封锁变成转移！长城汽车揭秘不起火、不爆炸的大宇电池

【报道】动力电池技术快速发展，安全问题不容忽视。

防止电池组热失控被认为是最关键的因素。

新能源汽车市场的蓬勃发展推动了消费不断升级，特别是高性能电动汽车成为市场新的增长点。

作为当前锂电池正极材料的中流砥柱，三元锂和磷酸铁锂各有适合的市场定位。

磷酸铁锂在安全性、稳定性、充放电循环寿命、成本等方面具有明显优势，但也存在能量密度低、充放电效率低、低温性能差等问题。

为了提高电动汽车与传统燃油汽车的竞争力，电池能量密度需要达到Wh/kg以上，单次充电续驶里程必须超过公里。

要实现这样的目标，最终很大程度上还是要依赖高镍。

电池开发。

然而，随着镍含量的增加，正极材料的稳定性也会降低，导致电池因热失控而自燃的风险增加。

为了解决这个问题，之前也有过很多“堵”的办法，比如通过正极掺杂改性、陶瓷涂层、特种电解液进行隔热阻燃等。

但在长城汽车看来，堵比疏通还糟糕。

就像大禹治水的哲学一样，把水引到安全的地方，比堵水要好得多。

9月24日，长城汽车首次披露了自主研发的大宇电池技术相关概念和技术。

长城汽车动力电池设计总监曹永强表示：“‘大宇电池’的主要设计思想是‘变堵塞为疏通’，采用‘控制+传导=通’的核心技术原理改变了传统电池电芯控制注重堵塞的技术，热失控后产生的气体火流可以按照设计的通道安全地排出电池组，从而解决了热失控引起的火灾和爆炸问题。

“电池安全涉及电化学安全、机械安全、电气安全、功能安全等，是一个系统性、综合性的问题，大宇电池科技创新设计了电池，打造了4层5层。

”立体安全矩阵，采用热源隔离、双向换向、热流分布、定向爆轰、高温隔热、自动灭火、正压隔氧等8项创新设计。

、智能冷却等，涵盖热源抑制、隔离、冷却、放电等各个领域，从而保证电池不着火、不爆炸。

目前，大宇电池技术拥有60余项专利，长城汽车宣布将向全社会免费开放。

2020年，大宇电池技术将全面应用于长城汽车新能源系列车型，首发车型为沙龙品牌首款车型。

多维度、多层次的矩阵保护大宇电池系统解决方案，按照设计的通道安全疏散电池组外的气体和火流。

其核心优势在于可以覆盖所有化学体系，同时触发单个或多个电池芯，即使同时发生热失控，仍能避免火灾或爆炸。

大禹电池从电芯、模组、电池系统、整车四层进行匹配，拥有从电芯测试、系统数据、安全设计、虚拟仿真、测试验证的五维设计理念，实现全面保护电池热失控安全。

在核心设计方面，大宇电池具有热源隔离、双向换向、热流分布、定向爆轰、高温隔热、自动灭火、正压隔氧、智能冷却八大特点。

以下逐一解释： 1、热源隔离：除了车身框架的物理保护外，被动电池安全的设计思路是热失控后及时抑制火焰、控制温度、延时热失控在其他电池中的传播，并降低能量释放的量和速度。

