他們給新能源汽車電池加上“金鐘罩”

　　人物名片：張友群 深藍汽車電池安全開發(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)。來自深藍汽車的張友群團隊作為國內(nèi)首批專注電池安全研究的團隊之一，應(yīng)用多項行業(yè)首創(chuàng)技術(shù)，將新能源汽車電池安全提升到一個新的高度。

　　2024年12月26日，深藍汽車第三方電池實驗場地里，一次電池熱失控實驗剛剛完成，整個場地充滿刺鼻的氣味。

　　身穿黑色防護服的張友群，摘下已被汗水浸濕的防毒面具，深深地呼出一口氣。

深藍汽車展廳內(nèi)展出的“金鐘罩”電池模型。記者 何慶渝 實習生 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。

　　這次實驗證明——深藍以及長安全系研發(fā)的新一代“金鐘罩”電池樣品，不僅實現(xiàn)了“不起火、不爆炸”，更突破性地達到“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)

　　達到行業(yè)領(lǐng)先水平，張友群和他的團隊用了6年時間。

　　其間，首先要克服的，就是電池燃燒時產(chǎn)生的那股刺鼻的臭味。

　　“那個氣味真的是終生難忘。”張友群指著實驗室內(nèi)的防護設(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)是個大挑戰(zhàn)。有些新接觸實驗的人，前幾次都會被這臭味熏得狂吐不止;而且每次實驗后，這個味道還會在衣服上殘留好幾天。但時間一長，大家也都習以為常了。

　　“甚至我們在放長假時，還時不時懷念起這個臭味。”張友群打趣道。

　　除了臭味，張友群和團隊還要面對高溫和高強度的體力消耗。

　　在重慶的炎炎夏日里，電池熱失控實驗結(jié)束后，他們立即要穿上像消防服一樣嚴實的防護服，去拆電池包。由于電池包的結(jié)構(gòu)已被破壞，沒有五六個小時根本拆不完，因此，一趟實驗下來，他們往往全身都被汗水浸透了。這樣的實驗，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持。

　　“因為這項工作很有意義。”張友群說，當他在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)團隊時，就意識到自己的工作責任重大。

　　“那時候新能源汽車才起步，時不時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，消費者就會對新能源汽車心存顧慮。

　　6年間里，張友群和團隊每年要做超過一百次電池實驗，企業(yè)也為此投入數(shù)千萬元，并最終弄清了電池熱失控的機理，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小時后也并未發(fā)生爆炸。這些實驗標準和結(jié)果，均大大超過國家標準。

　　“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。

　　張友群和團隊每年要做超過一百次實驗，幾乎每次實驗都會遇到新問題。他們是如何解決這些新問題的呢?

　　答案是：用新思維。

　　在深藍汽車技術(shù)展廳，張友群挨個展示他們的研發(fā)成果，如數(shù)家珍般介紹著團隊的創(chuàng)新思維。

　　一個電池模組過熱會產(chǎn)生大量高溫氣體等，導(dǎo)致周圍的電池熱失控;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驗中，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，煙花噴出來時溫度很高，但落下來時就冷卻了。”張友群說。

　　想通此理，張友群和團隊立刻精心設(shè)計流道結(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;而張友群團隊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，張友群團隊還在電池包防爆閥上設(shè)計了特殊裝置，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，張友群和團隊解決了事關(guān)電池安全的數(shù)百個關(guān)鍵技術(shù)點，獲得40余項相關(guān)專利。他們還創(chuàng)新性地設(shè)計了小型工裝，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，大大減少實驗次數(shù)，降低了一半的實驗成本。

　　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，電池受到嚴重撞擊，但依然保持完好。”張友群說起這事時，既有些自豪，也有些慶幸。

　　張友群介紹，隨著消費者對新能源汽車續(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，在當初決定深藍汽車是否選擇該型電池時，張友群團隊卻投了反對票。

　　“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)該型電池的安全風險實在太大。

　　“電池項目組希望展現(xiàn)長安的技術(shù)實力，要求我們追求更高的能量密度。”張友群坦言，當時壓力真的很大。他和團隊據(jù)理力爭，最終說服了公司決策層，采用了風險更低的電池型號。

　　在當時業(yè)內(nèi)一些人看來，這個決定是一種倒退。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，長安深藍系列車型實現(xiàn)了零安全事故的完美紀錄。

　　目前，張友群和團隊正在研發(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)。”張友群指著實驗室里的最新樣品說，這是全球首創(chuàng)，也會將電池安全提升到一個新的高度。

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