長城大禹電池正式釋出,2022年搭載沙龍汽車,永不起火永不爆炸

中國動力電池行業在發生關鍵轉折,不僅專業電池大廠在國際上攻城略地,一些主機廠也開始進入電池行業,並且展現出了非常強悍的發展勢頭。

最典型就是長城汽車。前幾年,長城汽車旗下的蜂巢能源還是打醬油的角色,這幾年開始了眼花繚亂的進化。2021年8月份,在動力電池裝機量排名前十中,蜂巢能源裝機量達到 0。29Gw,同比增長500%,成為一線電池大廠中增速最快的一個。可以類比的是,2021年8月整體動力電池裝車量僅僅增長了98。2%,長城動力電池的增量幾乎是行業增量的五倍。

長城汽車釋出大禹電池

更重要的是,長城汽車的動力電池事業不過剛剛發力,就在9月24日,長城釋出了重量級成果——大禹電池技術。大禹電池的釋出,或將深刻影響長城汽車的未來。

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根據不久前釋出的2025年戰略,長城汽車董事長魏建軍親口宣佈,長城汽車2025年產品銷量規劃是400萬臺,其中80%為新能源車。2023年,長城汽車將實現年產銷280萬輛,其中尤拉品牌實現新能源細分市場第一,全球銷量超過100萬臺。

以長城汽車長期自力更生、從不依賴別人的風格,新能源汽車的核心技術動力電池,必然要掌握在自己手中。大禹電池技術的釋出,顯然是長城汽車自主掌握核心技術的一個關鍵,也是長城汽車在能源革命、全面電動化技術變革中取得的重要突破之一。

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對於動力電池的技術路線,大禹電池提出了多種技術解決方案,包括能量密度較低的鐵鋰和中鎳電池,也包括高能量密度的高鎳電池,以及代表著行業未來發展方向的無鈷電池。長城汽車動力電池設計總監曹永強同時認為,“動力電池市場中,三元/無鈷電池與鐵鋰電池將呈現並存發展的形式,其中超長續航和高動力性的高階車型,仍然以高鎳三元電池為主”。

安全問題是動力電池的攔路虎

在技術指標方面,大禹電池除了追求高效能、高能量密度、快速充放之外,在技術領域的最大突破,就是在電池安全方面的徹底升級。

眾所周知,新能源汽車的攔路猛虎,包括充電焦慮,續航焦慮,電池衰減等等。最近隨著新能源車保有量的增加,電動車漏電起火等安全事故層出不窮。以往起火事故主要集中在充電環節,現在靜置、充電、行駛、碰撞等各個環節都可能發生起火、爆炸,給行業發展蒙上一層厚厚的陰影,安全問題甚至超過充電和續航,成為行業最大攔路虎之一。

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面對電池安全,行業內大廠紛紛提出解決方案,有的使用能量密度低的磷酸鐵鋰電池,降低起火風險;更多廠家從電池包結構方面發力,比如使用雙層高強度護板,電池組內部使用更多隔斷。典型比如業內某大廠,給電芯包裝上銅牆鐵壁,保護的就像裝甲車一樣,這樣確實提升了電池包安全性,因為電池包的外殼比駕駛室都結實,哪怕發生碰撞,電池包也可以不變形、不起火、不爆炸。

但是這也帶來強烈的副作用,電池包能量密度大幅度降低,死重增加,能耗上升,更重要的是,這種方法治標不治本,並不能根本解決電池安全。

8大關鍵技術“變堵為疏”

大禹電池技術除了在機械結構方面的改進,一個非常重要的設計理念為“變堵為疏”,就是將容易引發事故的“氣火”當作洪水處理,以前是利用堵塞壓制的方法,現在則借鑑了治理洪水的“疏導”方法,將容易發生事故的“氣火”按照設計通道安全疏匯出電池包外,徹底解決熱失控起火和爆炸問題。

這個疏導方法,大致可以分為“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、智慧冷卻”等八個技術方案 ,最終實現“任意位置電芯、單個或多個電芯”觸發熱失控的情況下整包不起火、不爆炸。

