效仿大禹治水 长城大禹电池技术解析

2021-09-24 13:17:43来源:作者: 网络阅读量:

  [汽车网 电动车技术]  电动车想要赢得更多人的青睐,续航和安全是最急需解决的两大痛点。但从现有技术上来看,更安全的磷酸铁锂电池却在续航方面有些捉襟见肘,高镍三元锂电池能让NEDC续航轻松突破700km,随之而来的电池热稳定性下降又容易引发起火自燃。难道就没有一种能兼顾安全与续航的电池吗?长城汽车从古人的智慧中汲取灵感,交出了“大禹电池”这一答案。


●30秒快速了解全文:

  1.热蔓延引发的连锁反应,是动力电池起火甚至爆炸的罪魁祸首

  2.“大禹电池”效仿大禹治水“堵不如疏”的思想,有效排出电芯热失控产生的热量

  3.首款搭载“大禹电池”的将是沙龙品牌的第一款车型

●跟“大禹”什么关系?


  电池热失控引发的起火自燃,是电池安全问题中最凶险、破坏性最大的事故之一,通常的发生过程是电芯在外力或内部老化的影响下发生热失控并形成高温,再逐渐蔓延至周围其他电芯引发连锁反应,直至整包发生起火甚至爆炸。因此,目前主流的电池安全方案,主要是通过隔热材料隔绝热失控电芯与正常电芯之间的热传递,以达到控制热蔓延、保证电池包安全的目的。

   “大禹电池”技术主要是从热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧、智能冷却八个方面提升安全性,并能有效兼容磷酸铁锂、三元锂、无钴等不同化学体系的电芯。对于它的设计原理,我们就结合防洪治洪的方式来给大家进行解码。



  这里的“引流”设计并非简单的留出一条通道,而是需要对燃烧、力学、压强等多方面进行计算,在尽量少的占用电池包空间的同时,实现将气流、火流在多种结构通道内的均匀分布而非汇集一处,这也将减少某一区域形成高温、再次引发其他电芯热失控的可能。


●实测结果怎么样?



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  实测中,电池内部通过加热方式触发热失控后(该测试方式的严苛程度要高于目前国标GB 38031-2020中单点针刺或者加热的热失控试验),在温度最高达到1037℃、瞬间最高气压约16kPa的情况下,依然能保证不起火、不爆炸的安全性能,“驯服”了NCM811这一当前可量产的最活泼、最不稳定的动力电池电芯。


  像广汽埃安的弹匣电池、极氪的无蔓延不起火技术,也是业内与“大禹电池”类似的、解决电池安全问题的系统性方案,隔热材料、强制冷却、实时BMS监测是他们的共同点。而除了“堵不如疏”的思路外,“大禹电池”最大的优势是建立了热失控燃烧模型,实现了在没有电池包实物情况下的多维度拟合仿真,不必走“先摸黑开发、再测试验证”的老路,节约了重复打样测试的时间和金钱成本,提升了电池包的研发效率和安全性。

●长城汽车的野望

  根据长城汽车的规划,“大禹电池”将率先搭载在沙龙品牌的第一款车型上,新车预计会在2022年推出。而这一电池技术,未来还将覆盖长城旗下纯电动、混动、氢能等不同能源形式的新能源汽车产品。


  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。


编辑点评:

  “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。“大禹电池”正是在这一思想的点拨下形成的一套系统性的电池安全解决方案,而在多维度拟合仿真这样的现代技术加持下,有了点“古今合璧”的意思。在解决了安全性问题后,“大禹电池”的制造成本、能量密度等谜题目前还未揭晓,我们也期待着在沙龙品牌的新车上感受这一技术为我们带来的安全感。(文/汽车网 孙一超)

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