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 17:44:43 |来源:壹点网
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,因该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2
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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