鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：487次 | 2023年02月02日
長(zhǎng)城汽車(chē)免費(fèi)開(kāi)放大禹電池技術(shù)專利，有何考慮？
"永不起火，永不爆炸。"這樣的動(dòng)力鋰電池技術(shù)值多少錢(qián)？在電動(dòng)化趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)的今天，能夠防止車(chē)輛由于動(dòng)力鋰電池的緣故而自燃，這樣的技術(shù)堪稱價(jià)值連城。但誰(shuí)也沒(méi)有想到，長(zhǎng)城汽車(chē)這一次把這樣的技術(shù)專利全面免費(fèi)開(kāi)放，長(zhǎng)城汽車(chē)動(dòng)力鋰電池設(shè)計(jì)總監(jiān)曹永強(qiáng)表示："我們希望可以和整個(gè)產(chǎn)業(yè)一起推進(jìn)動(dòng)力鋰電池的技術(shù)進(jìn)步，為新能源汽車(chē)用戶供應(yīng)更好的用車(chē)體驗(yàn)。"據(jù)悉，此次免費(fèi)開(kāi)放專利的大禹電池技術(shù)將在2022年全面應(yīng)用于長(zhǎng)城汽車(chē)旗下所有新能源系列車(chē)型，首先搭載此項(xiàng)技術(shù)的將是沙龍品牌旗下的第一款車(chē)型。
堵不如疏，這就是大禹電池技術(shù)的核心
我國(guó)已經(jīng)明確提出"力爭(zhēng)2030年碳達(dá)峰，2060年碳中和"的目標(biāo)，加之第三次能源革命從化石能源到可再生能源的轉(zhuǎn)型也正如火如荼，各大車(chē)企的新能源汽車(chē)戰(zhàn)略規(guī)劃均已啟動(dòng)，曹永強(qiáng)相信在未來(lái)的5到10年里新能源汽車(chē)的發(fā)展將迎來(lái)井噴階段。長(zhǎng)城汽車(chē)在這個(gè)大潮中提出了2025年全球年銷(xiāo)量400萬(wàn)臺(tái)的目標(biāo)，其中80％為新能源汽車(chē)，所以動(dòng)力鋰電池的研發(fā)便成了重中之重。
盡管技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)幫助消費(fèi)者緩解了購(gòu)車(chē)成本、續(xù)航里程、充電時(shí)間、熱失控安全和殘值問(wèn)題的五大焦慮，但是電池安全問(wèn)題直到今天仍然是制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵因素。長(zhǎng)城汽車(chē)此次公布的大禹電池技術(shù)，用曹永強(qiáng)的表述來(lái)說(shuō)是"突破性研發(fā)成果"，這是一種系統(tǒng)性的安全技術(shù)，內(nèi)部可以裝載多種化學(xué)體系的電芯，可以是三元鋰，也可以是鐵鋰或是其他體系，將其集成為一個(gè)系統(tǒng)性的電池安全技術(shù)，其核心便是"堵不如疏"四個(gè)字，可以將氣火流按照設(shè)計(jì)通道安全疏導(dǎo)出電池包外，從而保證動(dòng)力鋰電池的安全。
在長(zhǎng)城汽車(chē)的多次測(cè)試中，結(jié)果顯示動(dòng)力鋰電池尤其是大容量的811高鎳電池其熱失控反應(yīng)非常劇烈，常規(guī)的做法是哪里熱失控就對(duì)哪里進(jìn)行隔離封堵，但是熱量較小的時(shí)候這種做法還可以生效，當(dāng)面對(duì)大容量高能量的電芯熱失控時(shí)也采用這種方法就會(huì)導(dǎo)致被收集起來(lái)的熱源關(guān)于最相鄰的模組做了快速的加熱，于是……Boom!
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在經(jīng)過(guò)多次測(cè)試和計(jì)算之后，長(zhǎng)城發(fā)現(xiàn)假如能夠把熱源按照既定的流量分配，讓熱流在滿足電池安全邊際的情況下疏導(dǎo)出去，會(huì)更加有利于相鄰電池模組的安全，能夠更好地抑制熱失控的蔓延。于是便有了大禹電池技術(shù)的出現(xiàn)。
大禹電池的核心優(yōu)勢(shì)便是電芯化學(xué)體系全覆蓋，其次便是任意位置電芯、單個(gè)或多個(gè)電芯觸發(fā)熱失控的情況下都能實(shí)現(xiàn)不起火、不爆炸。從技術(shù)方法上來(lái)看，大禹電池有著8個(gè)全新的設(shè)計(jì)理念：熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動(dòng)滅火、正壓阻氧和智能冷卻，目前已經(jīng)獲得了數(shù)十項(xiàng)核心技術(shù)專利。
