技術｜現代大禹不治水專治電池不安全 解析長城大禹電池技術

就在今年6月29日長城汽車在咖啡智能2.0升級發佈會上，透露了大禹電池技術，那麼在9月24日長城汽車正式解釋了之前發佈過的大禹電池技術，也首次對外詳細解釋了大禹電池技術的相關技術和理念，並且大禹電池有超過60項技術專利將對全社會免費開放。

自2022年起，大禹電池技術將在長城旗下新能源沙龍車型首先搭載後將全面啓動應用，同時也將動力電池的安全標準提升到汽車製造行業的全新高度。對於電池技術而言，應用在車上的主流電池絕大多數採用了錳鈷鎳三元電芯，而就時下而言，電池容量NCM811是儲量最高的存在。但是對於電池的安全，目前技術均是以控爆、控熱來解決，而大禹電池技術則是以疏解釋放電池組內部的壓力和熱量來獲得更高的安全水準。

用簡單的表述方式來說，其實就是在電池組內部無論是採用任何化學體系的電芯以及任何電池包模塊，其中任意位置電芯或單個多個不同位置電芯當發生熱失控的情況下均不會出現電池組起火和爆炸。

通過逆向研發，長城汽車並沒有先製作電池，然後再去挨個實驗在實際應用當中可能出現的各項問題。而是通過收集到的各種數據，根據可能在電池組發生的各種情況下，先進行測試，再製造電池。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、智能冷卻八大全新設計理念，實現“控+導=通”熱失控安全矩陣，保證在“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”、“加熱兩個電芯並連續觸發熱失控”的情況下都能實現不起火、不爆炸。

爲此，長城汽車專門做了相關實驗，在一個電池包內，針對多個電芯連續發生三次集聚發熱失控實驗。可以通過實驗數據看到，在電池包內部溫度最高達1037°C，內部壓力出現三次高峰，瞬時最高壓力達到約16kPa，但是在電池組尾部釋放出來煙霧溫度卻在100°C以下，並且未發生爆炸和燃燒。保證了車輛自身不發生爆炸燃燒的情況下，周圍車輛及環境的二次傷害。

對此，如何實現不爆炸、不自燃、不對周圍環境產生二次傷害呢，我們挨個來看長城大禹電池技術的核心。首先，在每個電芯間採用全新開發的雙層複合材料，能夠產生熱量和壓力的電池電芯進行保護，在每個電芯間進行隔熱，又扛火焰衝擊。無論是發熱還是壓力增大，電芯均會產生膨脹特徵，而這種材料又可以提供膨脹後的空間，將熱源控制在其中。

第一步技術已經將電芯在發熱過程中的熱量以及壓力保護在單個電芯中，那麼第二步就需要將這儲存的壓力和熱量進行釋放。大禹電池技術通過流道的設計，將產生的高溫和高壓氣火流根據流強度精準設計計算，可控的按照計算的結果進行軌跡釋放，以避免周邊模組發生二次燃燒。

通過衆多純電車型的事故當中，我們也知道在即便沒有氧氣的情況下，電池組依然會產生燃燒和爆炸，那麼阻斷氧源是控制燃燒和熱量以及壓力的最好方法。在此，首先大禹電池技術已經將電芯和電池組內部熱力和壓力進行了有序和有效地疏解和釋放，通過正壓方式阻止氧氣進入到內部產生再次燃燒的可能。其次，在排爆出口處設置了多層蜂窩狀結構，可快速降溫和抑制火焰噴出，始終控制電池包內壓力高於外部，避免氧氣進入發生二次燃燒。

通過上述技術，已經對電池的內部熱量和壓力進行了定向疏解和釋放，又阻斷了氧氣進入產生二次燃燒。那麼在整個電池包或者說電芯產生高熱和高壓的同時，在外圍的保護也是極其重要的，首先在電池箱體的外圍對鏈接電池包的線束及其他裝置進行了絕緣保護設計，以免造成損傷。其次通過電池管理系統檢測到的電芯發熱失控信號通過BMS和雲端雙重監控，根據電芯和模組失控的溫度狀態進行智能調節冷卻系統開閉時間、流速以及流量等，實現高效冷卻策略。

以上內容就是長城大禹電池技術以疏治堵，定向排熱排爆的核心技術。除能量密度可突破190Wh/kg的NCM811三元鋰電池外，還包括未來隨着鎳含量提高電池能量密度更高的三元鋰電池。另外也包括三元鋰電池體系的NCA（鎳鈷鋁）電芯及無鈷電芯等，以及不同技術線路的磷酸鐵鋰電池均可實現定向排熱排爆。當然，除了長城汽車在2022年將會應用在旗下的沙龍車型外，長城汽車免費向全社會開放大禹電池技術專利。

寫在最後：無論是單個還是多個、無論是任意電芯位置、無論是大容量高鎳電芯、無論是電芯出現高熱、高壓的情況長城汽車大禹電池技術作爲能夠推動永不起火、永不爆炸的超前電池技術，爲汽車行業的電池安全技術做出了巨大意義。