电池自燃、无故起火等等是不是你和电动车之间最大的拦路虎?
如果是,那这条视频值得你看到最后!因为今天来到上汽通用来拆电池了。
背景是我突然发现,别克E5这款车在上市一年后,交出了4亿公里零自燃、碰撞事故零起火、实测电池零衰减的成绩单。
刚巧今天参加上汽通用别克E5的电池拆解活动,干货很多,奥特能对于电池安全的理解非常值得掰开了揉碎了来聊聊!
01、标准
首先是动力电池的安全标准非常高,这个很好理解。
就像如果你以跑马拉松为目标,那每次的训练量就不能是几百米而是几十公里了,定的标准更高,达到的层次也就越高。
别克E5电池的开发和试验标准遵循的事通用汽车的全球标准,以全生命周期的高安全为目标,远超国标。
这儿打几个比方:
比如电池包受到碰撞后的抗挤压能力,国标的要求是100kN,别克E5的电池包抗挤压能力是300kN,超过国标的3倍。
还有堪称魔鬼实验的针刺实验,通过主动短路来考验电池包的防热失控能力。
国标的要求是实验初始温度0°C以上,电池电量大于95%即可,别克E5将电池包初始温度提升到了45°C,电池电量大于97%。
很显然,通用的这个实验温度标准更接近恶劣情况,也更有实际参考价值。
除此之外,它的盐雾实验的时长是国标的20多倍,电芯温湿循环次数是国标的90多倍,感觉就是怎么极端怎么来。
高安全标准贯穿了别克E5电池的研发、试验、制造、用车和梯次回收的全过程。
在我的印象中,这应该是目前为数不多的汽车厂商中对电池安全考虑得最周全、最细致的解决方案。
尤其是梯次回收的过程,今天还在现场了解到,奥特能电池的模组在拆卸之后,被应用在了一些储能,小型的发电站等等的设施上。
包括在通用这边也有一个同样的小电站。
02、用料
电池包的用料好不好?咱接着拿别克E5的电池举例子。
首先是它电芯的正极材料,中国的三电供应链非常广泛,理论上任何一个零部件都可以找得到对应的供应商。
但拿来主义不是通用别克的一个做法,它的正极的电芯材料是和供应商合作,定制了专属配方的正极电芯材料。
在它的正极配方里面掺杂了一些稀土元素,目的呢是为了减少氧气的释放量。
好处是它的热稳定性会更强了,从源头上就把这个电芯的可靠性提升起来了。
然后是能极大提升热失控控制能力的气凝胶。
奥特能其实也是中国,最早一批把气凝胶使用在电池包上的产品。
在别克E5的电池包内部,每一个电芯的两侧都有气凝胶。
很多人都是通过小米SU7才知道气凝胶的,实际上它之前被广泛应用于航空航天领域,能够耐受1000°C的高温,具有特别好的隔热阻燃性能。
缺点也是有的,那就是贵!
很多车企在同样的位置可能会采用一些,便宜的,低成本的隔热阻燃的材料。
而且这个气凝胶还有一个好处是,除了隔热阻燃之外它还有一个厚度,大概在3mm左右。
这样子的话电芯在发生一些膨胀的时候,它能够去吸收膨胀的形变,从而去避免电芯和电芯之间产生物理上的接触。
别克E5电池气凝胶应用面积高达9.32㎡,比小米SU7的7.8㎡多出了20%,大厂就是豪横。
今天在现场也听到一个非常让人震惊的数字。
这块电池包它的密封胶的成本是竞品的20-80倍!
