导读：在智能电动汽车已初显燎原之势的当下，电池安全是汽车产业链上各方需要关注的重中之重。今年3月18日，工信部发布的《2022年汽车标准化工作要点》中指出，要启动电动汽车动力蓄电池安全相关标准修订工作，进一步提升动力蓄电池热失控报警和安全防护水平。
毕竟若不能解决电动汽车的电池安全问题，对于中国这个目前全球新能源汽车第一消费大国而言，这或许是一场信心灾难。正如通用汽车中国公司前电气化总工程师高珍妮（Jennifer Goforth）所言，“通往零排放的道路没有捷径可走。所谓捷径，只会失去消费者的信任。”
然而确保电池安全并不是一件容易的事情，少部分车企在被曝出电池安全隐患后，选择采取“锁电”等简单粗暴的方式来“治标”，但要“治本”，既需要企业愿意投入足够多的资源，还更要具备扎实的研究和技术实力。
对安全的坚守一直是通用汽车研造产品的核心准则，其在2020年发布的奥特能平台以更智能、更安全、更性能这三大优势领先业界，为行业树立起新的标杆。奥特能平台的电池，或将成为电池安全事故的终结者。
一、高能量密度=高风险？
为了解决电动车续航里程问题，提高动力电池能量比是发展的必由之路。在三元体系下，随着镍含量的比例提升，有532型、622型和811型等多种配比，能量密度也同样递增，续航里程也将相应增加。然而随着镍的比例提升，电池正极的热稳定性会变差，811型对于很多车企来说都是不小的挑战，此前就有一些车企因此栽过跟头，发生过电动车自燃事件。因此，有一部分人士会将高能量密度和相对更高的电池安全风险划上等号。
奥特能电池的电芯设计开发与验证由通用汽车、上汽通用汽车、泛亚汽车技术中心和电芯供应商共同完成，多方共同努力在811NCM的基础配方上研发出了奥特能平台的专属优化配方。奥特能电池具有更高的稳定性、更低的衰减、更长的寿命。
在电芯的正极方面，通用汽车奥特能平台已达到当前已量产的811三元锂电池中最高能量密度，但热稳定性并没有降低。依靠原位涂层包覆搭建核壳结构、定向掺杂稀土元素铆定游离氧等技术，电芯正极氧的释放量减少，奥特能平台的电芯正极反而比基础配方的热稳定性提升10%。
而在负极方面，奥特能电池则采用了高容量石墨负极以增加电量，通过原位搭建导电离子环来增加电量的传输速率；而颗粒级配消除电极阶梯浓度，可提升导电性，使锂离子脱嵌顺畅，不容易破坏材料的微观结构。
奥特能电池的试验标准也非常严苛，甚至高于目前中国新能源车的国标，体现出通用汽车对于自身技术实力的自信。比如在跌落试验中，国家标准为1米高度跌落，而通用的试验条件提升到2米，结果仍旧无异常。挤压试验、针刺试验、电池包振动试验、盐雾试验等试验条件也远远高于国标，一些高出几倍，一些甚至高出几十倍。
如此高标准的试验认证下，高能量密度的奥特能电池并未出现起火、爆炸等危险情况，真正做到了高能量密度与高稳定性的兼顾，让高能量密度不再是高电池安全风险的代名词。
二、突破热管理难题
仅仅依靠高热稳定性的电芯，还不足以完全消弭电池安全的风险，电池起火的主要原因之一在于电池热失控，对于车企来说，要保障电池安全，电池热管理也是重中之重。
根据中国汽车技术研究中心首席专家王芳此前的研究表明，在2011年到2019年的电动车电池安全事故样本中，热失控扩散占比达到50%以上。
先来看看业内讨论相当频繁的电池管理系统。奥特能电池，采用业内首创的wBMS无线电池管理系统，相比普通电池包，减少了90%线束，同步减少了大量的连接器和接插件，一方面降低了传统线束老化带来的风险，具备更低的故障率，另一方面，系统运行质量更高、寿命更长。
在此基础上，奥特能电池还有七重核心电池热管理技术，包括了电芯间隔热墙、抑制热扩散技术、集成式液冷系统、模组和整包的防火设计、后置大面积防爆阀、防拉弧六项物理层面的安全设计，还有实时电池健康监测系统这一项智能科技，全方位保障电池安全。
知乎拆车实验室最近对奥特能电池进行了拆解试验，从试验结果来看，奥特能电池安全性优异。其中印象最深的就是实验员手持电芯隔热材料进行灼烧，一顿操作下来仅仅隔热材料表面有些许灼烧痕迹。
