他們給新能源汽車電池加上“金鐘罩”

　　人物名片：張友群 深藍(lán)汽車電池安全開發(fā)高級經(jīng)理

　　行業(yè)現(xiàn)狀：隨著新能源汽車迅速發(fā)展，電池安全已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。來自深藍(lán)汽車的張友群團(tuán)隊(duì)作為國內(nèi)首批專注電池安全研究的團(tuán)隊(duì)之一，應(yīng)用多項(xiàng)行業(yè)首創(chuàng)技術(shù)，將新能源汽車電池安全提升到一個(gè)新的高度。

　　2024年12月26日，深藍(lán)汽車第三方電池實(shí)驗(yàn)場地里，一次電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)剛剛完成，整個(gè)場地充滿刺鼻的氣味。

　　身穿黑色防護(hù)服的張友群，摘下已被汗水浸濕的防毒面具，深深地呼出一口氣。

深藍(lán)汽車展廳內(nèi)展出的“金鐘罩”電池模型。記者 何慶渝 實(shí)習(xí)生 余美娟 攝\視覺重慶

　　“這是我們在2024年完成的第126次新能源汽車動力電池安全測試，結(jié)果令人振奮!”張友群說。

　　這次實(shí)驗(yàn)證明——深藍(lán)以及長安全系研發(fā)的新一代“金鐘罩”電池樣品，不僅實(shí)現(xiàn)了“不起火、不爆炸”，更突破性地達(dá)到“不冒煙”的行業(yè)領(lǐng)先水平。

　　環(huán)境特殊

　　戴著防毒面具搞研發(fā)

　　達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，張友群和他的團(tuán)隊(duì)用了6年時(shí)間。

　　其間，首先要克服的，就是電池燃燒時(shí)產(chǎn)生的那股刺鼻的臭味。

　　“那個(gè)氣味真的是終生難忘。”張友群指著實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的防護(hù)設(shè)備說，電池燃燒完畢、排放煙氣后，還會留下一股難聞的氣味，“比臭雞蛋還要難聞幾十倍。”

　　這對人的嗅覺神經(jīng)是個(gè)大挑戰(zhàn)。有些新接觸實(shí)驗(yàn)的人，前幾次都會被這臭味熏得狂吐不止;而且每次實(shí)驗(yàn)后，這個(gè)味道還會在衣服上殘留好幾天。但時(shí)間一長，大家也都習(xí)以為常了。

　　“甚至我們在放長假時(shí)，還時(shí)不時(shí)懷念起這個(gè)臭味。”張友群打趣道。

　　除了臭味，張友群和團(tuán)隊(duì)還要面對高溫和高強(qiáng)度的體力消耗。

　　在重慶的炎炎夏日里，電池?zé)崾Э貙?shí)驗(yàn)結(jié)束后，他們立即要穿上像消防服一樣嚴(yán)實(shí)的防護(hù)服，去拆電池包。由于電池包的結(jié)構(gòu)已被破壞，沒有五六個(gè)小時(shí)根本拆不完，因此，一趟實(shí)驗(yàn)下來，他們往往全身都被汗水浸透了。這樣的實(shí)驗(yàn)，他們不知做了多少次。

　　盡管面臨各種艱難困苦，張友群和他的同事們卻始終咬牙堅(jiān)持。

　　“因?yàn)檫@項(xiàng)工作很有意義。”張友群說，當(dāng)他在2018年國慶節(jié)后接到任務(wù)，組建長安汽車第一支專門的電池安全研發(fā)團(tuán)隊(duì)時(shí)，就意識到自己的工作責(zé)任重大。

　　“那時(shí)候新能源汽車才起步，時(shí)不時(shí)傳出電池起火的新聞。”張友群覺得，如果不能解決電池的安全性問題，消費(fèi)者就會對新能源汽車心存顧慮。

　　6年間里，張友群和團(tuán)隊(duì)每年要做超過一百次電池實(shí)驗(yàn)，企業(yè)也為此投入數(shù)千萬元，并最終弄清了電池?zé)崾Э氐臋C(jī)理，并同步開展一系列針對性應(yīng)用研究，量產(chǎn)出“不爆炸、不起火”的“金鐘罩”電池。

　　2023年末，“金鐘罩”電池一經(jīng)推出，各項(xiàng)性能令業(yè)內(nèi)感到震撼——

　　用直徑5毫米的鋼針刺穿電芯，整包都沒有出現(xiàn)起火或爆炸;被水淹沒后，60分鐘內(nèi)也未發(fā)生起火爆炸;甚至將電池直接置于火焰中持續(xù)140秒，2小時(shí)后也并未發(fā)生爆炸。這些實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果，均大大超過國家標(biāo)準(zhǔn)。

　　“我們不是在孤軍奮斗。”張友群表示，我國新能源車企越來越注重電池安全，紛紛在相關(guān)研發(fā)上加大投入力度，新能源汽車安全性不斷提升。數(shù)據(jù)顯示，2023年第一季度，我國新能源汽車自燃概率已下降到萬分之0.44，低于燃油車的萬分之0.58。

　　面對挑戰(zhàn)

　　用新思維解決新問題

　　新能源汽車是典型的新質(zhì)生產(chǎn)力，在這個(gè)新領(lǐng)域、新賽道出現(xiàn)的問題，通常都是新問題。

　　張友群和團(tuán)隊(duì)每年要做超過一百次實(shí)驗(yàn)，幾乎每次實(shí)驗(yàn)都會遇到新問題。他們是如何解決這些新問題的呢?

