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        創新設計“變堵為疏” 長城汽車大禹電池“真金不怕火煉”

        來源:網絡 時間:2021-07-27 編輯:亞訊編輯部 評論 收藏
        亞訊車網www.cdnmyspace.cn】安全,是汽車最重要的口碑之一。

        安全,是汽車最重要的口碑之一。

        在道路交通事故中,汽車本身的安全性能是不可忽視的因素;對消費者而言,汽車的安全性能,是購車時考慮的重要因素。

        新能源時代,對汽車的安全提出了新的考驗。據不完全統計,僅2021年1-5月,國內共發生電動汽車起火事故34起,涉及車輛數目38輛。

        電池安全亟待重視

        新能源汽車的安全,焦點在于電池安全。今年,《電動汽車用動力蓄電池安全要求》正式實施,提出了“電池單體發生熱失控后,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸”的硬性標準,為電池安全樹立了更為具象的底線要求。

        為此,長城汽車推出大禹電池,取法大禹,“變堵為疏”,布局數十項核心技術專利,主要覆蓋熱源抑制、隔離、冷卻、排出等領域,保障電池不起火、不爆炸,向著“零熱失控”邁出了堅實的一步。

        長城汽車成功研發大禹電池

        新能源汽車電池,以磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池為主。

        前者安全性能相對較高,但能量密度低、耐低溫性差等問題制約了它的發展。后者能量密度高,低溫性能穩定,是目前大多數一線乘用車品牌的首選。其中,NCM811電池,即正極材料中鎳鈷錳的含量比例為80%:10%:10%的三元鋰電池,能量密度最高,最具有技術含量,成為了國內多家電池企業的重點布局。

        能量密度比是把雙刃劍,高能量密度,需要付出安全穩定性低的代價。對此,各大廠商都有自己的“獨門法寶”。

        三元鋰電池常見的方法,是通過正極摻雜改性、陶瓷涂層、特制電解液等技術來提升安全性,隔熱阻燃;而“堵不如疏”,長城汽車的大禹電池則另辟蹊徑,對電池進行創新設計,以熱流分配為核心,定向排爆,疏散熱量,即使在極端條件下,也能確保安全。

        以特斯拉為例,其在NCM811型電池組內部植入了電池管理系統(Battery Management System,簡稱BMS),對電芯進行監控、管理,除電壓、電流狀態外,還監測電池組各部分的溫度,配合自帶的溫控系統,對電池各部分的冷卻進行控制,維持各部分溫度在最合適的工作溫度范圍內。同時,特斯拉在電池包里布置了“分區自動空調”,由BMS控制液冷系統,實現分區的溫度控制。

        國內的諸多廠商,也在BMS的基礎上,運用了多重保險絲、繼電器、MSD手動維修開關等方式共同管理電池,突發情況下可以自動切斷電源,以提高NCM811電池的安全性。

        除此之外,各大車企還采用了電芯和模組間增加耐高溫絕熱材料、多點布置防爆閥以及主動開啟高效冷卻系統等多項技術,整車層級也在積極尋求系統性的解決方案,在穿刺及高溫情況下,控制起火規模,實現物理上的隔熱阻燃,但因為電芯仍面臨內部缺陷、一致性差異、電池濫用等挑戰,無法做到絕對的“零熱失控”。

        在此基礎上,長城汽車研發“大禹電池”,以突破性的設計理念,采用對氣火流疏導的方式解決熱失控發生后的起火、爆炸問題。

        長城汽車的大禹電池通過熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻等八大全新設計理念,保證在“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”“單個或多個電芯”觸發熱失控的情況下都能實現不起火、不爆炸。

        大禹電池先進技術應用

        當電芯內部溫度異常升高的時候,車輛BMS系統和云端雙重監控將迅速介入,開啟冷卻系統進行降溫;隔熱性能優異的雙層復合材料,可確保熱量不擴散,實現熱量的隔離;雙向換流技術讓熱流、氣火流在創新設計下定向分流,沿排熱通道迅速排出,不影響其他電芯;其排爆出口的特殊設計也可避免氧氣倒灌,避免二次燃燒。源頭上抑制,過程中疏導,有效阻止了起火、爆燃的發生。

        大禹電池采用了全球最嚴苛的方式測試811電池,在模組的中央,以加熱方式觸發多個電芯,模擬最極限最危險的場景。測試中,在創新設計下,電芯內部熱量被迅速導流,僅有三組電芯過熱,核心位置為約1000℃;氣火流迅速排出,讓電池包內最高氣壓僅為16kPa,遠低于50kPa的工業標準,成功實現了不起火、不爆炸的目標。同時,尾部的滅火盒設計,將外溢煙霧控制到100℃以下,避免對周圍產生二次傷害,用實際結果證明了“真金不怕火煉”的理念。

        大禹電池通過嚴苛安全測試

        相比之下,比亞迪則采取了另一條截然不同的設計思路。今年新推出的刀片電池選擇了安全性更高的磷酸鐵鋰電池,并以減少模組、單體電池陣列排布等方式,提升體積利用率,進而改善磷酸鐵鋰電池天生能量密度較低的問題,但至于低溫性能與實際產品表現究竟如何,仍需要通過后續市場的檢驗才能知曉。

        值得一提的是,長城汽車大禹電池計劃于2022年全面應用,面向下一代全新電動車平臺,應用于旗下新能源系列車型,將動力電池安全提升到全新高度。

        同時,長城汽車承諾對全社會免費開放“大禹電池”專利,以實際行動踐行企業的社會責任,推動新能源汽車產業的發展,以人為本,最大范圍保障用戶安全。


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        關鍵詞:電池,汽車,安全,大禹,起火

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