選單

長城汽車推出了永不起火、永不爆炸的動力電池?

繼比亞迪的刀片電池和廣汽埃安的彈匣電池後,又一個以提升安全性為目標的動力電池封裝方式來了,長城汽車近日正式釋出了“大禹電池”。但是據官方介紹,這個電池技術可以相容所有的電芯材質,同時最重要的是,大禹電池技術解決了困擾行業的NCM811高鎳電芯的安全性問題。官方介紹中更是說到,大禹電池可以保證做到「永不起火,永不爆炸」。這一電池目前還處於未量產階段,我們先來看看它的設計是怎麼樣的。

長城汽車推出了永不起火、永不爆炸的動力電池?

先嘮叨一句,熱失控是怎麼來的:熱失控一般是某一個或幾個電芯出現高溫,當高溫超過一定程度才會發生自燃。

長城汽車推出了永不起火、永不爆炸的動力電池?

而大禹電池解決了熱失控的問題嗎?答案是:並沒有。

那麼它是怎麼做到發生了熱失控依然保證安全的呢?其實大禹電池這個技術的思路與我們之前所瞭解的電池技術都不一樣,它是採用了將高溫疏導降溫滅火,再排出的方式達到提升電池安全的目的。這麼說有點抽象,我們來看看它對熱疏導的手段是怎麼樣的。

長城汽車推出了永不起火、永不爆炸的動力電池?

這個是大禹電池的解剖圖,從圖片上可以看到,在每個電池模組的上方大禹電池佈置了帶孔的金屬製的隔板,這個隔板的打孔是大禹電池的技術點之一。當模組中有電芯發生熱失控,所產生的高溫氣體也就是氣火流,會透過這些孔洞及時排到這些隔板的孔洞上方。因為模組和模組之間採用了層板隔絕,所以氣火流也不會影響周圍的模組,氣火流只能單向透過孔洞流出。

長城汽車推出了永不起火、永不爆炸的動力電池?

然後第二點關鍵設計亮點在於模組與電池包之間並不是緊密接觸的,從圖上可知它們之間有著比較大的空隙,而這些空隙其實是一個特別設計的通道,它會允許從模組隔板中跑出來的氣火流從這些通道的兩邊進行疏散,並透過設計好的特定線路疏匯出去(如上圖所示)。

長城汽車推出了永不起火、永不爆炸的動力電池?

除了透過特定線路疏導外,在電池包底部,大禹電池採用了單張的巨大面積的冷卻板,這塊板與箱體整合,在沒有危險的時候它對電池進行熱管理作用,當系統識別到電芯已觸發熱失控,則會快速開啟冷卻系統抑制熱擴散,並根據電芯和模組的熱失控溫度狀態,結合前期燃燒模型擬真資料,智慧調節冷卻系統的開閉時間、流速及流量,在不同熱失控條件下采用最高效的冷卻策略,這讓氣火流在疏散的過程中能大大降低其自身溫度。

長城汽車推出了永不起火、永不爆炸的動力電池?

此外,對於電芯熱失控的監控,大禹電池採用了BMS和雲端監控兩種方式。

第三個關鍵的技術點在於如何解決高溫的氣體排出電池包,對外界的物體造成二次傷害的問題。在這一點中,大禹電池採用了一個單向的排氣滅火閥,氣火流在透過這個滅火閥時被滅除火焰,同時將排出氣體的溫度控制在100攝氏度以下。因為閥體是單向設計,這也就很好地隔絕了空氣中的氧氣透過閥門進入電池包內部造成二次燃燒,同時也可以避免涉水行駛的時候進水。

長城汽車推出了永不起火、永不爆炸的動力電池?

總結起來,大禹電池的保證安全的思路是:在電芯出現高溫失控時,採用疏導的方式將高溫高壓帶走,起到治燃治爆的效果。當然最重要的是,因為這種處理方式是針對出現熱失控的電芯進行“定向排爆”,所以某些電芯的熱失控對於周圍模組和電芯的影響更小,這也就降低了單個電芯熱失控所引發的電池包起火風險,從而提升安全性。

長城汽車推出了永不起火、永不爆炸的動力電池?

據長城汽車副總裁穆峰介紹,在電池整體技術路線方面,長城已規劃了經濟性、長續航、高效能動力電池三種解決方案。其中,磷酸鐵鋰主打入門級和運營版車型;中長續航版本主要採用高性價比無鈷電池,能量密度與高鎳811體系相仿;高階效能車型採用長薄化疊片工藝電芯,高效能三元體系,滿足長續航的同時可實現充電10min(4C及以上),續航400km。目前,長城汽車動力電池供應商主要包括寧德時代、蜂巢能源等。

長城汽車推出了永不起火、永不爆炸的動力電池?

從技術角度上來說,長城大禹電池從疏導的角度降低了電池熱失控風險,透過對高鎳電池的實驗中可以看出來,這個技術對NCM811做了一定的安全冗餘,這個技術可以說是非常突破性的了,但是依然有幾個值得思考的問題:第一點是大禹電池對於電芯本身的穩定性其實是沒有做到提升的,從這個角度來說,是否真正能做到“永不起火,永不爆炸”有待商榷;其次,較多的高溫高壓疏導通道加入,大禹電池整包能量密度將會受到影響,裝車後的續航能力如何,有待未來量產車落地驗證;其三,滅火閥是與外界聯通的一個閥體,可能會導致了電池內部與外界密封性偏弱,如何保證其的單向閥在理想狀態下正常工作也是一個關鍵。

本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。