长城大禹电池揭秘变堵为疏的技术突破:让所有电动车都不起火、不爆炸

  • 发表于: 2021/09/25 19:50:00 来源:车云网

严格来说,这不是一种新电池,而是通过设计,让电池出现热失控之后,在车外来看不起火、不爆炸,根据长城的介绍,它适用于市面上所有的电池,并且向所有人开放了专利技术。

文丨AutoR智驾  王硕奇

电动车起火和自燃的事件也许在未来几年内就可以完全消失。

不同于燃油车,由于动力电池的存在,新能源汽车安全问题一直困扰着大家。于是比亚迪、埃安先后推出了刀片电池和弹匣电池,如今,长城汽车大禹电池也要来了。

该项技术将于2022年全面应用,首次搭载在沙龙品牌第一款车型上。

官方表示,大禹电池可实现电芯化学体系全覆盖,任意位置的单个或多个电芯触发热失控的情况下保证电池包不起火、不爆炸。

从命名上说,大禹电池的原理也可知晓一二,大禹治水的原理为变堵为疏 ,此次长城把水变成了火,将电池失控后的气火流按照设计通道安全导出电池包外,从而避免电池包出现热失控起火和爆炸的情况。

长城汽车动力电池设计总结曹永强对大禹电池的核心技术进行了深入的揭秘。

根据曹永强的介绍,长城汽车从单体、模组、电池系统、整车四个层级,电芯测试、系统匹配、安全设计、虚拟仿真、测试验证等多个维度,矩阵式设计理念实现电池热失控安全防护。大禹电池技术有8项核心设计理念,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。

大禹电池采用“控+导=通”的技术原理,控是电芯热阻隔、模组级阻隔、绝热材料覆盖,导为灭火盒阻火设计和PACK定向排爆,最终通过定向排爆流场、温度场、阻火盒、传导传热四个方面实现排爆、降温、导热等。

长城汽车为大禹电池构建了“4层5维”的底层安全矩阵,来实现电池热失控安全全防护。“4层”包括电芯、模组、电池系统、整车四层匹配,“5维”包括电芯测试、系统数据、安全设计、虚拟仿真、测试验证五个维度设计理念。

长城官方称:他们为大禹电池开展了行业内最为严苛的测试验证,选取行业内公认最具挑战的的三元811体系高镍大容量电芯,并对模组的中间两个电芯进行加热测试,这也是全球最严苛的测试方式。

当前的新能源汽车主流的电池有两条技术路线,一个是三元锂电池,一个是磷酸铁锂电池。

从电池特性来看,磷酸铁锂电池高温下安全性相对更优,但低温续航缩水明显,且能量密度相对较低。而三元锂电池的低温放电性能和能量密度明显高于磷酸铁锂电池,但随着镍含量的提高,正极材料的稳定性也随之下降,导致热失控引发电池自燃风险上升。

这也就是说长城解决了811的电池之后,更加安全的磷酸铁锂电池也会变得更加安全。

在加热测试中连续发生3次多个电芯集聚触发热失控,实验结果显示,当大禹电池发生热失控时,气火流会迅速排出,让电池包内最高气压仅为16kPa,远低于50kPa的工业标准,成功实现了不起火、不爆炸的目标。同时,尾部的灭火盒设计,将外溢烟雾控制到100℃以下,避免对周围产生二次伤害,用实际结果证明了“疏比堵好”。

可以说长城汽车通过一系列的设计,让电芯在电池内即使是热失控,也不会造成严重的后果,用设计将爆炸的能量最终分散到没有威胁的程度。

此外,长城表示为了推动新能源汽车的发展,最大范围保障用户安全,将会把大禹电池作为一项公开性的专利,向全社会免费开放,这也就意味着汽车行业都可以共享其研发成果。

在碳达峰、碳中和的大背景下,未来长城汽车的规划也更加宏伟。长城汽车将投身化石能源到可在生能源的转型中,推动全系产品向电动化转型,目标到2023年欧拉品牌成为新能源细分市场第一、全球销量超过100万辆,2025年全球销量400万辆、新能源汽车占比达到80%,力争2045年企业实现碳中和。

而在规划中,电池的安全就显得尤为重要,此次长城大禹电池更像是一种新思路,不在现有条件下追求电池的100%安全,而是通过设计与材料的进步,让单个电芯爆炸不能够造成严重后果。

“堵不如疏”、“变堵为疏”是祖先为我们留下的大智慧,这一几千年前的思想至今依旧能为我们在解决难题时提供指导。

未来首次搭载大禹电池的沙龙品牌将是长城专为高端新能源打造的一个品牌,旗下产品将全部以氢燃料和电驱动为动力,而大禹电池也正在多款实车上进行测试,根据官方的消息,目前各项指标均达到了极高的安全标准。

根据不同车型定位、产品特点,大禹电池技术可以使长城汽车十分宽泛的在市场主流电芯材料中进行选择,在不同电量之间进行选择,更好的平衡设计研发成本,从而在终端销售上更具竞争力,成本与安全和能量密度的不可能三角,现在似乎找到了合适的解决方案。


相关标签:
星云号
  • 车云星
  • 空间站
  • 福特星球
  • 虫洞

加料 /

人评论 | 人参与 登录
查看更多评论