【有車以后 技術(shù)解析】日前,長城汽車向外界展示了大禹電池的更多技術(shù)細節(jié),這款電池作為長城汽車下一代動力電池,曾于今年6月底的長城科技節(jié)上首次發(fā)布,并將在2022年全面應(yīng)用,首搭車型為長城旗下新能源高端品牌沙龍的第一款車型。
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電池作為純電汽車上不可或缺的部件之一,它的安全性對于消費者甚至是整個行業(yè)的發(fā)展都至關(guān)重要。想必大家也聽說過一些純電汽車自燃乃至爆炸的新聞,其中大部分事故都是起因于電池?,F(xiàn)階段電池續(xù)航和安全性在一定程度上會有一些難以兼顧,續(xù)航表現(xiàn)好的比如高鎳三元鋰電池,它的熱穩(wěn)定性較差;而更安全的磷酸鐵鋰電池在續(xù)航上存在短板。
面對這樣的技術(shù)問題,今天的主角大禹電池便是長城汽車提出的“終極”解決方案。
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相信大家從它的命名上可以看出來,大禹電池的靈感就是來早于大禹“變堵為疏”的治水思路。電池自燃或爆炸的一般原因是某一電芯熱失控形成高溫,隨后影響到其他電芯,最后導(dǎo)致整個電池失控。為了避免這樣問題,目前各家廠商主要是通過隔熱材料來阻斷失控電芯向外的熱傳遞以保證整個電池包的安全。
上面也有說到大禹電池的做法是“變堵為疏”,它在做好隔熱措施的基礎(chǔ)上,會對失控電芯產(chǎn)生的熱量進行疏導(dǎo)和釋放,以避免進一步影響到整個電池包甚至是整車。
為了將氣火流按照設(shè)計通道安全疏導(dǎo)出電池包外,大禹電池擁有“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”八項設(shè)計理念,主要覆蓋熱源抑制、隔離、冷卻、排出等領(lǐng)域。
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大禹電池采用“控+導(dǎo)=通”的技術(shù)原理,控是電芯熱阻隔、模組級阻隔、絕熱材料對比,導(dǎo)為滅火盒阻火設(shè)計和PACK定向排爆,最終通過定向排爆流場、溫度場、阻火盒、傳導(dǎo)傳熱四個方面實現(xiàn)排爆、降溫、導(dǎo)熱等。
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大禹電池技術(shù)優(yōu)勢在于可實現(xiàn)“電芯化學(xué)體系全覆蓋”,“任意位置電芯”,“單個或多個電芯”觸發(fā)熱失控的情況下整包不起火、不爆炸。根據(jù)不同車型項目需求, 長城汽車的研發(fā)團隊針對中鎳、高鎳、無鈷、鐵鋰等多種化學(xué)體系電池均在開展大禹電池技術(shù)多元化應(yīng)用。
在研發(fā)過程中,長城汽車也對大禹電池進行了嚴苛的測試。依據(jù)測試標準:GB 38031-2020 《電動汽車用動力蓄電池安全要求》選取三元811體系高鎳大容量電芯,對其采用加熱觸發(fā)的方式進行測試,兩個電芯連續(xù)觸發(fā),觸發(fā)位置選擇了模組的中間電芯。
測試中連續(xù)發(fā)生3次多個電芯集聚觸發(fā)熱失控,溫度最高達到1037℃,電池包內(nèi)氣壓達到三次高峰,瞬間最高氣壓約16kPa,通過滅火系統(tǒng)抑制電池包外溢煙霧最高溫度低于100℃,避免對周圍產(chǎn)生二次傷害。
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值得關(guān)注的是,長城汽車宣布大禹電池技術(shù)的數(shù)十項專利將對全社會免費開放,以推動新能源汽車的發(fā)展。
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除了上述的技術(shù)思路和實驗之外,長城汽車還對大禹電池建立了整包級熱失控燃燒模型,做到了沒有電池包實物的情況下實現(xiàn)氣流和火流多維度擬合仿真,避免“先開發(fā)后驗證”的傳統(tǒng)方式,很大程度上提高了效率,安全性也更有保證。
作為長城汽車的下一代動力電池,大禹電池將在2022年首次搭載到沙龍品牌的第一款車型上,隨后也將在長城汽車旗下的純電、混動和氫能產(chǎn)品中逐漸普及。
在此前的科技節(jié)上,長城汽車也針對未來電動化的發(fā)展規(guī)劃提出了遠大的目標。長城汽車將全面推動所有產(chǎn)品向電動化轉(zhuǎn)變,2023年實現(xiàn)年產(chǎn)銷280萬輛;2025年實現(xiàn)全球年銷量400萬輛,其中80%為新能源汽車,力爭2045年全面實現(xiàn)碳中和。
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編輯總結(jié)
大禹電池的命名方式是非常典型的中國人的浪漫,“變堵為疏”的智慧穿越幾千年依然在為當今的現(xiàn)實問題提供指導(dǎo),這樣的概念給科技增添了很多人文氣息。同時它也很好的概括了技術(shù)的核心思路,非常方便普通消費者進行理解。
從技術(shù)本身來看,大禹電池通過獨特的設(shè)計理念在一定程度上解決了電池的安全性問題,同時它的專利也像社會免費開放,終歸對整個行業(yè)是有益處的。而關(guān)于大禹電池的更多問題和秘密,還是要等到沙龍品牌新車才能揭曉。