奧特能電池，或將成為電池安全事故的終結者

文|Toretto

在智慧電動汽車已初顯燎原之勢的當下，電池安全是汽車產業鏈上各方需要關注的重中之重。今年3月18日，工信部發布的《2022年汽車標準化工作要點》中指出，要啟動電動汽車動力蓄電池安全相關標準修訂工作，進一步提升動力蓄電池熱失控報警和安全防護水平。

畢竟若不能解決電動汽車的電池安全問題，對於中國這個目前全球新能源汽車第一消費大國而言，這或許是一場信心災難。正如通用汽車中國公司前電氣化總工程師高珍妮（Jennifer Goforth）所言，“通往零排放的道路沒有捷徑可走。所謂捷徑，只會失去消費者的信任。”

然而確保電池安全並不是一件容易的事情，少部分車企在被曝出電池安全隱患後，選擇採取“鎖電”等簡單粗暴的方式來“治標”，但要“治本”，既需要企業願意投入足夠多的資源，還更要具備紮實的研究和技術實力。

對安全的堅守一直是通用汽車研造產品的核心準則，其在2020年釋出的奧特能平臺以更智慧、更安全、更效能這三大優勢領先業界，為行業樹立起新的標杆。奧特能平臺的電池，或將成為電池安全事故的終結者。

高能量密度=高風險？

為了解決電動車續航里程問題，提高動力電池能量比是發展的必由之路。在三元體系下，隨著鎳含量的比例提升，有532型、622型和811型等多種配比，能量密度也同樣遞增，續航里程也將相應增加。然而隨著鎳的比例提升，電池正極的熱穩定性會變差，811型對於很多車企來說都是不小的挑戰，此前就有一些車企因此栽過跟頭，發生過電動車自燃事件。因此，有一部分人士會將高能量密度和相對更高的電池安全風險劃上等號。

奧特能電池的電芯設計開發與驗證由通用汽車、上汽通用汽車、泛亞汽車技術中心和電芯供應商共同完成，多方共同努力在811NCM的基礎配方上研發出了奧特能平臺的專屬最佳化配方。奧特能電池具有更高的穩定性、更低的衰減、更長的壽命。

在電芯的正極方面，通用汽車奧特能平臺已達到當前已量產的811三元鋰電池中最高能量密度，但熱穩定性並沒有降低。依靠原位塗層包覆搭建核殼結構、定向摻雜稀土元素鉚定遊離氧等技術，電芯正極氧的釋放量減少，奧特能平臺的電芯正極反而比基礎配方的熱穩定性提升10%。

而在負極方面，奧特能電池則採用了高容量石墨負極以增加電量，透過原位搭建導電離子環來增加電量的傳輸速率；而顆粒級配消除電極階梯濃度，可提升導電性，使鋰離子脫嵌順暢，不容易破壞材料的微觀結構。

奧特能電池的試驗標準也非常嚴苛，甚至高於目前中國新能源車的國標，體現出通用汽車對於自身技術實力的自信。比如在跌落試驗中，國家標準為1米高度跌落，而通用的試驗條件提升到2米，結果仍舊無異常。擠壓試驗、針刺試驗、電池包振動試驗、鹽霧試驗等試驗條件也遠遠高於國標，一些高出幾倍，一些甚至高出幾十倍。

如此高標準的試驗認證下，高能量密度的奧特能電池並未出現起火、爆炸等危險情況，真正做到了高能量密度與高穩定性的兼顧，讓高能量密度不再是高電池安全風險的代名詞。

突破熱管理難題

僅僅依靠高熱穩定性的電芯，還不足以完全消弭電池安全的風險，電池起火的主要原因之一在於電池熱失控，對於車企來說，要保障電池安全，電池熱管理也是重中之重。

根據中國汽車技術研究中心首席專家王芳此前的研究表明，在2011年到2019年的電動車電池安全事故樣本中，熱失控擴散佔比達到50%以上。

先來看看業內討論相當頻繁的電池管理系統。奧特能電池，採用業內首創的wBMS無線電池管理系統，相比普通電池包，減少了90%線束，同步減少了大量的聯結器和接外掛，一方面降低了傳統線束老化帶來的風險，具備更低的故障率，另一方面，系統執行質量更高、壽命更長。

在此基礎上，奧特能電池還有七重核心電池熱管理技術，包括了電芯間隔熱牆、抑制熱擴散技術、整合式液冷系統、模組和整包的防火設計、後置大面積防爆閥、防拉弧六項物理層面的安全設計，還有實時電池健康監測系統這一項智慧科技，全方位保障電池安全。

