變堵為疏,長城汽車釋出大禹電池安全技術

中國古代神話故事中,“三過家門而不入”的大禹治水是非常具有代表意義的一個。

大禹是黃帝的後代,三皇五帝時期,黃河氾濫,鯀、禹父子二人受命於堯、舜二帝,任崇伯和夏伯,負責治水。面對滔滔洪水,大禹從鯀治水的失敗中汲取教訓,改變了“堵”的辦法,對洪水進行疏導,不僅將兇猛的洪水治的服服帖帖,也體現了個人聰明才智。

變堵為疏,長城汽車釋出大禹電池安全技術

長城汽車的“大禹”電池安全技術,正是取自與大禹治水“變堵為疏”的相似策略,以家喻戶曉的神話人物為這項永不起火、永不爆炸的電池安全技術命名。

8大設計理念,全方位多維度安全保障

長城汽車對於電池安全設計的出發點,是照顧到電池及整車系統的全生命週期安全。從核心的電芯化學安全、熱安全,到電池包的機械安全、電氣安全,同時包括整車的功能安全和整合安全,將每一個隱患扼殺在搖籃內。

上文提到的“變堵為疏”是大禹電池技術的主要指導思路,其在電池包內部設計了一套可以將熱空氣、明火等危險物質安全疏導到電池包殼體外部的管路,並在出口處佈置了兩個多層蜂窩結構的壓差排氣閥,避免外界空氣進入電池包內部,引發二次爆燃。

具體來說,大禹電池技術具有8個全新設計理念,包括:

熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧和智慧冷卻。

變堵為疏,長城汽車釋出大禹電池安全技術

熱源隔斷很好理解,也是目前很多主流電動汽車主機廠都在採用的一種基礎安全防護策略,即在電芯外部佈置一層隔熱防火材料,阻止電芯熱失控時引發其他正常電芯的高溫失控。長城汽車在單體電芯周圍使用了一種雙層複合材料,既能隔斷熱源,又耐火焰衝擊,有效解決傳統氣凝膠不耐衝擊的痛點。

模組間的隔熱採用了一種看起來像金屬質感的高溫絕熱複合材料,防護罩設計了定向排爆出口,可以快速將模組內高溫氣體和火焰推出。

雙向換流和熱流分配,便是上面提到的將熱空氣和明火等按預設通道軌跡,安全排出的設計。長城汽車透過搭建燃燒模型、熱力學與流體力學擬合模擬等其他相關技術應用,實現了將“氣火流”在不同結構通道內均勻分佈。

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在這兩項安全設計的幫助下,大禹電池技術可以快速將火源引導至電池包殼體外。流出的出口則是一個多層不對稱蜂窩狀結構的安全通道,這一設計可以實現火焰快速抑制和冷卻,這便是定向排爆和自動滅火。

為消除熱失控過程中的高溫對電芯連線銅排線造成絕緣損傷,並防止高壓起弧損傷金屬箱體,大禹電池技術對高壓連線以及高壓安全區域進行了高溫絕緣防護設計。

變堵為疏,長城汽車釋出大禹電池安全技術

最後的智慧冷卻,是在目前主流的一體式整合水冷溫控系統基礎上,加入了雲端和BMS端的雙監控,確保車輛快速開啟冷卻系統,抑制熱擴散。

高相容,高適配和高開放

大禹電池技術開創性構建了整包級熱失控燃燒模型,實現對高溫氣體和明火的多維度模擬,填補了行業空白,顛覆此前先開發再測試的傳統方式。

根據長城汽車官方實驗,大禹電池在連續三次多個電芯聚集發生熱失控時,監測部位最高溫度已達1037℃,電池包內氣壓最高16Kpa。而經過一系列的熱失控疏解,尾部排出的煙霧最高溫度僅為100℃,電池包沒有明火和爆燃現象發生。

變堵為疏,長城汽車釋出大禹電池安全技術

同時,大禹電池技術與比亞迪刀片電池、廣汽彈匣電池最顯著的不同在於,大禹電池技術更像是一個平臺,可以相容不同正極材料配比,如三元811電池、6系、5系電池,甚至不同材料的磷酸鐵鋰電池等。對長城汽車未來十分廣闊的電動車型佈局,其還可以靈活提供不同能量的電池包,適配不同設計續航里程的車型產品。

根據不同車型定位、產品特點,大禹電池技術可以使長城汽車十分寬泛的在市場主流電芯材料中進行選擇,在不同電量之間進行選擇,更好的平衡設計研發成本,從而在終端銷售上更具競爭力。

此外,為了推動新能源汽車的發展,最大範圍保障使用者安全,長城汽車免費開放了大禹電池技術的數十項專利。

根據官方規劃,大禹電池技術將在2022年全面應用於長城汽車旗下所有新能源系列車型,首搭專案將是長城汽車又一高階品牌“沙龍”的第一款車型。值得一提的是,沙龍品牌將是長城專為高階新能源打造的一個品牌,旗下產品將全部以氫燃料和電驅動為動力。