高空跌落钢针穿刺,上汽通用的奥特能电池

安全一直是电动车最敏感的话题，电动车的安全又格外聚焦于电池。虽然燃油车汽油和电动车电池，理论上都需要进行周到的安全防护，但是电池的化学特性决定了一旦发生安全事故，电动车自燃甚至爆炸的过程会比燃油车更快，伤害也会更大。

近期，上汽通用的全新奥特能电动车平台，经受了一系列针对电池的严格考验。这其中既有验证电池内部防范热失控能力的针刺测试，也有衡量外部物理“抗击打”能力的高空跌落测试，这两种测试，有一个共同的特点，那就是比目前法规要求的测试标准更严格，对奥特能电池来说，是一场大考。

比法规要求更严格的测试，奥特能电池表现如何？

国标的电池包热失控（含针刺或加热）测试条件要求是在大于0℃环境下，钢针扎入电芯引发电芯局部热失控，如果电池包静置5分钟后，不起火、不爆炸，就可顺利过关。而上汽通用汽车采用通用全球试验标准——奥特能电池的测试环境温度是48℃，相当于在中国最热的新疆吐鲁番来进行测试，在钢针刺入电池包后，受到挤压的电芯产生的高温气体迅速排出，除了穿刺点周围的电芯出现升温外，电池包其余部分几乎没有温度变化，更谈不上起火和爆炸了。在穿刺结束后，电池包还进行了50分钟的静置，全程没有二次升温，成绩远远优于国标推荐值。

而在知乎进行的整包跌落测试中，奥特能电池包被吊装在五米的空中，以自由落体的方式砸向地面事先固定好的钢管，这种测试方式和整车测试中的侧面立柱碰撞很相似，但效果更一目了然。

在整车碰撞测试中，电池包隐藏在车身内部，撞击力被车身分化瓦解后，传递到电池包上的力量势必有所削弱，但是在知乎对奥特能电池做的高空跌落测试中，电池包失去了车身屏障，直接和地面上的钢管硬碰硬，自由落体的时速也比整车测试中的车速更快。不过奥特能电池也完全不怵，撞击完成后，除了壳体产生变形外，内部结构仍然完好，甚至最脆弱的云母片都没有碎裂。

扛得住苛刻考验，源于七道防火墙的加持

针刺之所以难，是因为钢针刺入电池包时，会引起电池组内部短时间剧烈的化学反应变化，从而造成热失控，如果这种热失控得不到有效抑制，就会很快蔓延整个电池包，引起严重后果。针刺试验在近两年频繁成为热点话题，甚至一度引发了不同汽车品牌之间的互掐大战，其原因就在于这项测试的严苛程度，且并非所有电动车都能hold得住。

虽然在实际生活中，几乎不可能出现用钢针将电池包故意刺穿的情况，但在真实的电动车起火爆炸事件中，往往也是起源于某个电芯的故障并在短时间内导致整个电池包的热失控，最终酿成事故的。所以针刺试验相当于用一种不可能的方式，模拟了可能产生的危险。

奥特能电池采用的是高镍的专属电芯配方，理论上能量密度更高，但也意味着化学特性非常活泼。能在针刺试验中稳如泰山实属难得，也证明其采用的七重热管理技术功不可没，从各个方面实现了电池组状态的实时监测，和整个电池包精准电化学性能和温度管理。要管理好电池，首先得知道电池的状态，奥特能电池的实时智能监控系统，集成气压、温度、电压三重传感器，7*24小时监控电池状态，即使在整车休眠状态下，系统的监控传输速率也高达ms，快速监测才能快速发现问题。

其次在电池包内部，采用了更精确的物理隔绝和液冷系统。奥特能电池的每个模组都配置独立的液冷板，模组内的每个电芯之间，以及电池包上盖与乘员舱之间，都布置了纳米级的航天材料“气凝胶”，这种广泛应用在空间站、宇宙探测器上的材料可以说是目前人类掌握的最轻（3km/m）、隔热效果最好的耐高温材料。

所以在针刺测试中，我们会看到除了被钢针直接扎穿的电芯外，其他电芯温度几乎不变，就是因为每一片气凝胶就是一道隔绝温度的墙，热失控的那枚电芯，不会将热量传递给它的邻居们，每个模组的液冷板可以快速进行冷却工作，保证了电池包的整体安全。至于气凝胶的隔热作用有多强？知乎实验室的喷火实验就格外直观，有气凝胶在手，“铁砂掌”神技瞬间练就。

在电芯被针扎的过程中，除了热量，还会产生大量高温高压气体，此时电池包就如同一口烧滚的压力锅，如果气体排不出去，突破了极限就会爆炸。因此奥特能电池设计了原理与压力锅安全阀相似的快速排气通道和大面积防爆阀，能将高温、高压气体快速排出。同时电池包内部的高压元器件都包覆绝缘阻燃材料，防止高压电气拉弧，避免因空气电离成为导体而造成二次伤害。

高强度物理架构，给电池套上金钟罩

除了电池内部的七重防护，奥特能平台还为电池包研发了坚固的物理架构，相当于在电池外部套上了一层金钟罩。

在整车安全上，我们常常可以看到各类高强度钢材，奥特能平台的电池包同样采用了这些高强度材料，例如在关键部位采用了Mpa~Mpa的超高强度钢，电池包激光焊接长度超过37米（很多整车都做不到），整包抗挤压性能是国标的3倍。

和针刺试验一样，奥特能电池的碰撞强度同样以高于国标的标准进行研发。在整车碰撞中，侧面碰撞是常设项目，但是整车的侧碰是固定位置固定角度，和现实生活有一定差距。上汽通用在研发电池包架构时，从实际场景出发，模拟A柱到C柱连续多位置柱碰，考察电池包各个位置的强度，就如同知乎的五米高空跌落试验，电池包无论以何种角度与地面钢管碰撞，都能保证安全。

除了侧面碰撞，出入地库、颠簸路面等复杂路况下的底盘磕碰，也就是俗称的“托底”，在过往几年的电动车事故中也占据了相当比例，奥特能平台对这类非法规考核，但更贴近用户实际的隐患，同样思虑周全，甚至还考虑了底部球击和过铁轨等场景，在硬件结构上扎紧篱笆。

写在最后

到年，基于奥特能平台，上汽通用旗下三大品牌将形成10款全新电动车的强大阵容，而首款产品——凯迪拉克LYRIQ在今年即将开始交付。除了33英寸环幕式超视网膜屏、全新一代SuperCruise超级辅助驾驶系统等令人瞩目的科技，以奥特能平台的电池技术为代表的安全科技，也将成为实现绿色智能化出行的重要拼图。