技术｜现代大禹不治水专治电池不安全 解析长城大禹电池技术

就在今年6月29日长城汽车在咖啡智能2.0升级发布会上，透露了大禹电池技术，那么在9月24日长城汽车正式解释了之前发布过的大禹电池技术，也首次对外详细解释了大禹电池技术的相关技术和理念，并且大禹电池有超过60项技术专利将对全社会免费开放。

自2022年起，大禹电池技术将在长城旗下新能源沙龙车型首先搭载后将全面启动应用，同时也将动力电池的安全标准提升到汽车制造行业的全新高度。对于电池技术而言，应用在车上的主流电池绝大多数采用了锰钴镍三元电芯，而就时下而言，电池容量NCM811是储量最高的存在。但是对于电池的安全，目前技术均是以控爆、控热来解决，而大禹电池技术则是以疏解释放电池组内部的压力和热量来获得更高的安全水准。

用简单的表述方式来说，其实就是在电池组内部无论是采用任何化学体系的电芯以及任何电池包模块，其中任意位置电芯或单个多个不同位置电芯当发生热失控的情况下均不会出现电池组起火和爆炸。

通过逆向研发，长城汽车并没有先制作电池，然后再去挨个实验在实际应用当中可能出现的各项问题。而是通过收集到的各种数据，根据可能在电池组发生的各种情况下，先进行测试，再制造电池。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、智能冷却八大全新设计理念，实现“控+导=通”热失控安全矩阵，保证在“大容量高镍电芯”“电池包任意位置”、“加热两个电芯并连续触发热失控”的情况下都能实现不起火、不爆炸。

为此，长城汽车专门做了相关实验，在一个电池包内，针对多个电芯连续发生三次集聚发热失控实验。可以通过实验数据看到，在电池包内部温度最高达1037°C，内部压力出现三次高峰，瞬时最高压力达到约16kPa，但是在电池组尾部释放出来烟雾温度却在100°C以下，并且未发生爆炸和燃烧。保证了车辆自身不发生爆炸燃烧的情况下，周围车辆及环境的二次伤害。

对此，如何实现不爆炸、不自燃、不对周围环境产生二次伤害呢，我们挨个来看长城大禹电池技术的核心。首先，在每个电芯间采用全新开发的双层复合材料，能够产生热量和压力的电池电芯进行保护，在每个电芯间进行隔热，又扛火焰冲击。无论是发热还是压力增大，电芯均会产生膨胀特征，而这种材料又可以提供膨胀后的空间，将热源控制在其中。

第一步技术已经将电芯在发热过程中的热量以及压力保护在单个电芯中，那么第二步就需要将这储存的压力和热量进行释放。大禹电池技术通过流道的设计，将产生的高温和高压气火流根据流强度精准设计计算，可控的按照计算的结果进行轨迹释放，以避免周边模组发生二次燃烧。

通过众多纯电车型的事故当中，我们也知道在即便没有氧气的情况下，电池组依然会产生燃烧和爆炸，那么阻断氧源是控制燃烧和热量以及压力的最好方法。在此，首先大禹电池技术已经将电芯和电池组内部热力和压力进行了有序和有效地疏解和释放，通过正压方式阻止氧气进入到内部产生再次燃烧的可能。其次，在排爆出口处设置了多层蜂窝状结构，可快速降温和抑制火焰喷出，始终控制电池包内压力高于外部，避免氧气进入发生二次燃烧。

通过上述技术，已经对电池的内部热量和压力进行了定向疏解和释放，又阻断了氧气进入产生二次燃烧。那么在整个电池包或者说电芯产生高热和高压的同时，在外围的保护也是极其重要的，首先在电池箱体的外围对链接电池包的线束及其他装置进行了绝缘保护设计，以免造成损伤。其次通过电池管理系统检测到的电芯发热失控信号通过BMS和云端双重监控，根据电芯和模组失控的温度状态进行智能调节冷却系统开闭时间、流速以及流量等，实现高效冷却策略。

以上内容就是长城大禹电池技术以疏治堵，定向排热排爆的核心技术。除能量密度可突破190Wh/kg的NCM811三元锂电池外，还包括未来随着镍含量提高电池能量密度更高的三元锂电池。另外也包括三元锂电池体系的NCA（镍钴铝）电芯及无钴电芯等，以及不同技术线路的磷酸铁锂电池均可实现定向排热排爆。当然，除了长城汽车在2022年将会应用在旗下的沙龙车型外，长城汽车免费向全社会开放大禹电池技术专利。

写在最后：无论是单个还是多个、无论是任意电芯位置、无论是大容量高镍电芯、无论是电芯出现高热、高压的情况长城汽车大禹电池技术作为能够推动永不起火、永不爆炸的超前电池技术，为汽车行业的电池安全技术做出了巨大意义。