是因为它的电池包的密封胶以24万公里、15年的产品耐久为开发目标。
此外工程师们为电池内的每个模组都单独配置了液冷板,目的是让电芯间的温差在1°C以内,确保了电芯工作状态的一致性。
这是因为,电池包的性能符合“木桶原理”,粗略来讲最差的那颗电芯的容量很容易便决定了整个电池组的能力,液冷板的目的就是杜绝差等生拖累整个班级的表现。
电池包模组的盖板同样采用特殊的隔热耐磨材料,作用是一旦发生热失控或热扩散的话,这个材料会受化学特性的变化,阻止电极和电极之间的连接。
在这层盖板之上还有一层防火毯,这个防火毯的核心其实还是气凝胶。
相当于是气凝胶把它的电芯的侧面给它包住了,也把电芯的上面给它包住了,阻止了热量进一步向车里面去侵入。
作为一名曾经在合资大厂工作过的研发人员,我很能理解百年老店的操守和底线。这些工作可能不容易被普通消费者感知,但却是非常重要和有价值的。
03、防护
众所周知电池最怕撞击,所以把它包牢固很重要。
拆解现场有一个很大的灰色框架结构件,就是电池组的框架,看上去平平无奇,但采用了大量的1500MPa的超高强度钢材,没错,就是很多车A柱、B柱都喜欢用的那个。
在这个框架结构上也有许多细节。
一个是在它的壳体内部有三根梁,采用的都是三层拼焊的结构。
梁的宽度达到了30+mm左右,整个的结构更加的可靠,在面对侧面冲击的时候会更加的安全。
第二个细节是在它的这些梁上面有10个额外的固定点,通过这些固定点去和白车身进行连接。
而且在外圈的梁上也有一圈固定点,这也让整个电池包和白车身的连接更加牢固,当然了拆起来也会更加麻烦。
而且这个电池包采用了多层钢板的设计,每层钢板都有一定厚度,用料确实很足。
这也能让整个电池包的刚度和强度得到提升。
考虑到了这么多的细节之后,那实际上它的效果怎么样呢?
一个非常非常关键的信息来了:当不少品牌还是以碰撞后电池包内部不起火为标准的时候,别克E5遵循的目标是:碰撞后电池包内部零侵入。
而且整车带电池包的扭转刚度达到了35000N·m/deg,在行业里面也是比较领先的水平。
这也就很好的解释了为什么在别克E5上市之后,虽然很多事故车即便是撞报废了,但是它的电池包依然完好无损。
04、无线连接
再回过头来看整个电池的时候,有没有发现一个非常关键的点,就是它的排布走线非常干净。
水管在最边上,只看到一点点的线束的连接,除此之外看不到更多的其它的线了。
原因是它的电池包里面通过无线模块采用了无线连接的方式。
实际上它采用了这种无线连接的方式之后,能够减少90%的由低压线束,低压连接件等等的老化带来的故障,从而提升可靠性。
因为是采用了无线的方式进行连接,所以呢它的数据传输带宽是有线方式的5到20倍。
而且无线模块连接省下来的这部分空间,要么可以给到电池包,要么可以给到这些加强件。
即便是在这个电池包里面为数不多的高压连接件上,它做的也更好。
外面的绝缘材料对里边的线缆的包裹性也很好,而且绝缘材料的厚度也更强。
作为对比另外一个件就是通过卡接的形式卡在一块,一个是卡完之后会有缝隙,第二是它也会更加的薄,密封性也没那么好,绝缘性也没那么好。
电池管理系统可以实时对电池包进行监测,而且还可以像智能手机软件一样进行OTA更新,更安全,更智能,工程上也更简洁,一举多得。
结束语
我对奥特能的潜力最直观的感受是之前测别克E5的续航,同样是绕上海中环一圈,续航达成率是102.9%,这个成绩在我们此前测过的很多车里面都是非常少见的。
本次看完E5电池包的拆解后只有一点感受:虽然通用的电动化转型速度慢了点,但百年老店的沉淀确实很足。
电动车的电池是个Bug,它最重要、最贵,也最娇气,如果起火或短路,直接报废,还有可能伤及人员,这个风险系数对消费者来说实在太高了。
别克E5做的比别家强的地方就是哪哪都多做一些,从而尽量降低这个风险系数,哪怕只是在小数点之后的数字做文章!
它并没有去为了一个很长的续航,去牺牲内部的包括安全间隙空间/安全性,包括加强梁等等的结构。
有人可能会说,这些好像和我买车关系不大嘛,不过我还是那个观点:很多安全设计的使用概率极低,但一旦用上了那就是救人一命胜造七级浮屠的关键时刻!
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