　　答案是：用新思維。

　　在深藍(lán)汽車技術(shù)展廳，張友群挨個(gè)展示他們的研發(fā)成果，如數(shù)家珍般介紹著團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新思維。

　　一個(gè)電池模組過熱會產(chǎn)生大量高溫氣體等，導(dǎo)致周圍的電池?zé)崾Э?高溫物質(zhì)若通過排氣閥排出，也可能引燃車體并直接傷害乘坐人員。

　　“如果能夠找到方法讓這些高溫物質(zhì)降溫，就能避免上述情況。”張友群說。

　　在一次電池包過熱實(shí)驗(yàn)中，張友群看到電池包排氣閥竟然噴出一股熊熊燃燒的“火龍”，這場景一下就打開了他的思路。

　　高溫物質(zhì)是無孔不入的，但如果能夠在電池包內(nèi)設(shè)計(jì)一些“通道”，引導(dǎo)這些高溫物質(zhì)去溫度較低的地方，不就能給其降溫了嗎?“就像放煙花一樣，煙花噴出來時(shí)溫度很高，但落下來時(shí)就冷卻了。”張友群說。

　　想通此理，張友群和團(tuán)隊(duì)立刻精心設(shè)計(jì)流道結(jié)構(gòu)，最后他們不僅成功將700℃以上的高溫氣體降至80℃以下，同時(shí)還能控制氣體噴射的方向。

　　面對新問題，應(yīng)用新思維來解決的案例還有很多。

　　例如，要識別電池包是否出現(xiàn)熱失控，行業(yè)過去一般采用專用氣壓或煙霧傳感器，成本較高;而張友群團(tuán)隊(duì)采用分布式溫度傳感器方案，成本僅為傳統(tǒng)方案的百分之一，且反應(yīng)速度更快。

　　此外，張友群團(tuán)隊(duì)還在電池包防爆閥上設(shè)計(jì)了特殊裝置，配合硬件電路，能在閥門打開瞬間識別電池異常。

　　憑借這股創(chuàng)新勁頭，在開展電池安全研發(fā)工作的6年里，張友群和團(tuán)隊(duì)解決了事關(guān)電池安全的數(shù)百個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，獲得40余項(xiàng)相關(guān)專利。他們還創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了小型工裝，可用少量電芯模擬整包電池的熱失控過程，同時(shí)引入仿真技術(shù)，通過建模預(yù)測電池的熱失控行為，大大減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，降低了一半的實(shí)驗(yàn)成本。

　　安全第一

　　據(jù)理力爭說服決策層

　　上述技術(shù)創(chuàng)新，在深藍(lán)汽車和長安各系列新能源車型上都得到充分應(yīng)用。

　　“我記得今年有一次，一輛裝載電池的測試車從橋上跌落，電池受到嚴(yán)重撞擊，但依然保持完好。”張友群說起這事時(shí)，既有些自豪，也有些慶幸。

　　張友群介紹，隨著消費(fèi)者對新能源汽車?yán)m(xù)航里程要求的不斷提高，電池的能量密度也需要不斷提升，新能源汽車搭載的主流電池型號也在不斷進(jìn)化。此前，某新型電池相對能量密度較高，為一些車企所青睞。

　　然而，在當(dāng)初決定深藍(lán)汽車是否選擇該型電池時(shí)，張友群團(tuán)隊(duì)卻投了反對票。

　　“該型電池容易在高溫或外力沖擊等情況下發(fā)生熱失控，甚至引發(fā)自燃。”張友群說，經(jīng)過反復(fù)測試，他們發(fā)現(xiàn)該型電池的安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)在太大。

　　“電池項(xiàng)目組希望展現(xiàn)長安的技術(shù)實(shí)力，要求我們追求更高的能量密度。”張友群坦言，當(dāng)時(shí)壓力真的很大。他和團(tuán)隊(duì)據(jù)理力爭，最終說服了公司決策層，采用了風(fēng)險(xiǎn)更低的電池型號。

　　在當(dāng)時(shí)業(yè)內(nèi)一些人看來，這個(gè)決定是一種倒退。但隨后的市場表現(xiàn)顯示，率先采用該型系列產(chǎn)品的某些品牌確實(shí)出現(xiàn)了不少電池安全問題，而長安的產(chǎn)品卻保持著極低的事故率。

　　例如，2024年7—8月的數(shù)據(jù)顯示，在發(fā)生24起底部碰撞事故的情況下，長安深藍(lán)系列車型實(shí)現(xiàn)了零安全事故的完美紀(jì)錄。

　　目前，張友群和團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)下一代電池安全解決方案。“繼‘不起火不爆炸’之后，我們的‘不冒煙’技術(shù)電池將于今年3月量產(chǎn)。”張友群指著實(shí)驗(yàn)室里的最新樣品說，這是全球首創(chuàng)，也會將電池安全提升到一個(gè)新的高度。

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