购电池,二是与之成立合资公司;在国外市场,还有整车企业投资、入股电池初创分公司的模式,从而快速涉足动力电池领域。

“车企自研自产电池的优势在于,车企更了解用户需求,形成了明确的技术要求,并且能在电池差异化上有所突破,从而与其他车企拉开差距,占据市场优势地位。动力电池企业提供配套的优势在于,对技术掌握得更深厚,并且多家车企的订单能均摊更多开发成本。所以,有的车企选择前者,甚至开始对外供货,有的车企主要采用后者。当然两种策略都采用也有优势,就是既能保证动力电池供应的稳定性,采购价格又更容易谈下来,等于买了‘双保险’。”曹广平说。

张翔对记者坦言,一些车企发布自己的动力电池技术,更像是营销上的策略。“毕竟部分整车企业在整个领域积累不多,目前还不具备做整个动力电池产品的能力,更多只涉及电池包,要在外采购电芯,而且部分技术也是供应商提供,对外宣称‘合作’。”他说。

行业人士指出,动力电池在新能源汽车的成本中占比较大,车企自研电池系统、自建电池工厂,可以极大地降低成本支出,进一步提升整车的竞争力。同时,一向稳居甲方位置的车企,也急于摆脱被动力电池供应商牵着鼻子走的状态。

“从目前动力电池装车量的排名也能看出,大部分车企完全摆脱供应商还是很遥远的事情,要解决的不止技术上的挑战,还有资金与研发投入、团队培养等一系列问题。所以,车企在积累动力电池核心技术的同时,通过资本运作,与供应商形成深度绑定关系将成为主流模式。”前述新能源车企负责人认为。(记者:赵玲玲)

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