长城汽车大禹电池承诺:永不起火 永不爆炸_汽车

来源:[db:来源]作者:新闻库来源发布时间:2021-09-25
【车讯网 报道】对于电动车,人们最为关注的,除了续航里程,就是安全。毕竟,谁都不希望新闻报道里的那些起火画面,出现在自己身旁。2021年9月24日,长城汽车在北京举办……

  【车讯网 报道】对于电动车,人们最为关注的,除了续航里程,就是安全。毕竟,谁都不希望新闻报道里的那些起火画面,出现在自己身旁。2021年9月24日,长城汽车在北京举办发布会,首次展示了最新研发成果——大禹电池。该系统拥有数十项核心技术专利,如果电池包出现热失控,可以做到不起火、不爆炸。

  最新研发成果命名为“大禹”,自然是为了彰显大禹治水成功的关键:疏导。众所周知,大禹的父亲也曾治水,但以失败告终。大禹接班后,将父亲的“围堵”改为“疏导”,这才获得成功,名垂千古。事实上,世间的许多事儿,如果用围堵等简单、粗暴的方式对待,结局都不会太好。因为,我们不希望看到的东西,并不会因为"堵“而消失,它肯定永远存在,唯有合理疏导,方能治本。

  在电动车领域中,至今尚无法做到动力电池的绝对安全。尤其是为了满足长续航,许多车型都采用高镍三元电池,因此,解决三元电池的热失控问题,是行业的热点。在这种背景下,长城汽车成功研发出大禹电池技术,布局数十项核心技术专利,实现在电池正常生命周期内永不起火、永不爆炸。

  实现这一目标的关键,在于设计理念的转变——“变堵为疏”。采用“控+导=通”的技术原理。

  其中,“控”是电芯热阻隔、模组级阻隔和绝热材料对比;“导”是灭火盒阻火设计和PACK定向排爆,最终通过定向排爆流场、温度场将气火流按设计通道疏导出去,便可解决因热失控造成的起火与爆炸。

  在研发过程中,将8项全新的设计融入大禹电池——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。

  1,热源隔断

  电芯隔断——电芯之间,采用双层复合材料,既能隔离热源,又耐火焰冲击。

  模组防护——模组之间,采用高温绝热复合材料,可阻止火焰冲击和长时间传热传导。防护罩设计定向排爆出口,能快速将模组内部高温气火流排出,避免模组内部热蔓延。

  2,双向换流

  热失控过程中,会产生高温、高压的气火流。通过对多种类换流通道设计方案仿真模拟,实现换流强度和比例的精准化设计,有效控制热源按预定轨迹流动,减少对相邻模组的热冲击,避免再次引燃。

  3,热流分配

  通过搭建燃烧模型、热力学与流体力学拟合仿真、冲击强度和压力计算等虚拟技术应用,可实现气火流在不同结构通道内的均匀分布。

  4,定向排爆

  这是“大禹电池”最为核心的技术,通过分流、导流、换流等,将火源快速引导至灭火通道并安全排出。目前已攻克了通道内压力和流量均匀化调节的难点,消除了热量集中,使气火流在通道内分层均匀流动。

  5,自动灭火

  在定向排爆出口设置多层不对称蜂窝状结构,实现火焰快速抑制和冷却,并通过多点化、均布化、小型化设计,有效减小体积、降低重量,提升降温效果。

  6,正压阻氧

  根据蜂窝孔径及单位气体质量流量,保持包内压力始终高于包外,避免氧气进入、二次燃烧。

  7,高温绝缘

  为消除热失控过程中的高温对铜排线束造成绝缘损伤,防止高压起弧损伤金属箱体,对高压连接及高压安全区域进行高温绝缘防护设计。

  8,智能冷却

  当电池管理系统识别到电芯已触发热失控,通过BMS和云端双重监控,确保整车快速开启冷却系统,抑制热扩散。采用单张大冷板与箱体集成设计方案,有效避免管路因高温泄漏和爆裂问题,并且根据电芯和模组热失控温度状态,智能调节冷却系统的开闭时间、流速、流量等,实现不同热失控条件下、高效冷却策略。

  在技术层面,“大禹电池”的优势主要体现在:

  1,实现“电芯化学体系全覆盖”;

  2,“任意位置电芯”;

  3,“单个或多个电芯”触发热失控的情况下整包不起火、不爆炸。

  所谓“全覆盖”,指的是大禹电池技术的多元化应用——可容纳中镍、高镍、无钴、铁锂等多种化学体系电池。其中,NCM811三元锂电池系统的能量密度最高可突破190瓦时/千克。

  为了保障安全,大禹电池在研发阶段,有两个亮点:

  第一,开创热失控燃烧模型,从而实现气流和火流多维度拟合仿真,填补了行业空白。因为,在此之前,热失控领域的研发过程,基本上都是先开发再测试,长城汽车所开创的虚拟仿真,开发过程中就能进行测试,不仅效率高,数据获取也更为全面。

  第二,依据GB 38031标准,选取行业公认最具挑战的三元811体系高镍大容量电芯,开展行业内最严苛的测试验证。

  在测试中,连续发生3次多个电芯集聚触发热失控,温度最高达到1037摄氏度,电池包内气压达到3次高峰,瞬间最高气压约16千帕。大禹电池的层层保护不仅经受住了考验,还将外溢烟雾的最高温度控制在100摄氏度以内,避免了二次伤害。

  在研发过程中,大禹电池技术获得数十项专利,长城汽车将它们对全社会免费开放,以推动新能源车的发展,最大范围保障用户安全。

  最近几年,长城汽车纯电、混动、氢能多条路线并举,持续进行饱和式精准研发投入。此次首发亮相的大禹电池,证明了长城汽车在未来的实力。

  据了解,大禹电池技术计划于2022年全面应用,首搭项目为沙龙品牌的第1款车型。