电池包怎么样才能做到又薄又安全？“躺平”是一种方法

更新时间：2024-07-30 作者：米乐客户端

  近日，我们驱车去了一趟距离上海200多公里江苏溧阳。不是为了做续航测试，当然39度天气也不是为了去溧阳泡温泉。

  我们去参观了上汽时代动力电池工厂，看了动力电池生产全过程。工厂占地面积较大，是2017年由上汽集团与宁德时代共同投资建设的重要项目。目前所有上汽品牌的车型电池，包括MG名爵等都是在这里生产。

  在参加之前，我们还试驾了MG Cyberster敞篷跑车，第一感觉是坐姿非常底，像燃油跑车一样的低重心。而除了加速超猛外，悬挂还是挺舒适的，很容易上手。

  随后工程师还对探险家Tunner兄弟横跨欧亚大陆的一辆MG Cyberster进行三电系统拆解。除了车身结构，我们也看到了这块超薄的电池包。

  MG Cyberster本身是基于上汽星云平台打造，这也是国内首个纯电专属的梯度化超级平台，这样的平台下的产品都是上汽在电动化的主力产品。

  对于跑车来说，电池包的防护和布置很重要。一方面要避免“过厚”的电池对于车内空间的侵入，影响乘坐空间上的舒适度和跑车的坐姿。另一方面跑车的离地间隙较低，还必须做到高等级的安全保护。

  而我们来溧阳的另一个目的，就是看现场看一下这块上汽MG魔方电池所用到的安全技术。

  传统电池包一般都采用立式电芯设计，立式电芯在高度方向上被电芯壳体的顶盖厚度、底托片厚度等占据，所以电池包的会比较厚。

  魔方电池采用电芯平躺放置的设计。这种设计明显降低了电池包的竖向高度，为车内乘客释放出更多的空间，同时保证了底盘的通过性。现场看来，魔方电池包甚至比一罐可乐还要薄一些。

  在安全上，躺式排布电芯设计最大的作用是能够降低电芯之间有效接触面积，减小热传递通道，来提升了电池包的整体安全性。

  上汽的工程师提到：躺式电芯之间除了上下两个是大面接触外，其余都是小面接触。小面接触的热失控风险远低于大面接触，所以说躺式电芯的失效往往局限于1-2个电芯，不会发生传统立式电芯多米诺骨牌式的连锁反应失效。

  另一种说法是，电芯平躺放置后，其喷发口不再向上，而是侧向喷发到底部托盘结构上。这避免了立式电芯热失控时向上喷发可能带来的安全隐患。

  不过电芯躺平了以后，对设计难度也提出了另一种挑战。电池使用时间长了，也会发生一定的膨胀，所以电池包上下盖板一定要采用一定的柔性设计。

  魔方电池采用柔性约束的方式对电芯做固定。这种方式通过上下两层薄壁的柔性压板配合柔性的结构胶来实现对电芯的约束。这种设计能够自适应电芯的膨胀过程，降低电芯受力情况，从而明显提升电池的循环寿命。

  而为了实现柔性约束技术，上汽与陶氏化学共同研发了专属的结构胶配方，并进行了大量的测试和验证工作。在上汽时代动力电池工厂，我们正真看到了自动涂胶机器人在工作，非常有意思。

  当然电池安全还有别的技术，例如电芯之间的隔热问题，防止热失控时热量快速传递到另一块电芯。

  在魔方电池中，电芯的侧面加上了气凝胶阻燃材料，实现物理热量的隔离，确保如果单个电芯热失控后，延缓向相邻的电芯蔓延。

  最后当电芯不幸发生热失控后，会产生大量的高温气体，需要让这些高温气体找渠道排放，避免导致电池包爆炸。

  所以魔方电池包内部有三个模组，模组与模组之间、组侧面与电池包壳体之间都留有高温度高压力气体导流通道，最终通过电池包壳体上面的泄压阀排出电池包。

  但无论如何，动力电池安全无小事，除了设计以外，还需要产业链上下游企业一同努力。从材料选择、结构设计、生产的基本工艺、热管理、安全监测等多个角度入手，才能降低动力电池失控的概率。