中國(guó)古代神話故事中,“三過家門而不入”的大禹治水是非常具有代表意義的一個(gè)。
大禹是黃帝的后代,三皇五帝時(shí)期,黃河泛濫,鯀、禹父子二人受命于堯、舜二帝,任崇伯和夏伯,負(fù)責(zé)治水。面對(duì)滔滔洪水,大禹從鯀治水的失敗中汲取教訓(xùn),改變了"堵"的辦法,對(duì)洪水進(jìn)行疏導(dǎo),不僅將兇猛的洪水治的服服帖帖,也體現(xiàn)了個(gè)人聰明才智。
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長(zhǎng)城汽車的“大禹”電池安全技術(shù),正是取自與大禹治水“變堵為疏”的相似策略,以家喻戶曉的神話人物為這項(xiàng)永不起火、永不爆炸的電池安全技術(shù)命名。
8大設(shè)計(jì)理念,全方位多維度安全保障
長(zhǎng)城汽車對(duì)于電池安全設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn),是照顧到電池及整車系統(tǒng)的全生命周期安全。從核心的電芯化學(xué)安全、熱安全,到電池包的機(jī)械安全、電氣安全,同時(shí)包括整車的功能安全和集成安全,將每一個(gè)隱患扼殺在搖籃內(nèi)。
上文提到的“變堵為疏”是大禹電池技術(shù)的主要指導(dǎo)思路,其在電池包內(nèi)部設(shè)計(jì)了一套可以將熱空氣、明火等危險(xiǎn)物質(zhì)安全疏導(dǎo)到電池包殼體外部的管路,并在出口處布置了兩個(gè)多層蜂窩結(jié)構(gòu)的壓差排氣閥,避免外界空氣進(jìn)入電池包內(nèi)部,引發(fā)二次爆燃。
具體來說,大禹電池技術(shù)具有8個(gè)全新設(shè)計(jì)理念,包括:熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動(dòng)滅火、正壓阻氧和智能冷卻。
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熱源隔斷很好理解,也是目前很多主流電動(dòng)汽車主機(jī)廠都在采用的一種基礎(chǔ)安全防護(hù)策略,即在電芯外部布置一層隔熱防火材料,阻止電芯熱失控時(shí)引發(fā)其他正常電芯的高溫失控。長(zhǎng)城汽車在單體電芯周圍使用了一種雙層復(fù)合材料,既能隔斷熱源,又耐火焰沖擊,有效解決傳統(tǒng)氣凝膠不耐沖擊的痛點(diǎn)。
模組間的隔熱采用了一種看起來像金屬質(zhì)感的高溫絕熱復(fù)合材料,防護(hù)罩設(shè)計(jì)了定向排爆出口,可以快速將模組內(nèi)高溫氣體和火焰推出。
雙向換流和熱流分配,便是上面提到的將熱空氣和明火等按預(yù)設(shè)通道軌跡,安全排出的設(shè)計(jì)。長(zhǎng)城汽車通過搭建燃燒模型、熱力學(xué)與流體力學(xué)擬合仿真等其他相關(guān)技術(shù)應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了將“氣火流”在不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)均勻分布。
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在這兩項(xiàng)安全設(shè)計(jì)的幫助下,大禹電池技術(shù)可以快速將火源引導(dǎo)至電池包殼體外。流出的出口則是一個(gè)多層不對(duì)稱蜂窩狀結(jié)構(gòu)的安全通道,這一設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)火焰快速抑制和冷卻,這便是定向排爆和自動(dòng)滅火。
為消除熱失控過程中的高溫對(duì)電芯連接銅排線造成絕緣損傷,并防止高壓起弧損傷金屬箱體,大禹電池技術(shù)對(duì)高壓連接以及高壓安全區(qū)域進(jìn)行了高溫絕緣防護(hù)設(shè)計(jì)。
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最后的智能冷卻,是在目前主流的一體式集成水冷溫控系統(tǒng)基礎(chǔ)上,加入了云端和BMS端的雙監(jiān)控,確保車輛快速開啟冷卻系統(tǒng),抑制熱擴(kuò)散。
高兼容,高適配和高開放
大禹電池技術(shù)開創(chuàng)性構(gòu)建了整包級(jí)熱失控燃燒模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫氣體和明火的多維度仿真,填補(bǔ)了行業(yè)空白,顛覆此前先開發(fā)再測(cè)試的傳統(tǒng)方式。
根據(jù)長(zhǎng)城汽車官方實(shí)驗(yàn),大禹電池在連續(xù)三次多個(gè)電芯聚集發(fā)生熱失控時(shí),監(jiān)測(cè)部位最高溫度已達(dá)1037℃,電池包內(nèi)氣壓最高16Kpa。而經(jīng)過一系列的熱失控疏解,尾部排出的煙霧最高溫度僅為100℃,電池包沒有明火和爆燃現(xiàn)象發(fā)生。
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同時(shí),大禹電池技術(shù)與比亞迪刀片電池、廣汽彈匣電池最顯著的不同在于,大禹電池技術(shù)更像是一個(gè)平臺(tái),可以兼容不同正極材料配比,如三元811電池、6系、5系電池,甚至不同材料的磷酸鐵鋰電池等。對(duì)長(zhǎng)城汽車未來十分廣闊的電動(dòng)車型布局,其還可以靈活提供不同能量的電池包,適配不同設(shè)計(jì)續(xù)航里程的車型產(chǎn)品。
根據(jù)不同車型定位、產(chǎn)品特點(diǎn),大禹電池技術(shù)可以使長(zhǎng)城汽車十分寬泛的在市場(chǎng)主流電芯材料中進(jìn)行選擇,在不同電量之間進(jìn)行選擇,更好的平衡設(shè)計(jì)研發(fā)成本,從而在終端銷售上更具競(jìng)爭(zhēng)力。
此外,為了推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展,最大范圍保障用戶安全,長(zhǎng)城汽車免費(fèi)開放了大禹電池技術(shù)的數(shù)十項(xiàng)專利。
根據(jù)官方規(guī)劃,大禹電池技術(shù)將在2022年全面應(yīng)用于長(zhǎng)城汽車旗下所有新能源系列車型,首搭項(xiàng)目將是長(zhǎng)城汽車又一高端品牌“沙龍”的第一款車型。值得一提的是,沙龍品牌將是長(zhǎng)城專為高端新能源打造的一個(gè)品牌,旗下產(chǎn)品將全部以氫燃料和電驅(qū)動(dòng)為動(dòng)力。