选择18650电芯作为电动汽车动力电池的技术路线,国内外整车厂均有尝试并取得阶段性成果。已量产的有特斯拉、江淮、新大洋等,在研的有北汽、广汽、长城、长安等。
表1 国内外主要整车厂使用18650电池统计一览表
整车厂 | 车型 | 电芯厂商 | 热管理方式 | 状态 |
特斯拉 | Roadster | 松下 | 水冷 | SOP |
Model S | 松下 | 水冷 | SOP | |
江淮 | iev5 | 力神 | 风冷 | SOP |
iev6 | 三星 | 风冷 | VP | |
北汽 | C50EB长航 | 三星 | 风冷 | VP |
新大洋 | ZD2 | 振华/LG/三星 | 无 | SOP |
长城 | C30 | LG/三星 | 风冷 | EP |
广汽 | A62 | 三星 | 风冷 | R&D |
长安 | PN101 | 三星 | 无 | R&D |
在江淮汽车看来,之所以选择18650电池,更多从安全角度考虑。
1)18650电池是最早、最成熟、最稳定的锂离子电池之一,其生产一致性和安全性都达到了相当高的水准。
2)电芯结构设计确保电池失效以正确的方式释放压力及能量。双向安全阀壳体结构,保证电池内短路不起火、不爆炸。
图1 电池单体双向安全阀门结构设计
3)单只电芯储存能量有限,一旦失效不会殃及其他模块而引发热失控。模组安全结构设计,单体间距3mm,模组间有4mm宽排气通道,确保电芯失效不会引发电池包热失控。
图2 模组安全设计
4)诊断策略提前识别不同程度的自放电异常电池,上报远程服务系统,开展主动服务和年度健康检查,维护存在安全风险的电池单体,避免电池起火造成的财产损失。
表2 单体失效模式应对策略
单体失效模式 | 识别策略 | ||||||
模式 | 层级 | 原因 | 1级 | 2级 | 3级 | 4级 | 5级 |
模块自放电自检 | 均衡异常开启 | 模块间压差自检 | 充电模块电压异常跳变 | 年度健康检查 | |||
自放电异常 | A级 | 单体内部短路电阻
>50Ω |
√ | √ | √ | ||
B级 | 单体内部短路电阻
4Ω-50Ω |
√ | √ | ||||
内短路 | C级 | 单体内部短路电阻
0Ω-4Ω |
√ | √ | |||
功能性能失效 | D级 | 漏液,鼓胀,对外连接断路 | √ | √ |
总之,基于18650成熟的成产工艺,结合单体、模组结构、诊断策略等方面设计,可以确保小安时18650电池可以安全可靠地应用在电动汽车上。
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