創(chuàng)新設計“變堵為疏” 長城汽車大禹電池“真金不怕火煉”

　　安全，是汽車最重要的口碑之一。

　　在道路交通事故中，汽車本身的安全性能是不可忽視的因素；對消費者而言，汽車的安全性能，是購車時考慮的重要因素。

　　新能源時代，對汽車的安全提出了新的考驗。據不完全統(tǒng)計，僅2021年1-5月，國內共發(fā)生電動汽車起火事故34起，涉及車輛數目38輛。

　　電池安全亟待重視

　　新能源汽車的安全，焦點在于電池安全。今年，《電動汽車用動力蓄電池安全要求》正式實施，提出了“電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內不起火不爆炸”的硬性標準，為電池安全樹立了更為具象的底線要求。

　　為此，長城汽車推出大禹電池，取法大禹，“變堵為疏”，布局數十項核心技術專利，主要覆蓋熱源抑制、隔離、冷卻、排出等領域，保障電池不起火、不爆炸，向著“零熱失控”邁出了堅實的一步。

　　長城汽車成功研發(fā)大禹電池

　　新能源汽車電池，以磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池為主。

前者安全性能相對較高，但能量密度低、耐低溫性差等問題制約了它的發(fā)展。后者能量密度高，低溫性能穩(wěn)定，是目前大多數一線乘用車品牌的首選。其中，NCM811電池，即正極材料中鎳鈷錳的含量比例為80%：10%：10%的三元鋰電池，能量密度最高，最具有技術含量，成為了國內多家電池企業(yè)的重點布局。

　　能量密度比是把雙刃劍，高能量密度，需要付出安全穩(wěn)定性低的代價。對此，各大廠商都有自己的“獨門法寶”。

　　三元鋰電池常見的方法，是通過正極摻雜改性、陶瓷涂層、特制電解液等技術來提升安全性，隔熱阻燃；而“堵不如疏”，長城汽車的大禹電池則另辟蹊徑，對電池進行創(chuàng)新設計，以熱流分配為核心，定向排爆，疏散熱量，即使在極端條件下，也能確保安全。

　　以特斯拉為例，其在NCM811型電池組內部植入了電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，簡稱BMS），對電芯進行監(jiān)控、管理，除電壓、電流狀態(tài)外，還監(jiān)測電池組各部分的溫度，配合自帶的溫控系統(tǒng)，對電池各部分的冷卻進行控制，維持各部分溫度在最合適的工作溫度范圍內。同時，特斯拉在電池包里布置了“分區(qū)自動空調”，由BMS控制液冷系統(tǒng)，實現分區(qū)的溫度控制。

　　國內的諸多廠商，也在BMS的基礎上，運用了多重保險絲、繼電器、MSD手動維修開關等方式共同管理電池，突發(fā)情況下可以自動切斷電源，以提高NCM811電池的安全性。

　　除此之外，各大車企還采用了電芯和模組間增加耐高溫絕熱材料、多點布置防爆閥以及主動開啟高效冷卻系統(tǒng)等多項技術，整車層級也在積極尋求系統(tǒng)性的解決方案，在穿刺及高溫情況下，控制起火規(guī)模，實現物理上的隔熱阻燃，但因為電芯仍面臨內部缺陷、一致性差異、電池濫用等挑戰(zhàn)，無法做到絕對的“零熱失控”。

　　在此基礎上，長城汽車研發(fā)“大禹電池”，以突破性的設計理念，采用對氣火流疏導的方式解決熱失控發(fā)生后的起火、爆炸問題。

　　長城汽車的大禹電池通過熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻等八大全新設計理念，保證在“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”“單個或多個電芯”觸發(fā)熱失控的情況下都能實現不起火、不爆炸。

　　大禹電池先進技術應用

　　當電芯內部溫度異常升高的時候，車輛BMS系統(tǒng)和云端雙重監(jiān)控將迅速介入，開啟冷卻系統(tǒng)進行降溫；隔熱性能優(yōu)異的雙層復合材料，可確保熱量不擴散，實現熱量的隔離；雙向換流技術讓熱流、氣火流在創(chuàng)新設計下定向分流，沿排熱通道迅速排出，不影響其他電芯；其排爆出口的特殊設計也可避免氧氣倒灌，避免二次燃燒。源頭上抑制，過程中疏導，有效阻止了起火、爆燃的發(fā)生。

　　大禹電池采用了全球最嚴苛的方式測試811電池，在模組的中央，以加熱方式觸發(fā)多個電芯，模擬最極限最危險的場景。測試中，在創(chuàng)新設計下，電芯內部熱量被迅速導流，僅有三組電芯過熱，核心位置為約1000℃；氣火流迅速排出，讓電池包內最高氣壓僅為16kPa，遠低于50kPa的工業(yè)標準，成功實現了不起火、不爆炸的目標。同時，尾部的滅火盒設計，將外溢煙霧控制到100℃以下，避免對周圍產生二次傷害，用實際結果證明了“真金不怕火煉”的理念。

　　大禹電池通過嚴苛安全測試

　　相比之下，比亞迪則采取了另一條截然不同的設計思路。今年新推出的刀片電池選擇了安全性更高的磷酸鐵鋰電池，并以減少模組、單體電池陣列排布等方式，提升體積利用率，進而改善磷酸鐵鋰電池天生能量密度較低的問題，但至于低溫性能與實際產品表現究竟如何，仍需要通過后續(xù)市場的檢驗才能知曉。

　　值得一提的是，長城汽車大禹電池計劃于2022年全面應用，面向下一代全新電動車平臺，應用于旗下新能源系列車型，將動力電池安全提升到全新高度。

　　同時，長城汽車承諾對全社會免費開放“大禹電池”專利，以實際行動踐行企業(yè)的社會責任，推動新能源汽車產業(yè)的發(fā)展，以人為本，最大范圍保障用戶安全。