爱驰独具特色的三明治电池包
为了证明爱驰的技术研发人员,都有着严谨的技术素养,以及将安全放在首位的理念,我们再来说一说爱驰在动力电池包方面的独家技术-三明治电池包。

目前,纯电动车主流的做法是在电池包内增加冷却板,使电芯模组直接与冷却板接触,利用冷却水循环带走电池的热量。为了保证最佳的传热冷却效果,冷却板通常直接内置于电池包壳体的电池模组内部,并通过导热片与电池模组有效接触。
然而,这种做法却存在较大风险。由于冷却板和电池模组在同一空间内,一旦冷却板破损,泄漏的冷却液将受较大压力而喷出,将喷射到电池箱体内部的任何部位,从而造成电池绝缘能力下降,进而发生短路。短路一旦发生,就会存在电池起火甚至爆炸的风险
因此,如何保证电池包在整个生命周期都不出现冷却液泄漏的问题,是每个主机厂面临的严峻课题。事实上,无论冷却板的品质如何,发生破损导致液体泄漏的风险却难以避免。一是因为电池在车上的工作环境十分恶劣复杂,高温度、高湿度、高真空等环境,振动、冲击、腐蚀等不可控因素都可能在某种程度上对电池包内的冷却板及管路等主要部件造成损伤。二是因为整车在实际运行过程中也会遭遇不可预见的事故,如碰撞或来自车体底部的冲击等,也会让电池包面临风险
针对这一问题,爱驰汽车的动力系统研发团队在开发副总裁吴畏的带领下,经过长时间钻研,通过大量的模拟分析和试验验证,提出了一项有效的解决方案——“三明治”结构电池包。
“三明治”电池包技术原理解读
顾名思义,“三明治”电池包拥有分层结构。它在电池模组和冷却板中间增加了一层隔离板,从而使电池模组与冷却板各自密封、互相独立,可以保证冷却板即使在极端情况下,例如受挤压而变形或遇冲击而开裂,泄漏的冷却液也不会浸入到电池箱体中,从而杜绝了电池因接触冷却液发生短路,造成起火、爆炸等危险,大大提高了电池的安全性
“三明治”结构的电池包还设计增加了底部防冲击空间。电池包底板和电池模组之间留有15mm的空间,即使电池底部受到冲击,也不会碰到电池模组,可防止电池模组因受冲击变形造成内短路的风险,进一步提高了电池包的安全性。底部防冲击空间不仅提高了电池的安全性能,爱驰汽车的热管理工程师们还充分利用了这个防冲击空间做了部分保温设计,减缓了外界环境与电池模组之间的传热,保证夏天电池不会过快被外界高温加热,冬天电池不会过快地降温;最终有效降低了电池热管理的能耗
针对隔离冷却板和电池模组可能会影响电池冷却效果的担忧,爱驰汽车动力系统研发团队经过大量分析和研究,采用特殊设计的悬浮液冷板结构并采用低密度、传热效率高的导热材料很好地解决了这一问题。从实际测试结果看,“三明治”电池包的冷却性能满足设计规范。在九月初结束的吐鲁番整车夏季标定试验中,整个电池箱体内所有电芯之间的冷却温差控制在2℃以内
此外,这项方案还可以进一步降低电池系统的重量。由于冷却板不会直接承受来自电池模组的压力和外界的冲击力,因此可以采用轻量化的薄壁设计,从而使得冷却板重量有多达3-4公斤的减轻,降低整车重量的同时也提高了电池系统的能量密度。目前,爱驰的电池系统能量密度可高达165Wh/kg,在国内乃至国际都处于领先水平。另外,该技术还让电池箱内部的布置更加紧凑,高低压线束的布置空间更加合理并能够有效固定。
我的看法
从近期发布的奔驰EQC、奥迪的e-tron以及宝马iNEXT等几款纯电动车来看,欧洲人对电动车的理解好像与中国人不太一样。国人对续航里程的重视及敏感程度达到了登峰造极的程度,在较为苛刻的成本宽容度下甚至将安全作为代价,以交换高能量密度与超长续航里程。而作为鲜明对比的是,BBA在对待纯电动车方面,以安全为第一要素,甚至为了安全性而牺牲掉电池性能以及成本。
负责爱驰三电系统的吴畏先生早在2009年就在一汽-大众负责纯电动新能源车的开发工作,在大众这样的德系标准企业里,对于整车系统及三电部分的安全性,自然有着极高的标准。因此在看到如今国内众多纯电动车的技术现状时,他感觉十分揪心。有些厂家不仅在三电的安全标准方面打折,甚至为了追赶新车上市进度而在检测和验证环节都偷工减料。对于他来讲,如果就这样把车交出去,几万辆小炸弹在街上跑来跑去,他是睡不着觉的。
所以,爱驰的电池以最安全和最可靠的角度出发,将液冷系统的循环管路及散热部分安置在了电池底部,目前还在研发和测试阶段,对于效果如何我们还无法评价,但至少这种一切以安全为首,包括成本和追赶进度都放到后面考虑的态度是值得肯定和赞许的。
爱驰汽车耐久性测试
爱驰U5不仅在今年夏天,经受了吐鲁番高强度的干旱高温测试,日前又在盐城完成了一系列可靠耐久测试。42辆车,26轮测试,单车测试里程350万公里。在高于行业平均水平1-2倍的测试中,爱驰以颇佳的表现证明了自身的实力。

爱驰汽车U5在盐城T7高速环道耐久测试照。

因车身设计、发动机损坏、刹车问题、断轴等原因发生大规模召回事件,往往是因可靠耐久性测试未做充分,试验工况不完善、验证体系不齐全、测试过程参数控制不当等,造成测试结果并不可靠,埋下了事故隐患。因此我们可以说,一款新车除了车身材质、强度、主被动安全等显性指标,车辆所经受的可靠耐久性测试是否到位,也是一个非常关键的隐形指标。
爱驰汽车的领导团队出身德系车企,在这方面自然是有着言传身教一般的坚持。今年夏天,在素有“火州”和“风库”之称的吐鲁番,爱驰汽车工程师对U5展开了高温极端环境测试。此次盐城测试中,爱驰汽车则将环境、动力负载和用户使用3大类工况细分为200多小类工况,并进行常规的对标、采集、分解等工作,用高于行业标准的专项验证,对爱驰U5的整车进行耐久性和结构强度的测试。

爱驰汽车U5盐城综合耐久测试进行电动车涉水测试。

爱驰U5在整车结构耐久安全性方面,完成在T8强化耐久路的44种路面和T9坡道组合测试,以及包含 84个特征工况的循环试验;整车动力耐久安全性方面,完成T7高速环道和T9坡道各种车速工况组合测试以及含4种试验模式的循环试验;整车可靠耐久安全性方面,爱驰则实现了在特征路面和操作模式组合成的含105种模式及操作的循环试验
爱驰这次在盐城测试主要开展的是软模阶段的验证。在接下来的过程中,爱驰U5还将持续开展高寒、整车VOC等一系列测试