要性能更要安全 大禹电池不起火、不爆炸的秘密

凤凰网汽车·新能源 新能源汽车是人类可持续发展必须的选择，为应对全球气候变暖以及解决化石能源紧缺的危机，全球汽车都在向着电动化方向迈进。作为全球最大汽车市场，在中国也提出了2030年碳达峰和2060年碳中和的双碳目标。

在如此背景下，以电动车为代表的新能源汽车快速发展，并逐渐成为消费者购车的优先之选。然而，普通消费者买车考虑的问题很现实，没有人会因为“低碳减排”而选择电动车，在满足出行需求的同时，更要面对五大焦虑“购车成本、续航里程、充电时间、热失控安全和残值问题”。

相比之前，现如今的电动车技术已有长足进步，价格便宜了、续航更长了、充电更快了，当然也更安全了。在大多数电动车用户看来，安全是以上几点中最重要的，诸多事实告诉人们，电动车热失控引发的起火、爆炸事故是相当惨痛的。为此，行业内多家汽车企业都提出了电池整包“不起火、不爆炸”的概念，此前已有比亚迪刀片电池、广汽埃安弹匣电池等。

这一次我们来了解一下长城汽车大禹电池技术，从名称就能看出，这套系统的核心是“变堵为疏” ，将气火流按照设计通道安全疏导出电池包外，覆盖热源抑制、隔离、冷却、排出等领域，实现“电芯化学体系全覆盖”，“任意位置电芯”，“单个或多个电芯”触发热失控的情况下整包不起火、不爆炸。

大禹电池技术有8项核心设计理念：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。

热源隔断双重防护：电芯隔断和模组防护

电芯间采用全新开发的双层复合材料，既能隔离热源，又耐火焰冲击，有效解决了传统气凝胶不耐冲击的痛点。同时结合不同化学体系电芯循环膨胀特性不同，设计双层复合材料，既可有效解决电芯膨胀对空间的需求，又能隔离热源。

模组间采用高温绝热复合材料，可阻止火焰冲击和长时间传热传导。防护罩设计定向排爆出口，能快速将模组内部高温气火流排出，避免模组内部热蔓延。

双向换流

热失控过程中会产生大量高温、高压气火流，通过对多种类换流通道设计方案仿真模拟，实现换流强度和比例的精准化设计，有效控制热源按预定轨迹流动，减少对相邻模组的热冲击，避免再次引燃。

热流分配

通过搭建燃烧模型、热力学与流体力学拟合仿真、冲击强度和压力计算等虚拟技术应用，可实现气火流在不同结构通道内的均匀分布。

定向排爆

“大禹电池”最核心技术，通过分流、导流、换流将火源快速引导至灭火通道并安全排出。目前已攻克了通道内压力和流量均匀化调节的难点，消除了热量集中，使气火流在通道内分层均匀流动。

自动灭火

在定向排爆出口设置多层不对称蜂窝状结构，实现火焰快速抑制和冷却，并通过多点化、均布化、小型化设计，有效减小体积、降低重量，提升降温效果。

正压阻氧

根据蜂窝孔径及单位气体质量流量，保持包内压力始终高于包外，避免因氧气进入导致二次燃烧。

高温绝缘

为消除热失控过程中的高温对铜排线束造成绝缘损伤，防止高压起弧损伤金属箱体，对高压连接及高压安全区域进行高温绝缘防护设计。

智能冷却

当电池管理系统识别到电芯已触发热失控，通过BMS和云端双重监控，确保整车快速开启冷却系统，抑制热扩散。采用单张大冷板与箱体集成设计方案，有效避免管路因高温泄漏和爆裂问题，并且根据电芯和模组热失控温度状态，智能调节冷却系统的开闭时间、流速、流量等，实现不同热失控条件下、高效冷却策略。

此外，“大禹电池”还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。现阶段持续拓展热失控仿真维度，提升气流和火流多工况模式拟合仿真真实度，对仿真数据进行多层次数据标定，掌握电池安全设计结果，缩短开发周期和风险。

接受同级最严格热失控测试

大禹电池的原理明确了，效果到底如何？长城汽车依据GB 38031-2020  《电动汽车用动力蓄电池安全要求》选取行业公认最具挑战的三元811体系高镍大容量电芯，采用加热触发，要比此前多家企业公开的针刺试验更具挑战。并且还是两个电芯连续触发的测试方式，触发位置选择了模组的中间电芯，可谓全球最严苛测试。

测试中连续发生3次多个电芯集聚触发热失控，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，通过灭火系统抑制电池包外溢烟雾最高温度低于100℃，避免对周围产生二次伤害。

应用广泛，开放专利

大禹电池技术作为一整套解决电池热失控安全的方案，可满足未来不同化学体系电芯应用的技术，包括但不限于目前已广泛使用的三元锂电池，尤其高镍含量电芯，随着镍含量提高，正极材料的热稳定性会进一步下降。与此同时，大禹电池技术满足未来CTC（Cell to Chassis）电池PACK与融合方式，进一步提升整体刚性。

2022年，大禹电池技术将全面应用在长城汽车旗下新能源车型上，沙龙品牌第一款量产车将首搭大禹电池技术并有望在今年亮相。

以推动新能源汽车发展，最大范围保障用户安全为目标，长城汽车大禹电池技术数十项专利将对全社会免费开放，这一点非常值得肯定。