鉅大LARGE | 點擊量：1129次 | 2019年05月20日
比亞迪是如何做到15年內從未發生過一起電池安全事故呢？
在當下這個新能源汽車橫行的年代，電池安全與續航能力一直是大家最為密切關注的問題。比亞迪作為國內新能源汽車的引導者，其實力自然不容小覷，1995年比亞迪公司成立，開始從事手機鋰電池的生產，到2005年比亞迪開始從事新能源汽車動力電池的研發。可怕的是，在這15年的動力電池的研發過程和超過50萬的裝機量中竟然沒有出現過一起電池安全事故。
一直低調的比亞迪究竟是如何做到15年內從未發生過一起電池安全事故呢？讓我們一起來揭秘比亞迪動力電池安全技術。比亞迪動力電池的研究方向主要是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，磷酸鐵鋰電池的安全性是要高于三元鋰電池的，所以我們就針對相對不安全的三元鋰電池進行探究。
三元鋰電池具有能量密度高，輸出功率大的優點。但是缺點也很突出，三元材料的脫氧溫度是200℃，高溫穩定性差，放熱能量超過800J/g，也無法通過針剌實驗，三元電池在內部短路的情況下，很容易產生嚴重的安全事故。
針對三元鋰電池的安全問題，比亞迪從技術角度深入研究一一化解矛盾，尋求解決方案。
一、深思熟慮的抉擇-硬殼方形電池
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
眾所周知，目前的動力電池包的選型主要為三類：圓柱形電池、軟包電池和硬殼方形電池。電池包的選型非常的重要，它決定著后期電池包附件的設計、布置難易程度和對電池安全的控制能力。經過對比分析，比亞迪最終選擇硬殼方形電池，原因有以下幾點。
雖然軟包電池單體的能量密度可以做到比硬殼方形高，但是整個電池系統需要有電池熱管理模塊給電池進行加熱和制冷，來控制電池的溫度范圍。軟包電池的熱管理模塊比硬殼方形要復雜，所以成組的軟包電池的能量密度是低于硬殼方形電池的。
由于高能量密度材料的應用，軟包電池的安全性不可控，因為軟包電池是靠兩層聚合物粘貼在一起實現密封的；而硬殼方形電池是通過金屬鋁板焊接密封，所以硬殼方形電池的密封性要高于軟包電池。
熱失控是電池安全中非常重要的一種危險因素，當發生熱失控的時候，軟包電池是沒有辦法定向釋放能量的，但是硬殼方形電池可以在模組內定向設計一些特定的排氣、排火通道。保證即使某個單體失控，單體的能量可以沿著排火通道釋放，單體間的隔熱防火材料可以保護其他單體不受影響，從而保證整個系統的安全。
如果要滿足整車五六百公里的續航，圓柱形電池需要的數量就會特別的多。特斯拉選擇的是圓柱形電池18650，modelx需要超過7000塊圓柱形電池18650整合在一起，龐大數量的電池使得電池的管理模塊變得非常的復雜，單體隔離和防護的難度也非常的大，電池安全方面就很難做到較高水平。
所以一向以安全與技術著稱的比亞迪最終選擇了硬殼方形電池，給消費者帶來電動車的美妙駕駛感受的前提是要保證乘客的安全，這是比亞迪一貫的作風。
二、電池熱管理系統BMS
與發動機的“壞脾氣”相似，動力電池則是十分的“嬌弱”，鋰電池對0°-40°溫度區間不敏感，然而溫度一旦超過這個區間，壽命和容量就會大大折扣。鋰電池的低溫衰減性比高溫還要嚴重，所以在我國北方電動車冬季續航里程縮減問題比較嚴重。針對溫度對電池的不良影響，電池制造商開發出了電池管理系統，比亞迪電池熱管理系統能有效的控制電池的溫度，并將其控制在適宜的溫度范圍內，提高整車充放電性能，延緩電池的衰減。電池熱管理系統可以實現電池冷卻和電池加熱。
電池冷卻是電池熱管理系統通過控制電子膨脹閥開度及電動壓縮機的轉速，按需降低電池水道內的冷卻液溫度，從而將電池工作過程中產生的熱量及環境中的熱量帶走。電池內部冷卻回路冷卻管采用s型排布，使其與電池單體接觸面積更大，更有利于電池組的散熱。提高整車充放電性能，延緩電池衰減。
電池加熱：當車輛處于低溫環境導致電池溫度較低時，充電過程中電池熱管理系統控制PTC水加熱器給水道內冷卻液加熱，通過水道高溫液體提升電池溫度實現低溫性充放電功能。
三、掌控安全的“技術手段”
在比亞迪內部，電池安全是被定義為最《高級》別的，不允許出現任何安全問題。比亞迪從7個維度，4個層次考慮電池安全，在每個維度跟層級都有對應的防護措施。從四個層次單體、模組、電池包、系統，七個維度可靠連接、高壓防護、碰撞、過充、短路和熱失控，全方位有效的保護電池安全。
●CID過充防護的“安全衛士”
對于防止過充，比亞迪有多個層級防護：首先是精確探測電池的電壓，實時監測電池的狀態。第二層級是BMS分層保護，充到不同的電壓執行不同的命令，通過限流和切斷繼電器的方法來控制充電的狀態。如果這兩級都失效之后，就是第三層保護-CID（CurrentInterruptDevice）技術，CID在電池單體上設計一個翻轉片，在電池過充時，電池內部壓力升高，CID利用電池內部的高壓將翻轉片翻轉來斷開電路，電池包的電池單體是串聯的，只要有一節單體斷開，整個回路就斷電了。CID作為一個純硬件的保護裝置是比亞迪的專利技術。
●FPC（柔性線路板）簡化模組間的“友誼橋梁”
比亞迪電池模組之間的連接采用柔性線路板，這樣做省去許多連接器及電線，可以使電池模組布局更加簡練，產品布局更加的合理。比亞迪FPC（柔性線路板）內置熔斷器，將控制電路意外受損造成的短路等風險規避，讓電池安全性得到進一步的提升。
●防爆閥-電池安全的“消防員”
防爆閥作為電池安全緊要關頭的一道有力防線，是保證乘車安全的“消防員”。在車輛處于火災或者高溫環境中，電芯處于高溫環境會導致電解液氣化，氣化的電解液使得電芯內部壓力過大，如果不進行及時疏導，電芯壓力過大會導電芯爆裂。防爆閥的作用就是當電芯內部的壓力超過安全壓力后，就釋放掉電芯內部的高壓氣體，避免發生電芯爆裂以及更加嚴重的后果。
在安全的問題上做多少都不為過，相對于美國通用、福特等公司曾經出現過的為了利潤不修改設計缺陷，造成安全事故，置消費者安全于不顧的唯利是圖行為，比亞迪真是良心企業，時刻把安全問題放在首要位置。比亞迪15年來沒有發生過任何因為電池問題引發的安全事故，在電動車領域消費者最關心的續航和安全在比亞迪這里已經得到初步的解決，期待未來比亞迪在電動化和智能化的道路上有更好的表現，不忘初心、砥礪前行。
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