这就需要热源隔离设计，即防止单个电池的热失控蔓延到周围的电池。

通常的做法是使用阻燃材料来制作隔热墙。

大宇电池的做法是在电芯之间采用新研发的双层复合材料，不仅可以隔离热源，还可以抵抗火焰冲击，有效解决了传统气凝胶无法承受冲击的痛点。

同时，结合不同化学体系中电池电芯不同的循环膨胀特性，这种双层复合材料不仅能有效解决电芯膨胀的空间需求，还能隔离热源。

对于模块之间的保护，大宇电池还采用高温绝缘复合材料，防止火焰冲击和长期热传递。

同时，防护罩内设计有定向爆炸排出口，可将模块内部的高温气体和火流快速排出和扩散。

2、双向换向：热失控过程中会产生大量高温高压气体和火流。

大宇电池设计并模拟了多种换流通道，最终选择了一条最优的理想通道实现换流。

流量强度和比例的精确设计，有效控制热源按预定轨迹流动。

这种控制热源轨迹的设计也减少了对相邻模块的热冲击，避免了电池的复燃。

3、热流分布：是指应用建立燃料模型、热力学和流体力学模拟、冲击强度和压力计算等虚拟技术，实现燃气和火流在不同结构通道内的均匀分布。

4、定向排爆：排爆通道具有不同的宽度、不同的阻力、内部的异形结构。

如何使这里的气体和火流均匀分布是一个巨大的困难。

这也是大宇电池的核心技术。

长城汽车的设计思路是通过导流、分流、换向，将火源快速引导至灭火通道并安全泄放。

目前，已经克服了通道内火源压力和流量分布不均匀的难题，消除了热量集中，气体火流可以在通道内分层均匀流动。

5、自动灭火：定向排放口设有多层不对称蜂窝结构，能快速抑制和冷却火焰。

6、正压阻氧：蜂窝的孔径非常关键，它决定了单位气体质量流量。

大宇电池PACK封装内排气孔的精细设计，保证封装内压力始终高于封装外，避免燃烧过程中气体的产生。

将氧气带入袋内引起二次燃烧。

7、高温绝缘：??大宇电池对PACK内部组件的高压连接处和高压安全区域进行高温绝缘保护设计，可以消除在使用过程中因高温对铜线束造成的绝缘损坏。

热失控并防止高压电弧损坏金属盒。

8、智能冷却：是行业内比较常见的技术。

当系统识别到电芯触发热失控时，通过BMS和云端的双重监控，快速启动冷却系统，抑制热量扩散。

此外，大宇电池的冷却系统采用单一大冷板与箱体一体化设计，可根据电池的热失控温度状况，智能调节冷却系统的开闭时间、流量、流量等。

电池芯和模块。

长城汽车在研发手段和方法上也取得了创新和突破。

大宇电池首创建立封装级热失控燃烧模型，实现气流与火流的多维度拟合模拟，填补了行业空白。

同时也颠覆了业界在热失控领域先开发后测试的传统开发方式，完全通过虚拟数字仿真实现燃烧模型的构建，无需真实封装。

同类产品中最严格的高镍电池测试。

那么，大宇电池的引爆效果到底如何呢？维护电池安全底线，通过了同级最严格的高镍电芯测试。

在产品验证过程中，大禹电池科技按照测试标准GB1-《电动汽车用动力蓄电池安全要求》进行业界最严格的高镍电池电芯测试和验证。

研发团队针对中镍、高镍、无钴、铁锂等多种化学体系。

这些电池都在进行大宇电池技术的多元化应用，实现“电芯化学体系全覆盖”、“电芯任意位置”、“单电芯或多电芯”引发热失控等。

爆炸。

我们来看看它的测试视频效果。

长城汽车选择了业内公认最具挑战性的三元NCM电池。

对于这款电池来说，虽然针刺和加热的强度差不多，但加热会产生大量的高温热源，使得电池组的测试更加严格。

因此，长城汽车采用了加热触发方式。

同时选择模块中间的电芯作为触发位置，选择最严格的两节电芯同时触发。

测试方法。

验证过程中，承受最高温度℃，电池组内气压达到3个峰值，瞬时高压16kPa，连续3次电池组仍出现热失控。

电池组仍然没有着火或爆炸。

灭火系统能够抑制电池组的烟雾泄漏。

最高温度低于℃，避免对周围环境造成二次伤害，且电芯内部热量快速导出，彻底有效保证电池安全。

大宇电池安全技术可以有效解决不同化学体系电池热失控后起火、爆炸的问题。

除了能量密度可以超过Wh/kg的NCM三元锂电池外，还包括未来随着镍含量的增加，能量密度会更高的三元锂电池。

此外，还包括三元锂电池体系的NCA（镍钴铝）电芯和无钴电芯，以及不同技术路线的磷酸铁锂电池。

同时，大宇电池技术还可与不同的PACK应用技术配合，满足未来CTC（Cell to Chassis）电池PACK及融合方式，进一步提高整体刚性。

因此，大宇电池技术的综合应用可以最大程度地保证动力电池市场的安全，对于行业和用户都具有重要意义。

结语“大宇电池”作为下一代动力电池新技术，将于年中全面落地推广。

在电池安全问题频发的今天，长城汽车为用户带来了更强的安全解决方案。