“五位一体”保证动力电池安全无忧

近年来，随着新能源汽车渗透率不断提高，新能源汽车安全事故呈现递增态势，消费者逐渐从“里程焦虑”转变为“安全焦虑”。动力电池安全问题已成为新能源汽车行业发展的“拦路虎”之一。

在动力电池安全这一课题上，泛亚汽车技术中心拥有一套完善的安全设计理念。经过多年的技术积淀，同时结合市场需求，泛亚从2018年开始陆续将自主开发的电池安全技术导入纯电动车型，比如去年发布的凯迪拉克锐歌LYRIQ，还有今年发布的别克ELECTRA E5和别克ELECTRA E4车型就运用了这套技术。在这套电池安全技术中，电池系统热扩散性能改善技术创新项目获得了“2023年度上汽技术创新奖”二等奖。

“五位一体”设计

泛亚的动力电池安全设计理念被称为“五位一体”设计，即进行电池设计时，有五个核心的安全设计层次，分别是电芯设计、模组设计、电池包设计、电池管理系统设计、功能安全设计。

“我们在电芯设计之初就参与其中，和供应商一起研究‘怎么在材料层面提升我们动力电池的热稳定性’。”电池包集成设计发布经理吉英亮告诉记者。

“我们在新的电芯设计过程中进行了两处改善。第一处是正负极材料的掺杂。掺杂的作用就好比在混凝土中加入石子，我们在电芯的材料中掺杂不同元素，使结构更稳定。第二处是表面改性。表面改性的作用相当于在表面形成一层微观的膜去约束正极，让正极内部的氧气尽可能地不要跑出来，从而增加稳定性。”吉英亮表示，最终选出来的材料比例运用到电芯中，相比市场上主流的材料比例，在热稳定性层面提高了10%。

“此外，我们还在模组设计层面提出了电芯热失控后，在模组内部进行热量传递的五大路径模型。通过对每个路径进行热量的疏或堵，我们成功实现单个电芯热失控后，模组内部无热扩散的现象。”电池架构及新技术主任工程师王起亮表示。

在电池包设计、电池管理系统、功能安全设计方面，泛亚也做出了多项创新，进一步提升电池包的安全性。

集思广益，勇于创新

在电池安全多个方面的设计初步完成之后，泛亚开始对电池进行测试。在反复进行的测试中，团队致力于提升电池包热扩散表现的稳定性，并努力探究影响因素的根源。后来，团队成员发现，在设计过程中，电池模组上方有一块云母板，原本用于保证电池包上方的温度不会很高。但云母板对热扩散有着很大影响，发生事故后，它会导致热扩散的速度加快。

发现问题之后，团队成员集体进行头脑风暴：如何在确保上方温度的同时，不会让云母板反射过多热量，导致热扩散速度加剧？“经过了多次的头脑风暴，我们终于想出了一个办法，那就是把云母板再往下降，降到接近电芯的表面。对于电芯喷出气体，我们设计了一个‘门’，平时是关着的，一旦发生事故，电芯喷出气体后，气体能够冲开这个‘门’，把热量分散开。这样既保护了电芯，又分散了热量。”吉英亮表示。

在项目攻坚的最困难阶段，团队成员始终保持同心协力，迎难而上，充分展现了泛亚工程师们主动担当、奋发拼搏的精神，也推动了行业对于电池安全设计的技术迭代和进步。