15年电池安全事故0记录：揭秘比亚迪电池安全技术

　　在当下这个新能源汽车横行的年代，电池安全与续航能力一直是大家最为密切关注的问题。比亚迪作为国内新能源汽车的引导者，其实力自然不容小觑，1995年比亚迪公司成立，开始从事手机锂电池的生产，到2005年比亚迪开始从事新能源汽车动力电池的研发。可怕的是，在这15年的动力电池的研发过程和超过50万的装机量中竟然没有出现过一起电池安全事故。
　　一直低调的比亚迪究竟是如何做到15年内从未发生过一起电池安全事故呢？让我们一起来揭秘比亚迪动力电池安全技术。比亚迪动力电池的研究方向主要是磷酸铁锂电池和三元锂电池，磷酸铁锂电池的安全性是要高于三元锂电池的，所以我们就针对相对不安全的三元锂电池进行探究。
　　三元锂电池具有能量密度高，输出功率大的优点。但是缺点也很突出，三元材料的脱氧温度是200℃，高温稳定性差，放热能量超过800J/g，也无法通过针剌实验，三元电池在内部短路的情况下，很容易产生严重的安全事故。
　　针对三元锂电池的安全问题，比亚迪从技术角度深入研究一一化解矛盾，寻求解决方案。
　　一、深思熟虑的抉择-硬壳方形电池
　　众所周知，目前的动力电池包的选型主要为三类：圆柱形电池、软包电池和硬壳方形电池。电池包的选型非常的重要，它决定着后期电池包附件的设计、布置难易程度和对电池安全的控制能力。经过对比分析，比亚迪最终选择硬壳方形电池，原因有以下几点。
　　虽然软包电池单体的能量密度可以做到比硬壳方形高，但是整个电池系统需要有电池热管理模块给电池进行加热和制冷，来控制电池的温度范围。软包电池的热管理模块比硬壳方形要复杂，所以成组的软包电池的能量密度是低于硬壳方形电池的。
　　由于高能量密度材料的应用，软包电池的安全性不可控，因为软包电池是靠两层聚合物粘贴在一起实现密封的；而硬壳方形电池是通过金属铝板焊接密封，所以硬壳方形电池的密封性要高于软包电池。
　　热失控是电池安全中非常重要的一种危险因素，当发生热失控的时候，软包电池是没有办法定向释放能量的，但是硬壳方形电池可以在模组内定向设计一些特定的排气、排火通道。保证即使某个单体失控，单体的能量可以沿着排火通道释放，单体间的隔热防火材料可以保护其他单体不受影响，从而保证整个系统的安全。
　　如果要满足整车五六百公里的续航，圆柱形电池需要的数量就会特别的多。特斯拉选择的是圆柱形电池18650，model x需要超过7000块圆柱形电池18650整合在一起，庞大数量的电池使得电池的管理模块变得非常的复杂，单体隔离和防护的难度也非常的大，电池安全方面就很难做到较高水平。
　　所以一向以安全与技术著称的比亚迪最终选择了硬壳方形电池，给消费者带来电动车的美妙驾驶感受的前提是要保证乘客的安全，这是比亚迪一贯的作风。
　　二、电池热管理系统BMS
　　与发动机的“坏脾气”相似，动力电池则是十分的“娇弱”，锂电池对0°-40°温度区间不敏感，然而温度一旦超过这个区间，寿命和容量就会大大折扣。锂电池的低温衰减性比高温还要严重，所以在我国北方电动车冬季续航里程缩减问题比较严重。针对温度对电池的不良影响，电池制造商开发出了电池管理系统，比亚迪电池热管理系统能有效的控制电池的温度，并将其控制在适宜的温度范围内，提高整车充放电性能，延缓电池的衰减。电池热管理系统可以实现电池冷却和电池加热。

　　电池冷却是电池热管理系统通过控制电子膨胀阀开度及电动压缩机的转速，按需降低电池水道内的冷却液温度，从而将电池工作过程中产生的热量及环境中的热量带走。电池内部冷却回路冷却管采用s型排布，使其与电池单体接触面积更大，更有利于电池组的散热。提高整车充放电性能，延缓电池衰减。
　　电池加热：当车辆处于低温环境导致电池温度较低时，充电过程中电池热管理系统控制PTC水加热器给水道内冷却液加热，通过水道高温液体提升电池温度实现低温性充放电功能。
　　三、掌控安全的 “技术手段”
　　在比亚迪内部，电池安全是被定义为最高级别的，不允许出现任何安全问题。比亚迪从7个维度，4个层次考虑电池安全，在每个维度跟层级都有对应的防护措施。从四个层次单体、模组、电池包、系统，七个维度可靠连接、高压防护、碰撞、过充、短路和热失控，全方位有效的保护电池安全。
　　● CID过充防护的“安全卫士”
　　对于防止过充，比亚迪有多个层级防护：首先是精确探测电池的电压，实时监测电池的状态。第二层级是BMS分层保护，充到不同的电压执行不同的命令，通过限流和切断继电器的方法来控制充电的状态。如果这两级都失效之后，就是第三层保护-CID（Current Interrupt Device）技术，CID在电池单体上设计一个翻转片，在电池过充时，电池内部压力升高，CID利用电池内部的高压将翻转片翻转来断开电路，电池包的电池单体是串联的，只要有一节单体断开，整个回路就断电了。CID作为一个纯硬件的保护装置是比亚迪的专利技术。
　　●  FPC（柔性线路板）简化模组间的“友谊桥梁”
　　比亚迪电池模组之间的连接采用柔性线路板，这样做省去许多连接器及电线，可以使电池模组布局更加简练，产品布局更加的合理。比亚迪FPC（柔性线路板）内置熔断器，将控制电路意外受损造成的短路等风险规避，让电池安全性得到进一步的提升。
　　● 防爆阀-电池安全的“消防员”
　　防爆阀作为电池安全紧要关头的一道有力防线，是保证乘车安全的“消防员”。在车辆处于火灾或者高温环境中，电芯处于高温环境会导致电解液气化，气化的电解液使得电芯内部压力过大，如果不进行及时疏导，电芯压力过大会导电芯爆裂。防爆阀的作用就是当电芯内部的压力超过安全压力后，就释放掉电芯内部的高压气体，避免发生电芯爆裂以及更加严重的后果。
　　在安全的问题上做多少都不为过，相对于美国通用、福特等公司曾经出现过的为了利润不修改设计缺陷，造成安全事故，置消费者安全于不顾的唯利是图行为，比亚迪真是良心企业，时刻把安全问题放在首要位置。比亚迪15年来没有发生过任何因为电池问题引发的安全事故，在电动车领域消费者最关心的续航和安全在比亚迪这里已经得到初步的解决，期待未来比亚迪在电动化和智能化的道路上有更好的表现，不忘初心、砥砺前行。