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超60项专利全部免费开放 长城汽车大禹电池技术开启电池安全新篇章

随着汽车行业电动化时代来临,汽车安全问题面临新挑战,除传统的控制安全外,电池安全成为其中关键。近些年关于电动汽车电池起火的新闻并不鲜见。工信部发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》也明确了新能源安全目标要求,到2025年起火事故率小于0.5次/万台,国家政策层面对汽车电池安全给出了底限,对企业提出更为严苛的要求。因此,打破电池安全技术壁垒成为众车企面临的最大挑战之一。

面对严峻的电池安全形势,始终想为用户带来更强安全保障的长城汽车,颠覆传统以“堵”为主的电芯安全管理技术,推出“控+导=通”为技术原理的大禹电池技术,取自中国古代治水英雄大禹提出的“变堵为疏”治水方案。同时,大禹电池技术也是电池安全技术的进化,由此前单一电芯控制的安全转变为矩阵式安全,其通过4层5维安全矩阵,覆盖热源抑制、隔离、冷却、排出等各项领域,保障电池不起火、不爆炸。

数十项核心技术8大设计理念 实现性能、安全完美平衡

目前行业内主流电池多采用NCM(镍钴锰)三元电芯,而NCM811电芯相比普通电芯,镍的使用比例提升占比至80%,能量密度可提升约40%,整车续航性能大幅提高。但NCM811电池高能量密度的另一面是较差的安全性,容易在热失控后发生自燃。因此,NCM811高镍电池的安全性也一直是行业“待解”的难题。

此次,长城汽车推出大禹电池技术,布局数十项完全自主研发的核心专利技术,突破电池本征失败、PACK设计失败、BMS失败3大维度39个热失控故障节点,全面保障电池安全。同时通过热源隔断、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”一体化热失控安全矩阵技术,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。可以说,大禹电池技术有效解决了困扰行业的NCM811电芯安全性问题,为NCM811电池的安全应用与普及作出了突出的贡献。

除NCM811电芯外,大禹电池安全技术同样能够有效解决其他不同化学体系电芯发生热失控之后的起火、爆炸问题。包括目前主流三元锂电池体系的NCA(镍钴铝)电芯及无钴电芯等,以及另一条技术线路的磷酸铁锂电池。因此,大禹电池技术的全面应用可以最大程度保障动力电池市场的安全,对于行业和用户都有着巨大意义。

1037℃同级最严热失控测试 最大化保障电池安全

此次大禹电池技术开创性构建了整包级热失控燃烧模型,实现气流和火流多维度拟合仿真,填补业界空白。同时其还颠覆了热失控领域先开发再测试的传统方式,从源头就避免了开发过程中的安全弊端和隐患,从根本上保障了电池安全。而全数字化热失控虚拟仿真,有效掌控电池安全设计结果,全面且高效促进电池安全性的提升。

为验证大禹电池技术的安全性,长城汽车还对采用大禹电池技术的NCM811电池进行了同级别最严格的热失控测试——严格执行GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》的相关标准和要求,在大容量高镍电芯、电池包内任意位置触发多个电芯,模拟热失控中危险极限场景。

在创新设计下,被测试电芯内部热量被迅速导流,在“连续发生3次多个电芯集聚触发热失控”以及“温度最高达到1037℃”,且“电池包内气压达到三次高峰”等的情况下,依然保证电池不爆炸、不起火。同时,尾部的灭火盒设计,将外溢烟雾控制到100℃以下,避免对周围产生二次伤害。

首个面向全球免费开放专利 促进行业电池安全新发展

在实际应用层面,大禹电池技术计划于2022年面向下一代全新电动车平台,搭载到长城汽车旗下的新能源系列车型。相比于行业大多数新技术还停留在开发试验阶段的企业来讲,长城汽车在电池安全方面迈出了领先的一大步,并以超前的速度不断引领行业发展。

同时,大禹电池技术还是首个面向全球免费开放专利的电池安全技术。长城汽车承诺对全社会免费开放该技术专利,与大家共享技术成果,这不仅表明了长城汽车用实际行动回馈社会的企业责任感,更表明了长城汽车“以用户为中心”的理念,通过自身先进技术促进电池行业发展。

以“控+导=通”为技术原理的长城汽车大禹电池技术,从电芯、模组、电池系统、整车四层进行设计,电芯测试、系统数据、安全设计、虚拟仿真、测试验证五个维度进行开发,全方位、立体且高效地保障了电池安全,将新能源时代动力电池安全性提升到全新高度,为行业电池安全问题提供了新思路和技术方向。

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