人物名片：張友群 深藍汽車(chē)電池安全開(kāi)發(fā)高級經(jīng)理
行業(yè)現狀：隨著(zhù)新能源汽車(chē)迅速發(fā)展，電池安全已成為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)面臨的關(guān)鍵挑戰。來(lái)自深藍汽車(chē)的張友群團隊作為國內首批專(zhuān)注電池安全研究的團隊之一，應用多項行業(yè)首創(chuàng )技術(shù)，將新能源汽車(chē)電池安全提升到一個(gè)新的高度。
2024年12月26日，深藍汽車(chē)第三方電池實(shí)驗場(chǎng)地里，一次電池熱失控實(shí)驗剛剛完成，整個(gè)場(chǎng)地充滿(mǎn)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(chē)展廳內展出的“金鐘罩”電池模型。記者 何慶渝 實(shí)習生 余美娟 攝\視覺(jué)重慶
“這是我們在2024年完成的第126次新能源汽車(chē)動(dòng)力電池安全測試，結果令人振奮!”張友群說(shuō)。
這次實(shí)驗證明——深藍以及長(cháng)安全系研發(fā)的新一代“金鐘罩”電池樣品，不僅實(shí)現了“不起火、不爆炸”，更突破性地達到“不冒煙”的行業(yè)領(lǐng)先水平。
環(huán)境特殊
戴著(zhù)防毒面具搞研發(fā)
達到行業(yè)領(lǐng)先水平，張友群和他的團隊用了6年時(shí)間。
其間，首先要克服的，就是電池燃燒時(shí)產(chǎn)生的那股刺鼻的臭味。
“那個(gè)氣味真的是終生難忘。”張友群指著(zhù)實(shí)驗室內的防護設備說(shuō)，電池燃燒完畢、排放煙氣后，還會(huì )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(jué)神經(jīng)是個(gè)大挑戰。有些新接觸實(shí)驗的人，前幾次都會(huì )被這臭味熏得狂吐不止;而且每次實(shí)驗后，這個(gè)味道還會(huì )在衣服上殘留好幾天。但時(shí)間一長(cháng)，大家也都習以為常了。
“甚至我們在放長(cháng)假時(shí)，還時(shí)不時(shí)懷念起這個(gè)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(shí)驗結束后，他們立即要穿上像消防服一樣嚴實(shí)的防護服，去拆電池包。由于電池包的結構已被破壞，沒(méi)有五六個(gè)小時(shí)根本拆不完，因此，一趟實(shí)驗下來(lái)，他們往往全身都被汗水浸透了。這樣的實(shí)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(shuō)，當他在2018年國慶節后接到任務(wù)，組建長(cháng)安汽車(chē)第一支專(zhuān)門(mén)的電池安全研發(fā)團隊時(shí)，就意識到自己的工作責任重大。
“那時(shí)候新能源汽車(chē)才起步，時(shí)不時(shí)傳出電池起火的新聞。”張友群覺(jué)得，如果不能解決電池的安全性問(wèn)題，消費者就會(huì )對新能源汽車(chē)心存顧慮。
6年間里，張友群和團隊每年要做超過(guò)一百次電池實(shí)驗，企業(yè)也為此投入數千萬(wàn)元，并最終弄清了電池熱失控的機理，并同步開(kāi)展一系列針對性應用研究，量產(chǎn)出“不爆炸、不起火”的“金鐘罩”電池。
2023年末，“金鐘罩”電池一經(jīng)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(méi)有出現起火或爆炸;被水淹沒(méi)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140秒，2小時(shí)后也并未發(fā)生爆炸。這些實(shí)驗標準和結果，均大大超過(guò)國家標準。
“我們不是在孤軍奮斗。”張友群表示，我國新能源車(chē)企越來(lái)越注重電池安全，紛紛在相關(guān)研發(fā)上加大投入力度，新能源汽車(chē)安全性不斷提升。數據顯示，2023年第一季度，我國新能源汽車(chē)自燃概率已下降到萬(wàn)分之0.44，低于燃油車(chē)的萬(wàn)分之0.58。
面對挑戰
用新思維解決新問(wèn)題
新能源汽車(chē)是典型的新質(zhì)生產(chǎn)力，在這個(gè)新領(lǐng)域、新賽道出現的問(wèn)題，通常都是新問(wèn)題。
張友群和團隊每年要做超過(guò)一百次實(shí)驗，幾乎每次實(shí)驗都會(huì )遇到新問(wèn)題。他們是如何解決這些新問(wèn)題的呢?