这种材料其实大有来头，它是加厚设计的纳米级航天材料气凝胶，从试验来看，隔热性能确实不错。这个材料除了运用于电芯与电芯之间，还用于模组和整包的防火设计，在电池上盖内布置了气凝胶防火毯，进一步保护整车安全。
如果一旦电芯单体热失控，奥特能电池还具备快速排气通道的专利设计，与后置大面积防爆阀设计配合，可快速排出高温气体。
除外，奥特能电池还有不同于普通电池包的液冷系统——集成式液冷系统（专利设计），换热效率大概可提高10%。具体来看，奥特能电池给每个模组都配置了集成式独立液冷板，换热效率更高，而且该液冷系统还有独特的流量控制，能够将电芯间的温度控制在1℃左右，这样有一个好处，可以尽量保持电池老化的速度一致，使电池寿命更长。
为了以防万一，在严重的热失控情况出现时，能够防止爆炸情况发生，奥特能电池包内部高压元器件还具备防止拉弧设计，考虑周到。
笔者认为，更防患于未然的是奥特能电池的实时电池健康监测系统，通过气压/温度/电压三重传感器，全天24小时不间断高频率监测电池状态，一旦识别到热失控情况，便会立马采取措施快速制冷防止热扩散。
凭借七重热管理技术，奥特能电池在软硬件层面进一步降低了电池安全的风险。尽管很多厂商在热管理领域都有自己的一套技术解决方案，但是最终能否解决换热问题，防止热扩散，是衡量技术先进性的重要指标。
三、打造一个坚固的“堡垒”
在日常用车过程中，地面的障碍物，包括铁轨、马路牙子、软路面和硬物的冲击等等都有可能对电池造成伤害，如果发生车车碰撞、车物碰撞的交通事故，导致底盘变形等情况，后果更不堪设想。
这时候，电池安全不只是修炼专属配方、热管理技术等内功，电池包的外部同样需要打造一个强大的物理防护“堡垒”。
从知乎拆车实验室对奥特能电池进行的碰撞试验来看，奥特能电池从距离地面5米处的高空（约两层楼），坠落砸向地面上直径为25.4公分的刚性圆柱上后，打开外壳，内部电芯几乎没有变形，也没有出现起火情况，连脆弱的云母板也是完整无损。要知道，这项实验，比整车柱碰实验要严苛得多，足以说明奥特能电池的物理防护架构十分强悍。
具体来看，奥特能电池采用全新一代的高强度电池壳体，利用多根1500MPA超高强度钢并以井字形结构进行加固，整个电池包高强钢占比61%，超高强钢占比37.5%。业内专家存在担忧的托底部分，奥特能电池也特地加了1000MPA的底部防护，有效增强电池壳外部物理防护的安全系数。
并且，奥特能电池的架构设计是与整车系统相结合而设计产生的，其对整车的扭转刚度提升约45.8% ，整车带电池包的扭转刚度35kNm·度，领先行业水平。此外，在测试上上汽通用也有自己的一套高标准。当下国际的柱碰标准都是考察车侧单一位置柱碰能力，而上汽通用以更加严格的测试标准和形式，模拟了从A柱到C柱连续多位置柱碰，保证多位置强大的柱碰保护能力。
不仅如此，为了更好保护乘客，在碰撞发生后，奥特能平台在5秒内即可完成主动放电，确保事故后救援安全。在电池安全事故极端情况发生时，这样的机制又给用户的安全加了一道保险。
四、总结
虽然如今智能电动汽车产业已然走上正轨，但电池安全仍然是悬在车企头顶的达摩克里斯之剑。虽然电动车的发明比燃油车更早，但如今作为潜力巨大、蓬勃发展的“新事物”，新能源车毫无疑问是被置于放大镜下观察，它们的安全事故远比燃油车更受关注。
这既是压在生产电动汽车的公司身上的重担，毕竟他们有义务来保证购买和使用车辆的用户的出行安全，同样这也是他们持续进步的动力。
为了不懈追求更安全的电动出行体验，奥特能电池集合了专属配方、七重热管理技术和强化的全新物理防护架构于一体，由内而外地带来全方位的电池安全防护。
随着基于奥特能平台打造的第一款纯电SUV凯迪拉克LYRIQ的上市，以及后续覆盖别克、雪佛兰和凯迪拉克三大品牌的更多车型的推出，上汽通用将进一步夯实用户对于电动技术的信心。
在通往电动化未来的道路上，依托奥特能电动车平台，上汽通用汽车有望率先成为电池安全事故的终结者。
来源：HD Auto Toretto