知乎拆車實驗室最近對奧特能電池進行了拆解試驗，從試驗結果來看，奧特能電池安全性優異。其中印象最深的就是實驗員手持電芯隔熱材料進行灼燒，一頓操作下來僅僅隔熱材料表面有些許灼燒痕跡。

這種材料其實大有來頭，它是加厚設計的奈米級航天材料氣凝膠，從試驗來看，隔熱效能確實不錯。這個材料除了運用於電芯與電芯之間，還用於模組和整包的防火設計，在電池上蓋內佈置了氣凝膠防火毯，進一步保護整車安全。

一旦電芯單體熱失控，奧特能電池還具備快速排氣通道的專利設計，與後置大面積防爆閥設計配合，可快速排出高溫氣體。

除外，奧特能電池還有不同於普通電池包的液冷系統——整合式液冷系統（專利設計），換熱效率大概可提高10%。具體來看，奧特能電池給每個模組都配置了整合式獨立液冷板，換熱效率更高，而且該液冷系統還有獨特的流量控制，能夠將電芯間的溫度控制在1℃左右，這樣有一個好處，可以儘量保持電池老化的速度一致，使電池壽命更長。

為了以防萬一，在嚴重的熱失控情況出現時，能夠防止爆炸情況發生，奧特能電池包內部高壓元器件還具備防止拉弧設計，考慮周到。

筆者認為，更防患於未然的是奧特能電池的實時電池健康監測系統，透過氣壓/溫度/電壓三重感測器，全天24小時不間斷高頻率監測電池狀態，一旦識別到熱失控情況，便會立馬採取措施快速製冷防止熱擴散。

憑藉七重熱管理技術，奧特能電池在軟硬體層面進一步降低了電池安全的風險。儘管很多廠商在熱管理領域都有自己的一套技術解決方案，但是最終能否解決換熱問題，防止熱擴散，是衡量技術先進性的重要指標。

打造一個堅固的“堡壘”

在日常用車過程中，地面的障礙物，包括鐵軌、馬路牙子、軟路面和硬物的衝擊等等都有可能對電池造成傷害，如果發生車車碰撞、車物碰撞的交通事故，導致底盤變形等情況，後果更不堪設想。

這時候，電池安全不只是修煉專屬配方、熱管理技術等內功，電池包的外部同樣需要打造一個強大的物理防護“堡壘”。

從知乎拆車實驗室對奧特能電池進行的碰撞試驗來看，奧特能電池從距離地面5米處的高空（約兩層樓），墜落砸向地面上直徑為25。4公分的剛性圓柱上後，開啟外殼，內部電芯幾乎沒有變形，也沒有出現起火情況，連脆弱的雲母板也是完整無損。要知道，這項實驗，比整車柱碰實驗要嚴苛得多，足以說明奧特能電池的物理防護架構十分強悍。

具體來看，奧特能電池採用全新一代的高強度電池殼體，利用多根1500MPA超高強度鋼並以井字形結構進行加固，整個電池包高強鋼佔比61%，超高強鋼佔比37。5%。業內專家存在擔憂的託底部分，奧特能電池也特地加了1000MPA的底部防護，有效增強電池殼外部物理防護的安全係數。

並且，奧特能電池的架構設計是與整車系統相結合而設計產生的，其對整車的扭轉剛度提升約45。8% ，整車帶電池包的扭轉剛度35kNm·度，領先行業水平。此外，在測試上上汽通用也有自己的一套高標準。當下國際的柱碰標準都是考察車側單一位置柱碰能力，而上汽通用以更加嚴格的測試標準和形式，模擬了從A柱到C柱連續多位置柱碰，保證多位置強大的柱碰保護能力。

不僅如此，為了更好保護乘客，在碰撞發生後，奧特能平臺在5秒內即可完成主動放電，確保事故後救援安全。在電池安全事故極端情況發生時，這樣的機制又給使用者的安全加了一道保險。

總結

雖然如今智慧電動汽車產業已然走上正軌，但電池安全仍然是懸在車企頭頂的達摩克里斯之劍。雖然電動車的發明比燃油車更早，但如今作為潛力巨大、蓬勃發展的“新事物”，新能源車毫無疑問是被置於放大鏡下觀察，它們的安全事故遠比燃油車更受關注。

這既是壓在生產電動汽車的公司身上的重擔，畢竟他們有義務來保證購買和使用車輛的使用者的出行安全，同樣這也是他們持續進步的動力。

為了不懈追求更安全的電動出行體驗，奧特能電池集合了專屬配方、七重熱管理技術和強化的全新物理防護架構於一體，由內而外地帶來全方位的電池安全防護。