答案是：用新思維。
在深藍汽車(chē)技術(shù)展廳，張友群挨個(gè)展示他們的研發(fā)成果，如數家珍般介紹著(zhù)團隊的創(chuàng )新思維。
一個(gè)電池模組過(guò)熱會(huì )產(chǎn)生大量高溫氣體等，導致周?chē)碾姵責崾Э?高溫物質(zhì)若通過(guò)排氣閥排出，也可能引燃車(chē)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(zhì)降溫，就能避免上述情況。”張友群說(shuō)。
在一次電池包過(guò)熱實(shí)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(chǎng)景一下就打開(kāi)了他的思路。
高溫物質(zhì)是無(wú)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(zhì)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(lái)時(shí)溫度很高，但落下來(lái)時(shí)就冷卻了。”張友群說(shuō)。
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(shí)還能控制氣體噴射的方向。
面對新問(wèn)題，應用新思維來(lái)解決的案例還有很多。
例如，要識別電池包是否出現熱失控，行業(yè)過(guò)去一般采用專(zhuān)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(mén)打開(kāi)瞬間識別電池異常。
憑借這股創(chuàng )新勁頭，在開(kāi)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(guān)電池安全的數百個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，獲得40余項相關(guān)專(zhuān)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(guò)程，同時(shí)引入仿真技術(shù)，通過(guò)建模預測電池的熱失控行為，大大減少實(shí)驗次數，降低了一半的實(shí)驗成本。
安全第一
據理力爭說(shuō)服決策層
上述技術(shù)創(chuàng )新，在深藍汽車(chē)和長(cháng)安各系列新能源車(chē)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(chē)從橋上跌落，電池受到嚴重撞擊，但依然保持完好。”張友群說(shuō)起這事時(shí)，既有些自豪，也有些慶幸。
張友群介紹，隨著(zhù)消費者對新能源汽車(chē)續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(chē)搭載的主流電池型號也在不斷進(jìn)化。此前，某新型電池相對能量密度較高，為一些車(chē)企所青睞。
然而，在當初決定深藍汽車(chē)是否選擇該型電池時(shí)，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(shuō)，經(jīng)過(guò)反復測試，他們發(fā)現該型電池的安全風(fēng)險實(shí)在太大。
“電池項目組希望展現長(cháng)安的技術(shù)實(shí)力，要求我們追求更高的能量密度。”張友群坦言，當時(shí)壓力真的很大。他和團隊據理力爭，最終說(shuō)服了公司決策層，采用了風(fēng)險更低的電池型號。
在當時(shí)業(yè)內一些人看來(lái)，這個(gè)決定是一種倒退。但隨后的市場(chǎng)表現顯示，率先采用該型系列產(chǎn)品的某些品牌確實(shí)出現了不少電池安全問(wèn)題，而長(cháng)安的產(chǎn)品卻保持著(zhù)極低的事故率。
例如，2024年7—8月的數據顯示，在發(fā)生24起底部碰撞事故的情況下，長(cháng)安深藍系列車(chē)型實(shí)現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(shù)電池將于今年3月量產(chǎn)。”張友群指著(zhù)實(shí)驗室里的最新樣品說(shuō)，這是全球首創(chuàng )，也會(huì )將電池安全提升到一個(gè)新的高度。
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