動(dòng)力電池怕什么？怕火怕水怕撞擊怕針刺，聽起來似乎渾身都是破綻。車企們不厭其煩地對用戶說自己已經(jīng)有了足夠先進(jìn)的技術(shù)可以保證動(dòng)力電池在多種極限場景下的安全，但是口說無憑，用戶難以獲得直觀的感受。日前，知乎將即將上市的凱迪拉克豪華純電中大型SUV LYRIQ搭載的奧特能平臺(tái)電池包進(jìn)行了拆解與墜落試驗(yàn)，挑戰(zhàn)從5米高度將沒有車身防護(hù)的奧特能單體電池包以“蹦極”式跌落，硬剛地面上直徑為25.4厘米的剛性圓柱，出乎眾人意料的是，跌落后的電池包沒有任何冒煙起火爆炸跡象，盡是框架略微變形。將其拆解后發(fā)現(xiàn)，電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整，沒有任何爆炸起火狀態(tài)。

這個(gè)試驗(yàn)將奧特能平臺(tái)又一次拉到了與動(dòng)力電池安全有關(guān)的話題焦點(diǎn)之中，在很多電池企業(yè)與車企都在為了確保安全的問題殫精竭慮之時(shí)，奧特能挑戰(zhàn)這個(gè)嚴(yán)苛的試驗(yàn)且成功的底氣究竟何在？用上海寧的話來問就是：奧特能，儂哪能？

電池包的安全要從電芯開始

電芯是電池包的基礎(chǔ)，它是一個(gè)電池系統(tǒng)最小的單元。若干個(gè)電芯組成一個(gè)模組，若干個(gè)模組組成一個(gè)電池包，這就是動(dòng)力電池的基本結(jié)構(gòu)。講到電池包的安全如果拋開了電芯那就是無本之本。雖然奧特能電動(dòng)車平臺(tái)的發(fā)布是在2020年，但其背后卻是通用汽車自開始電動(dòng)化進(jìn)程以來26年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)優(yōu)勢的結(jié)晶。

通俗一點(diǎn)來說，電池就像是一個(gè)儲(chǔ)存電能的固定形狀的容器，它的容量取決于正極片與負(fù)極片所覆載的活性物質(zhì)多少而決定的。高能量密度固然能夠增加容量，但是卻由于鋰離子活躍度較高而帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。

奧特能在電芯的正極上實(shí)現(xiàn)了當(dāng)下已量產(chǎn)的最高能量密度，但是卻通過原位涂層包覆搭建了核殼結(jié)構(gòu)，極大地減少了正極發(fā)生負(fù)反應(yīng)的幾率，降低了氧的釋放量。同時(shí)，工程師們還在正極上定向摻雜了稀土元素，以鉚定游離氧，借以減少氧的釋放量。當(dāng)發(fā)熱燃燒所必需的氧釋放量被降低，風(fēng)險(xiǎn)自然就低了下來，目前奧特能采用的配方可以保證比基礎(chǔ)配方熱穩(wěn)定性提升10%。

在負(fù)極上，工程師們采用高容量石墨負(fù)極以增加電量，并通過原位搭建導(dǎo)電離子環(huán)來增加電量的傳輸速率。此外，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過顆粒級配來消除電極階梯濃度，這便能夠提升導(dǎo)電性，使得鋰離子脫嵌順暢，不會(huì)輕易破壞材料的微觀結(jié)構(gòu)。如此一來，電芯的工作壽命得到了進(jìn)一步的延長，得以支持電池包在全生命周期內(nèi)的快充。

是不是感覺不明覺厲？是不是感覺每個(gè)字都認(rèn)識(shí)，但連在一起就看不懂了？以上都可以忘掉，你只需要知道通用汽車、上汽通用汽車、泛亞汽車技術(shù)中心與電芯供應(yīng)商共同完成了電芯的設(shè)計(jì)開發(fā)與驗(yàn)證，在811 三元鋰電池的基礎(chǔ)配方上研發(fā)出了奧特能平臺(tái)的專屬優(yōu)化配方，實(shí)現(xiàn)了高熱穩(wěn)定、低衰減、長壽命的特性，這就足夠了。如果你能再記住奧特能平臺(tái)的電芯經(jīng)歷了累計(jì)320萬小時(shí)以上的電、熱、化學(xué)、安全、耐久、振動(dòng)、性能等測試，對于搭載奧特能平臺(tái)的車型自然更有信心。

你和寄居蟹一起玩過嗎？

如果淘氣的你在海邊的巖石縫中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過寄居蟹，你會(huì)看到在本來不屬于它的堅(jiān)硬螺殼內(nèi)的身體極其柔軟，但由于多了一層堅(jiān)硬的甲殼，它的安全性便陡然以系數(shù)級得到增長。

電芯是脆弱的，正如開篇所說，它怕火怕水怕撞擊怕針刺，但是當(dāng)奧特能的工程師們給它們加上了全新的物理防護(hù)架構(gòu)之后，整個(gè)電池包便實(shí)現(xiàn)了超過國標(biāo)的全乘員位、多位置碰撞與多種復(fù)雜場景下的防護(hù)能力。

讓我們先來看一下寄居蟹，哦，奧特能電池包的高強(qiáng)度電池殼體。這種井字形結(jié)構(gòu)具備極高強(qiáng)度，以多根1500MPA的超高強(qiáng)度鋼橫梁進(jìn)行加固。如果你對這個(gè)數(shù)值完全沒有概念的話，那請記住一個(gè)知識(shí)點(diǎn)——潛艇與坦克的鋼材強(qiáng)度也只是在800MPA至1000MPA之間，前者要承受海底巨大的水壓，后者要正面承受槍林彈雨的打擊，如果你覺得自己和LYRIQ永遠(yuǎn)不會(huì)遇到這樣兩個(gè)場景的話，那你對這個(gè)殼體的強(qiáng)度便大可放心。