在技術上,將這8個技術方案做一個詳細解析是一個費力不討好的事情,我們僅僅用簡短文字敘述技術原理。

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1。電芯隔斷:電芯間採用雙層複合材料,模組間採用高溫絕熱複合材料,既能隔離熱源,又耐火焰衝擊,還可有效解決電芯受熱膨脹對空間的需求。

2。 雙向換流;熱失控過程中會產生大量高溫、高壓氣火流,透過先進的流道設計,有效控制熱源按預定軌跡流動,減少對相鄰模組的熱衝擊,避免再次引燃。

3。 熱流分配;透過搭建燃燒模型、熱力學與流體力學擬合模擬、衝擊強度和壓力計算等虛擬技術應用,可實現氣火流在不同結構通道內的均勻分佈,避免氣火流集中引發的危害。

4。定向排爆;透過分流、導流、換流將火源快速引導至滅火通道並安全排出,消除了熱量集中,消除隱患。

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5。自動滅火;如果已經起火,在定向排爆出口設定多層不對稱蜂窩狀結構,實現火焰快速抑制和冷卻,滅除火患。

6。正壓阻氧;根據蜂窩孔徑及單位氣體質量流量,保持包內壓力始終高於包外,避免因氧氣進入導致二次燃燒。

7。高溫絕緣;為消除熱失控過程中的高溫對銅排線束造成絕緣損傷,防止高壓起弧損傷金屬箱體,對高壓連線及高壓安全區域進行高溫絕緣防護設計。

8。智慧冷卻;當電池管理系統識別到電芯已觸發熱失控,整車快速開啟冷卻系統,抑制熱擴散,防患於未然。

經受“同級最嚴格的熱失控測試”

總之,透過8大技術方案,大禹電池從根源上解決了電池起火和熱失控問題。更重要的是,大禹電池的安全技術不僅停留理論中,而是真真正正已經實現,並且依據GB 38031-2020 《電動汽車用動力蓄電池安全要求》,進行了行業內最為嚴苛的測試驗證。

曹永強對這個“同級最嚴格的熱失控測試”的最嚴格概念做了解析。

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這個“最嚴格”,主要體現在四個方面:1。選擇了行業公認最具挑戰的三元811高鎳大容量電芯;相比鐵鋰電池和中鎳電池,811高鎳電池的熱失控反應最激烈,是目前已知的反應最劇烈的電芯。2。測試選擇了增加額外熱源的加熱方式,相比針刺方式,加熱產生的大量熱源引發後果更為嚴重。3。測試中,快速引燃了多個電芯,連續引發熱失控的狀況,這比單個電芯的引燃更危險。4,測試引燃選擇了中間電芯,更容易向周邊擴散,引發更大的危險。

雖然採用了“同級最嚴格的熱失控測試”,因為先進的安全設計,大禹電池依然承受了苛刻考驗。測試中,電芯溫度最高達到1037℃,電池包內氣壓達到三次高峰,瞬間最高氣壓約16kPa,系統則透過尾部滅火盒設計將外溢煙霧最高溫度控制在100℃以下,避免對周圍產生二次傷害,最後大禹電池順利透過測試。

大禹電池徹底解決電池安全問題,對於行業以及消費者影響深遠。 曹永強直言不諱,“大禹電池“控導疏”的理念給行業內提供了一個新的思路,對整個行業電池安全有很好的促進作用和提升”此外,“透過大禹電池的技術提升,給使用者增加更多的安全信心,消除使用者的擔憂”。以上兩點,或許就是大禹電池的突出優勢和對於行業的價值與意義。

寫在最後

在釋出會的最後,大禹電池還發布兩個重磅訊息,一是大禹電池將於2022年全面應用於長城汽車旗下新能源系列產品,首搭專案為沙龍品牌第一款車型;第二個好訊息是,大禹電池的數十項專利,將對行業免費開放。

這兩個訊息,無論對於長城汽車,還是對於消費者,以及對於全行業,都是一個福音。我們也期待著大禹電池的更好訊息。