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業(yè)面臨的關鍵挑戰(zhàn)。來自深藍汽車的張友群團隊作為國內首批專注電池安全研究的團隊之一，應用多項行業(yè)首創(chuàng)技術，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)領先水平。

　　環(huán)境特殊

　　戴著防毒面具搞研發(fā)

　　達到行業(yè)領先水平，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的防護設備說，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。由于電池包的結構已被破壞，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，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用研究，量產出“不爆炸、不起火”的“金鐘罩”電池。

　　2023年末，“金鐘罩”電池一經推出，各項性能令業(yè)內感到震撼——

　　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生產力，在這個新領域、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生大量高溫氣體等，導致周圍的電池熱失控;高溫物質若通過排氣閥排出，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。

　　高溫物質是無孔不入的，但如果能夠在電池包內設計一些“通道”，引導這些高溫物質去溫度較低的地方，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計流道結構，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，且反應速度更快。

　　此外，張友群團隊還在電池包防爆閥上設計了特殊裝置，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電池安全的數(shù)百個關鍵技術點，獲得40余項相關專利。他們還創(chuàng)新性地設計了小型工裝，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，通過建模預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，經過反復測試，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’技術電池將于今年3月量產。”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。