在這個(gè)高強(qiáng)度電池殼體上，高強(qiáng)鋼的占比約為61%，超高強(qiáng)鋼的應(yīng)用占比為37.5%，整包的抗擠壓性能達(dá)到了國標(biāo)的三倍，遠(yuǎn)超行業(yè)內(nèi)其他同類產(chǎn)品。為了將這些與坦克車身材料極為接近的鋼材連接在一起，奧特能在殼體的重要節(jié)點(diǎn)位置采用了對結(jié)構(gòu)牢固度有著關(guān)鍵作用的激光焊接工藝，其中遠(yuǎn)程激光焊的長度達(dá)到23.2米，激光填絲焊的長度為15.5米，折算下來相當(dāng)于繞著電池包焊了五圈。

單是電池殼體一個(gè)部件，就必須滿足通用汽車全球42項(xiàng)極為嚴(yán)苛的電池殼體性能要求?；蛟S你覺得這邊已經(jīng)足以保證電池的安全，但是奧特能的工程師們說：“這還不夠，接著上大招?！?/p>

所謂大招便是與整車系統(tǒng)相結(jié)合的電池殼安全架構(gòu)設(shè)計(jì)。以往無論是國際還是國內(nèi)的柱碰撞標(biāo)準(zhǔn)都是考察車側(cè)單一位置的柱碰撞能力，也就是說要么看A柱，要么看B柱或者C柱，但是上汽通用汽車卻不斷給自己加碼，以遠(yuǎn)超既有標(biāo)準(zhǔn)的難度為自己提出了更高的要求：嚴(yán)格模擬了從A柱到C柱連續(xù)多個(gè)位置進(jìn)行柱碰撞，借此考察底盤位置每排模組各個(gè)區(qū)域的強(qiáng)度，以更有效地保護(hù)電芯與模組的安全。奧特能極高強(qiáng)度的電池殼體又極大地提升了車身的安全，將整車扭轉(zhuǎn)剛度提升了約45.8%，整車和電池殼體的扭轉(zhuǎn)剛度達(dá)到了35kNm·度，無論是在數(shù)據(jù)上還是實(shí)際表現(xiàn)中都處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

工程師們在物理防護(hù)架構(gòu)上付出的心血，使得奧特能在這次“超標(biāo)”的跌落測試中順利達(dá)標(biāo)。測試人員表示在拆解后發(fā)現(xiàn)吸能部分符合預(yù)期地吸收了絕大部分撞擊產(chǎn)生的能量，盡管吸能區(qū)已經(jīng)潰縮到了主體結(jié)構(gòu)，但是內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常完整，非但電芯沒有變形，就連最脆弱的云母板也都完好無損。測試人員對于測試結(jié)果表示“非常滿意”。

堵疏結(jié)合，實(shí)時(shí)監(jiān)測，熱管理技術(shù)確保奧特能特安全

在室內(nèi)遇到火宅時(shí)你會(huì)怎么辦？消防演習(xí)告訴你：如果無法保證安全逃生，把著火的房間門關(guān)上，隔絕火勢蔓延的可能。奧特能熱管理技術(shù)的原理之一也是一樣，通過使用加厚設(shè)計(jì)的納米級航天材料氣凝膠形成的電芯間隔熱墻，有效地降低電芯之間的熱量傳遞。這樣一來，便不會(huì)城門失火殃及池魚。

大禹治水教會(huì)我們堵不如疏，奧特能在熱管理方面的抑制熱擴(kuò)散技術(shù)同樣以此為原則，當(dāng)一旦電芯單體熱失控時(shí)，可以通過快速排氣通道的專利設(shè)計(jì)排出高溫氣體，輔以集成到模組底部的液冷板系統(tǒng)迅速釋放包內(nèi)熱量，降低對相鄰模組和電芯的影響，減少次生失效。

將電池包的制冷功能“下放”到每一個(gè)模組，也是奧特能的心得之一。每個(gè)模組都配置了專利設(shè)計(jì)的集成式獨(dú)立液冷板，比起業(yè)內(nèi)常見的電池包集中式液冷板設(shè)計(jì)，換熱效果提高約10%，可以說每一個(gè)模組在這個(gè)方面的“積極性”都得到了提高。

至于在電池上蓋內(nèi)置氣凝膠防火毯以對乘員和整車提供進(jìn)一步保護(hù)的防火設(shè)計(jì)，以及與模組和整包的快速排氣通道相結(jié)合的后置大面積防爆閥可以迅速排出高溫氣體，只能算是奧特能電池包的常規(guī)設(shè)計(jì)了。

此外，奧特能的看家本領(lǐng)還包括集成了氣壓、溫度、電壓三重傳感器的實(shí)時(shí)電池健康監(jiān)測系統(tǒng)，通過全天24小時(shí)不間斷、高頻率的監(jiān)測電池包和電芯狀態(tài)，快速識(shí)別問題電芯，一旦檢測到失控風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)主動(dòng)喚醒電池管理模塊，并在第一時(shí)間自動(dòng)采取快速冷卻以控制熱擴(kuò)散，保障電池包安全。

對于奧特能電動(dòng)車平臺(tái)來講，在電池安全方面可以說是軟硬結(jié)合、內(nèi)外兼修，難怪能夠順利通過如此嚴(yán)苛的跌落測試。如果有人問：“奧特能，儂哪能？”恐怕得到的答案會(huì)是一句：“阿拉老靈額?！?/p>

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