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【干货】配宁德时代电芯就意味着安全无虞?图

  宁德时代近年来风光无两,各大厂家排队要货,赚的盆满钵盈,甚至有媒体报道称:“现在去宁德时代提货,有钱是不行的,还要看谁给的钱更多”。

  宁德时代自从得到大贵人宝马的认可之后,开启了暴卖模式,接连拿下了多个国内主机厂的订单。而一些国内厂家也想抱宝马的大腿,在新车介绍时极力强调自己的电池与宝马来自同一供应商,一波又一波的宣传攻势让宁德时代得以封神。

  宁德时代固然有不错的产品品质,但是某些厂家在抱大腿的过程中用力过猛,故意传递给消费者这样一种信号:我用的是宁德时代电芯,我的电池安全有保障。以致于很多不明就里的消费者在评价电动汽车的时候产生误会:这两台车都是宁德时代电芯,应该没什么区别,质量一样吧。但事实上真的如此吗?当然不是!

  首先,并非所有厂家拿到的货都是同样的标准。宁德时代拥有多种规格的产品,整车厂通常都会有自己的采购标准,宁德时代会针对主机厂的需求订制,这就导致了,同是宁德时代的电芯,每家拿到的产品也不是完全一致的。

  就比如,一家高档餐厅,它的菜肴一定会分三六九等,1999一桌的和3999一桌的宴席标准肯定不一样,即使是同一套厨具同一个厨子做出来的。这并不是臆想,笔者就此问题与宁德时代的人员探讨过,事实就是如此。

  其次,电芯品质仅仅是电池组质量的一个环节,虽然很关键,但电池组的质量符合木桶原理,其它很多因素同样对电池组质量具备“一票否决权”。就好比,C罗虽然很强,但这并不能让葡萄牙队获得世界冠军。总的说来,电池组的品质不仅与电芯品质相关,还受以下因素影响:

  一个电动汽车的电池包,少则包含几十上百颗电芯,多则包含数千颗电芯,如何让这些电芯更好的配合工作是一门非常大的学问。不同的厂家有不同的电芯分选标准——对容量、内阻等等要求严格性不一致;每个厂家模组的设计、机械结构、加工工艺精度都存在差别,这些因素都对电芯成组后的一致性产生影响,轻则影响电池组寿命,重则对安全性有影响。比如电芯之间的焊接,一旦存在虚焊,轻则熔断,重则起火爆炸。

  对于锂电池来说,优秀的BMS是安全和寿命的保证。BMS的核心功能是根据使用环境对电池的充电放电过程进行监测及控制,从而在保证电池安全的前提下最大限度地利用电池储存的能量。

  具体说来,BMS可以通过对电池的状态进行监测,包括电压、电流、温度、荷电量、健康状态等,从而实现电池安全防护功能:包括过流保护、过充过放保护、过温保护、电池均衡等等。

  锂电池是非常娇贵的,一次过充或者过放就有可能让电池寿命严重缩短甚至报废,如果BMS设计不合理或者稳定性不行,别说宁德时代,就是火星的电芯也白搭。

  锂电池娇贵,不仅体现在对电压电流的严格要求上,还对温度相当敏感。北方的用户一定体验过冬季对电动车续航的影响。事实上,不仅低温对锂电池的影响大,高温同样如此。当锂电池的温度超过45度时,电池的循环寿命会急剧下降,而且还可能出现安全问题。因此,热管理系统在很大程度上决定了电池组的稳定性、寿命、安全性。

  自然冷却的原理利用空气自然对流来换热,通俗理解就是靠自然风吹。这是初级的散热方案,优势是结构简单,成本低,占用空间较小;但缺点也很明显,散热效率低,无法适应大功率充放电冷却需求,一般用于运行工况缓和、对成本非常敏感的二轮电摩以及部分低端汽车。

  强制风冷通过风扇将空气引入电池包内部,强迫冷空气流过电芯表面后排出,将电芯产生的热量带到外部。形象的理解就是,相对自然冷却而言,强制风冷可以主动制造空气流动,不再“靠天吃饭”,比自然冷却效率更高一些,从而能更好的适应大功率充放电。不过,虽然强制风冷的散热效率较自然冷却有了较大提升,但仍然远不及液冷。此外,风冷系统对进出风口的需求使得电池系统的密封性很难达到一个较高的等级水平。

  液冷方式主要通过冷却液为电池系统降温。首先,冷凝器、压缩机等设备为冷却液强制降温,低温冷却液流经电池系统内部与电芯发生热交换以后,再流回热交换器与低温制冷剂进行热交换,从而将电池产生的热量带出电池系统。液冷比风冷的散热效率更高,能满足大功率充放电的散热需求,同时液冷散热更均匀,电芯温差小,对于增强电池系统稳定性、提升寿命有很大帮助。不过,液冷系统运转时会消耗一定的能量,且相对风冷系统成本也略有增加。

  直冷系统与液冷系统结构类似,但直冷会直接将汽车空调系统的制冷剂注入电池包内部,低温的制冷剂可以更快速地带走电池内部的热量,散热效率更高。但是直冷系统也有弱点,一是对系统气密性要求高,对生产制造工艺提出了更高的要求;二是直冷系统的散热均匀性不易控制,电芯温差存在过大的风险。最为重要的一点,直冷系统无法集成加热功能,需要通过另外安装一套独立的加热系统(通常是加热膜或者PTC组件)来应对冬季低温。

  在设计的时候,优秀的电池箱体应该拥有科学的结构和强度,以抵御石击、穿刺等潜在危险,在碰撞等事故中最大限度的保证电池组的完整性。另外,一旦发生严重穿刺、碰撞等事故,应该为乘员提供足够的时间逃生,这也是很关键的技术。

  总之,电芯很重要,但并不是唯一。希望本文能让您对电池安全有全新的认识,关注一些除了电芯之外的重要因素,如果消费者都有了火眼金睛,厂家也就不敢再随意糊弄了。

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