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不起火不爆炸 长城汽车大禹电池2022年实现全面应用

2021-07-13 17:45:13    文/hz 26

近日,中国汽车工业协会公布了上半年中国汽车市场整体销量数据,1-6月份,新能源车型销量达120.6万辆,同比增长201.5%,销量增速迅猛。这很大程度上得益于近年来电池技术的快速发展对消费者续航里程痛点的满足。但要获得更多消费者的认可,还需进一步满足冬季续航、电池安全等痛点。

当前主流电池路线有两条,磷酸铁锂电池和三元锂电池。磷酸铁锂电池高温下安全性相对更优,但低温续航缩水明显,且能量密度相对较低,当前系统能量密度最高仅140~160Wh/kg。而三元锂电池的低温放电性能和能量密度明显高于磷酸铁锂电池, NCM811三元锂电池系统能量密度最高可突破190Wh/kg。随着镍含量的提高,正极材料的稳定性也随之下降,导致热失控引发电池自燃风险上升。因此,解决高镍三元锂电池热失控问题成为眼下最优的电池解决方案之一。

如何解决高镍三元锂电池热失控安全问题,已成为新能源汽车行业技术研发的重点课题。6月29日,长城汽车发布了以“大禹治水,变堵为疏”为设计思路,能够有效解决不同化学体系电芯发生热失控之后的起火、爆炸问题的大禹电池,一举打破高安全、高能量密度不可兼得的技术瓶颈。

全新设计理念 大禹电池不起火不爆炸

在技术层面上,大禹电池通过热源隔断、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8大全新设计理念,数十项核心技术专利,实现了多项技术相互融合,保证了“大容量高镍电芯”、“电池包任意位置”、“单个或多个电芯”触发热失控的情况下均能实现不起火、不爆炸的核心优势。

大禹电池拥有8大全新设计理念 数十项核心技术专利

其中,定向排爆作为大禹电池的核心技术之一,可结合电芯防爆阀位置,设计热失控后气火流路径,并通过分流、导流,双向换流等将火源快速引导至灭火通道并安全排出。同时对高压连接及高压安全区域进行高温绝缘防护,消除高压起弧的风险。

在设计理念全面优化的同时,大禹电池还采用了全球最为严苛的安全测试方式,实现了对安全性能的全面考验。大禹电池采用行业公认最具挑战性的三元811体系高镍大容量电芯,因电芯针刺和加热触发热失控剧烈程度相当,但加热产生的大量热源要比针刺严苛触发位置为模组中间电芯,而且是采用全球最严苛的两个电芯连续触发的测试方式。

以严苛测试全面考验安全性

在实际的测试过程中,大禹电池内部发生3次多个电芯连续触发热失控现象、温度最高达到1037℃、电池包内气压达到三次高峰、瞬间最高气压约16kPa的情况下,依然保证了不起火、不爆炸的过硬安全性能。与此同时,通过尾部安全位置的灭火盒设计,还成功将外溢烟雾的最高温度控制在100℃以下,避免对周围产生二次伤害。

在实际测试中,无明火外溢和爆炸现象

无论是全新的设计理念,还是在严苛测试中的亮眼表现,大禹电池都实现了在安全性方面的全面领先。而除此之外,针对设计研发流程,长城汽车以大禹电池为载体,同样进行了颠覆性创新。

大禹电池方案设计开创性构建了整包级,热失控燃烧模型,以气流和火流多维度拟合仿真,填补了行业空白,颠覆了在热失控领域先开发再测试的传统方式,实现无实包条件下全数字化热失控虚拟仿真,有效掌控电池安全设计结果,在进一步提升研发效率的同时,也为后续电池安全技术的更多升级提供了坚实基础。

专利技术免费开放 赋能电池行业整体发展

在行业层面上,长城汽车所提出的隔断、疏导、换流、自灭火等全新理念,相较于目前主流设计思路,不仅能保证电池安全性的进一步升级,更在成本控制、电池电量布置、能量密度等方面实现了多方平衡,更好地满足了实际应用中的各项需求。在各方面技术优势的加持下,大禹电池计划于2022年正式应用,面向下一代全新电动车,搭载于长城汽车旗下新能源系列车型。

大禹电池计划2022年实现全面应用

如果说大禹电池的全新技术,是为电池安全痛点久攻不下的新能源汽车市场带来的极大惊喜,那么其专利免费开放的重磅举措,则进一步将技术惊喜转化为行业财富,为电池行业整体发展实现赋能。

大禹电池免费开放专利

当下的新能源汽车市场,随着各个车型、品牌竞争的日趋激烈,技术优势无疑将成为满足消费者需求,实现车企破局领先的重要基础。而与此同时,不同车企由于设计理念的截然不同,导致无法精准聚焦研发力量,在市场热度持续攀升的背景下,围绕电池的诸多技术仍存在极大突破空间。

长城汽车此次以大禹电池作为契机,推动专利免费开放,在主动消除技术壁垒,实现成果共享的同时,也将通过全新的安全技术理念对行业发展起到极大导向作用。

本次大禹电池的全新发布,通过电池安全设计创新理念、专利技术开放等举措,既体现长城汽车作为自主品牌技术领导者的过硬实力,更突出了长城汽车始终以消费者为首位的企业风范,相信随着技术研发的不断深入,大禹电池将为电池行业注入更多推力,为新能源用户提供更加安心便捷的出行体验。


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