新能源电池安全必修课,揭秘热失控背后的物理原理
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2025-08-31 03:03:26
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新能源电池安全必修课,揭秘热失控背后的物理原理

8月29日,《张朝阳的物理课》走进重庆赛力斯超级工厂,将抽象的物理原理与新能源汽车的核心安全技术相结合,从锂离子电池的工作机理,到问界“五位一体防护理念”与15重安全技术的实践,张朝阳用科学语言诠释出行安全背后的深层逻辑。

张朝阳在赛力斯汽车总裁何利扬的陪同下,了解到“一体化压铸将车身其中的222个零部件整合为10个核心压铸件,大幅提升强度与稳定性。”

同时,车身还应用2000MPa潜艇级热成型钢、1500MPa热成型钢 与超高强度铝合金,形成从A柱到C柱的笼式结构,并配合11腔体门槛梁设计,为乘员和电池构筑起坚实的安全堡垒。而张朝阳更将这一工艺概括为工业级的3D打印进化版,既轻量化又高强度,能够完美守护电池和乘客。

随后,张朝阳走进位于超级工厂内的宁德时代“厂中厂”,探访电池生产的核心环节。宁德时代产品经理刘辉林介绍:“这里主要为问界全系车型提供定制化电池方案,实现电池生产与整车制造的无缝集成。”在这一模式下,电芯运抵“厂中厂”后,经过激光焊接、AI视觉检测等20余道自动化装配和检测工序完成组装,精度高达0.1毫米,确保电池的一致性与安全性。

赛力斯汽车总裁何利扬补充道:“好马配好鞍,好车配好电池,问界全系搭载宁德时代电池。问界坚持高端路线,必须建立全球领先的产业链。宁德时代‘厂中厂’正是其中的关键一环,实现了电池从电芯到Pack的全程可追溯,质量管控达到极致。”

在课堂环节,张朝阳以《新能源电池安全必修课:问界热失控防护与智能安全》为主题,深入剖析锂离子电池的工作原理与热失控风险。

他以磷酸铁锂电池和三元锂电池为例,形象解释了电池能量转化的过程:正负极通过隔膜分离,锂离子在电解液中迁移,电子经外部电路形成电流,为车辆提供动力。然而,一旦隔膜受损,可能引发短路和剧烈的化学反应,释放大量热量,从而触发热失控。

结合阿伦尼乌斯公式,张朝阳揭示了热失控的本质:反应速率与温度呈正相关关系,温度升高会加速反应,释放更多热量,形成正反馈,最终可能导致热失控。他将热失控过程分为三个阶段——潜伏期(温度低、热量积累缓慢)、加速期(温度快速上升、反应速率陡增)、失控期(达到临界点,引发燃烧或爆炸),使复杂的化学过程一目了然。

在进一步分析电池组的安全路径时,张朝阳结合傅里叶热传导方程,阐释了热量在电池阵列中的传播规律。他指出:热传导系数(κ)越小,热量扩散越慢。问界采用的航空级气凝胶隔热材料,热传导系数低至0.03 W/m·K,大幅延缓单个电芯热失控向整组电池的蔓延。这一技术完美诠释了“掌握安全背后物理法则的防护更精妙”的理念。

当然,问界的电池安全技术在热失控的各个阶段也展现出卓越优势,构建了一套科学与工程完美融合的防护体系。在热失控的潜伏期,问界的智能主动预警系统可持续检测电池状态,实时检测电池的电压、电流及温度等关键参数,敏锐捕捉任何异常信号及时预警潜在风险,犹如一位未雨绸缪的守护者,将潜在风险控制在萌芽状态。

一旦发生异常,热失控进入加速期。电池系统的十五重防护技术,能够有效控制高温和冲击。

在极端情况下,如果电池进入失控期。问界的多层防护网与云端监控系统将协同作战,实时数据分析与快速响应机制无缝衔接,配合智能热管理系统的高效散热功能,迅速疏导热量,最大限度降低风险。一道道技术防护形成一张精密编织的安全网,全方位保障驾乘安全。

最后要说明,安全最主要的是预防,除了电芯电池包设计上采用多项安全设计外,电池还采用宁德时代极限制造,已经实现了PPB级别的单体安全缺陷率,也就是十亿分之一的水平,比行业高出3个数量级,由此在源头保证电池安全。

在互动环节,张朝阳与赛力斯汽车有限公司副总裁龚建勇就电池安全、电控技术和整车防护展开深入交流。

龚建勇形象地比喻:“问界的电池安全体系就像一张五层防护网,从电芯到电池包,到动力系统到整车,最后到云端,层层设防;云端如同‘天眼’,实时守护用户出行安全。”他进一步介绍,问界在电芯隔膜上采用陶瓷涂层,以增强抗刺穿能力;电池包则应用高强度铝型材与框架结构,用于吸收碰撞能量;车身底部还加装低位横梁,防止尖锐物刺穿电池。

同时,龚建勇分享了问界M9在C-NCAP碰撞测试中的表现:不仅获得“超五星+”的成绩,还将正面碰撞速度从行业标准的56公里提升至80公里,碰撞能量达到标准值的2.56倍,充分验证了问界在安全领域的极致追求。

总结:从赛力斯超级工厂的智能制造,到《张朝阳的物理课》的科学表达,复杂的安全逻辑被拆解得清晰易懂。在这场沉浸式体验中,张朝阳用物理视角回答了“为什么安全”,问界则以“

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