长城汽车“大禹电池”的横空出世 再一次把动力电池安全推升到全新高度

企业新闻 2021-07-02
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6月29日，在长城汽车第八届科技节上，有一枚重磅彩蛋曝光！长城汽车研发副总经理李树会宣布，长城汽车以“大禹治水，变堵为疏”为构思，成功研发出号称“零热失控”的“大禹电池”，能够有效解决不同化学体系电芯热失控之后的起火、爆炸问题。

安全一直是行业和消费者最关注的问题之一，有各种原因会引起电池安全事故。一旦在一个电池中诱发热失控之后，会在整个电池系统中间蔓延，最后形成事故。所以为了追求高能量密度和高续航里程，越来越多的车企采用镍成分比例较高的三元锂电池，从“532”到“622”，再到“811”，维持电池稳定性的钴锰成分仅占约20%，在续航里程大幅提高的同时，电池安全性风险也在增大。从电池热稳定性来看，三元锂电池热失控温度低于300℃，对电池管理系统要求非常高，需要防过热保护装置和电池管理系统来保护电池安全。

长城汽车“大禹电池”的首次亮相，似乎宣判了811高镍电池热失控问题的死刑。该电池采用三元811大容量高镍电芯，通过多梯次换流系统、快速极冷抑制系统、多级定向排爆系统、灭火盒系统等全新设计，让电池在热失控情况下实现不起火、不爆炸，所排出的烟气温度也控制在100摄氏度左右。

“大禹电池”已经获取数十项核心技术专利，采用八大全新设计理念。据李树会介绍，“大禹电池”采用大容量三元811高镍电芯，任意位置、多电芯触发热失控情况下不起火不爆炸。

长城汽车研发副总经理 李树会

依据《电动汽车用动力蓄电池安全要求》，试验视频显示，三元811高镍大容量电芯用加热触发方式，在模组中间电芯触发、温度高达1037摄氏度且瞬时气压16kpa的情况下，排除烟雾温度低于100摄氏度，无明火外溢和爆炸爆炸现象。

“大禹电池”设计融入8项全新设计理念——“热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧、智能冷却”设计，并布局数十项核心技术专利，主要覆盖热源抑制、隔离、冷却、排出等领域。

热源隔断：电芯间采用我司全新开发的双层复合材料，实现既能隔离热源，又耐火焰冲击，有效解决了传统气凝胶不耐冲击的痛点。

双向换流：热失控过程中会产生大量高温、高压气火流，通过双向换流可实现热源在电池包内安全流动，减少热源对相邻模组热冲击，避免二次引燃。

热流分配：通过燃烧模型、热流体力学、冲击强度和压力计算等应用研究，可实现气火流在多种结构通道内的均匀分布。

定向排爆：结合电芯防爆阀位置，设计热失控后气火流路径，并通过分流、导流，双向换流将火源快速引导至灭火通道并安全排出。同时对高压连接及高压安全区域进行高温绝缘防护，消除高压起弧危险。

自动灭火，正压阻氧：在定向排爆出口设置多层不对称蜂窝状通道，可保持包内压力始终高于包外，避免因氧气进入导致二次燃烧。

智能冷却：当电池管理系统有效识别电芯已触发热失控，通过BMS和云端双重监控，整车可快速开启冷却系统并抑制电池热扩散。

中国电动汽车百人会副理事长董扬对媒体表示：“我认为长城汽车这个技术有很强的实用性，希望大家关注，希望能够推广”。

长城汽车官宣，“大禹电池”计划于2022年全面应用于长城汽车旗下产品，同时面向下一代全新电动车平台，基于电池PACK与整车深度融合，将动力电池安全提升到全新高度。此外，“大禹电池”还将为全行业免费开放专利。

为了解决电池安全问题，各个车企可谓绞尽脑汁。其中，广汽埃安和岚图汽车相继发布了弹匣电池和三无琥珀电池技术，旨在防范电池爆炸及热失控等难题。此次长城汽车“大禹电池”的横空出世，再一次把动力电池安全推升到全新高度。
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文章转自“EV视界”。
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（点击上图阅览《汽后视界》杂志第83期）
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