变堵为疏,长城汽车发布大禹电池安全技术
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。
大禹是黄帝的后代,三皇五帝时期,黄河泛滥,鲧、禹父子二人受命于尧、舜二帝,任崇伯和夏伯,负责治水。面对滔滔洪水,大禹从鲧治水的失败中汲取教训,改变了"堵"的办法,对洪水进行疏导,不仅将凶猛的洪水治的服服帖帖,也体现了个人聪明才智。
长城汽车的“大禹”电池安全技术,正是取自与大禹治水“变堵为疏”的相似策略,以家喻户晓的神话人物为这项永不起火、永不爆炸的电池安全技术命名。
8大设计理念,全方位多维度安全保障
长城汽车对于电池安全设计的出发点,是照顾到电池及整车系统的全生命周期安全。从核心的电芯化学安全、热安全,到电池包的机械安全、电气安全,同时包括整车的功能安全和集成安全,将每一个隐患扼杀在摇篮内。
上文提到的“变堵为疏”是大禹电池技术的主要指导思路,其在电池包内部设计了一套可以将热空气、明火等危险物质安全疏导到电池包壳体外部的管路,并在出口处布置了两个多层蜂窝结构的压差排气阀,避免外界空气进入电池包内部,引发二次爆燃。
具体来说,大禹电池技术具有8个全新设计理念,包括:热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧和智能冷却。
热源隔断很好理解,也是目前很多主流电动汽车主机厂都在采用的一种基础安全防护策略,即在电芯外部布置一层隔热防火材料,阻止电芯热失控时引发其他正常电芯的高温失控。长城汽车在单体电芯周围使用了一种双层复合材料,既能隔断热源,又耐火焰冲击,有效解决传统气凝胶不耐冲击的痛点。
模组间的隔热采用了一种看起来像金属质感的高温绝热复合材料,防护罩设计了定向排爆出口,可以快速将模组内高温气体和火焰推出。
双向换流和热流分配,便是上面提到的将热空气和明火等按预设通道轨迹,安全排出的设计。长城汽车通过搭建燃烧模型、热力学与流体力学拟合仿真等其他相关技术应用,实现了将“气火流”在不同结构通道内均匀分布。
在这两项安全设计的帮助下,大禹电池技术可以快速将火源引导至电池包壳体外。流出的出口则是一个多层不对称蜂窝状结构的安全通道,这一设计可以实现火焰快速抑制和冷却,这便是定向排爆和自动灭火。
为消除热失控过程中的高温对电芯连接铜排线造成绝缘损伤,并防止高压起弧损伤金属箱体,大禹电池技术对高压连接以及高压安全区域进行了高温绝缘防护设计。
最后的智能冷却,是在目前主流的一体式集成水冷温控系统基础上,加入了云端和BMS端的双监控,确保车辆快速开启冷却系统,抑制热扩散。
高兼容,高适配和高开放
大禹电池技术开创性构建了整包级热失控燃烧模型,实现对高温气体和明火的多维度仿真,填补了行业空白,颠覆此前先开发再测试的传统方式。
根据长城汽车官方实验,大禹电池在连续三次多个电芯聚集发生热失控时,监测部位最高温度已达1037℃,电池包内气压最高16Kpa。而经过一系列的热失控疏解,尾部排出的烟雾最高温度仅为100℃,电池包没有明火和爆燃现象发生。
同时,大禹电池技术与比亚迪刀片电池、广汽弹匣电池最显著的不同在于,大禹电池技术更像是一个平台,可以兼容不同正极材料配比,如三元811电池、6系、5系电池,甚至不同材料的磷酸铁锂电池等。对长城汽车未来十分广阔的电动车型布局,其还可以灵活提供不同能量的电池包,适配不同设计续航里程的车型产品。
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。
此外,为了推动新能源汽车的发展,最大范围保障用户安全,长城汽车免费开放了大禹电池技术的数十项专利。
根据官方规划,大禹电池技术将在2022年全面应用于长城汽车旗下所有新能源系列车型,首搭项目将是长城汽车又一高端品牌“沙龙”的第一款车型。值得一提的是,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。