曹永強(qiáng)介紹說(shuō)，大禹電池技術(shù)通過(guò)熱流分配技術(shù)在整個(gè)電芯熱失控之后將熱流按照設(shè)計(jì)通道安全疏導(dǎo)出電池包。這一分配模式的建立，是通過(guò)大量的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定，然后建立了一個(gè)電池包熱失控燃燒模型。通過(guò)這個(gè)模型將熱力學(xué)和流體力學(xué)進(jìn)行仿真，虛擬計(jì)算沖擊強(qiáng)度和壓力的變化。大禹電池的另一項(xiàng)核心技術(shù)便是定向排爆提醒，當(dāng)電芯發(fā)生熱失控之后，雙向換流便開(kāi)始發(fā)揮用途，其后便是通過(guò)分流、導(dǎo)流和換流將火源快速地轉(zhuǎn)移至滅火通道排出電池包外，在這個(gè)過(guò)程中要防止熱源的過(guò)分集中，定向排爆技術(shù)在此過(guò)程中可以將超過(guò)一千度的高溫氣體快速降溫至200度以內(nèi)，然后再將其進(jìn)行快速分散以使得排出電池包外的氣體溫度低于100攝氏度，從而防止對(duì)周遭的人和其他事物造成二次傷害。自動(dòng)滅火技術(shù)則可以防止三元電池?zé)崾Э刂笥捎陔姵匕獠康难鯕膺M(jìn)入而導(dǎo)致的爆裂式燃燒。其他幾項(xiàng)核心技術(shù)也同樣針對(duì)電池?zé)崾Э剡^(guò)程中的諸多環(huán)節(jié)做出了應(yīng)對(duì)，以確保熱失控最終可控。
大禹電池開(kāi)創(chuàng)性地構(gòu)建了熱失控燃燒模型
一項(xiàng)好的技術(shù)背后除了研發(fā)團(tuán)隊(duì)的辛勤之外，一定還有著先進(jìn)的研究方法。大禹電池開(kāi)創(chuàng)性地構(gòu)建了整包級(jí)的熱失控暗哨模型，實(shí)現(xiàn)了氣流和火流的多維度擬合仿真，填補(bǔ)了此前的行業(yè)空白。這也顛覆了熱失控領(lǐng)域多年來(lái)先開(kāi)發(fā)再測(cè)試的傳統(tǒng)方式，實(shí)現(xiàn)了無(wú)實(shí)包條件下全數(shù)字熱失控的虛擬仿真。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
此前行業(yè)內(nèi)的傳統(tǒng)模式都是在未知電池包最終性能的時(shí)候便加工、制樣、組裝，然后進(jìn)行多項(xiàng)測(cè)試，其缺點(diǎn)在于周期長(zhǎng)、人員投入大，而且很難監(jiān)測(cè)到所有要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)。而長(zhǎng)城汽車(chē)在大禹電池研發(fā)過(guò)程中搭建的這種模型，可以持續(xù)拓展熱失控仿真維度，提升氣流和火流的多工況模式擬合仿真真實(shí)度，還可以對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次數(shù)據(jù)標(biāo)定，掌握電池的安全設(shè)計(jì)結(jié)果，從而縮短開(kāi)發(fā)周期、降低風(fēng)險(xiǎn)。
在這個(gè)模型中，可以來(lái)驗(yàn)證氣流場(chǎng)流量的分配，可以清楚地獲知在熱失控的初期、中期和后期各自氧氣的含量，進(jìn)而得知其支撐燃燒的時(shí)長(zhǎng)和烈度。同樣，這個(gè)模型可以通過(guò)對(duì)應(yīng)力場(chǎng)的仿真計(jì)算識(shí)別出每個(gè)零件要承受的壓力數(shù)值，在其后的研發(fā)中根據(jù)壓力數(shù)值直接選型即可。至于溫度場(chǎng)的仿真計(jì)算則是模擬熱流和氣流的擬合過(guò)程，來(lái)判斷熱失控過(guò)程中的溫度在電池包中是如何擴(kuò)散的，便能夠根據(jù)其流量大小和熱量的強(qiáng)度進(jìn)行智能冷卻。
根據(jù)曹永強(qiáng)的介紹，通過(guò)這個(gè)模型的計(jì)算，目前所有的熱失控參數(shù)都已經(jīng)被工程師們數(shù)字化了，通過(guò)將其和整車(chē)策略的繼承，便可以首先做到防患于未然，其次可以在熱失控發(fā)生時(shí)通過(guò)熱傳導(dǎo)抑制溫度在電池包內(nèi)的擴(kuò)散，進(jìn)而以其他設(shè)計(jì)達(dá)到最大限度的安全。這種模型的建立，在動(dòng)力鋰電池行業(yè)內(nèi)都是領(lǐng)先且具備突破性的，關(guān)于其他電池廠商而言也有著極為重要的參考價(jià)值。
技術(shù)好不好，誰(shuí)說(shuō)了算？
假如一項(xiàng)技術(shù)只有自己說(shuō)好，那就是王婆賣(mài)瓜自賣(mài)自夸。想讓大家都承認(rèn)是真的好，那只有用公開(kāi)的嚴(yán)苛測(cè)試來(lái)說(shuō)明一切。
大禹電池采用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為GB38031－2020《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》，進(jìn)行了行業(yè)內(nèi)最為嚴(yán)苛的測(cè)試驗(yàn)證。首先，大禹電池在測(cè)試中選用的是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)最具挑戰(zhàn)性的三元811體系高鎳大容量電芯，電池的容量越大，爆發(fā)的能量越高。關(guān)于三元811體系電芯而言，雖然針刺和加熱的劇烈程度相當(dāng)，但是加熱出現(xiàn)的大量熱源要比針刺嚴(yán)苛得多，所以大禹電池在這次測(cè)試中選擇了加熱觸發(fā)的形式。同時(shí)，本次測(cè)試的觸發(fā)位置選擇了模組的中間電芯，并采用了全球最為嚴(yán)苛的兩個(gè)電芯持續(xù)觸發(fā)的測(cè)試方式，難度被進(jìn)一步加強(qiáng)。
在測(cè)試的過(guò)程中，持續(xù)三次發(fā)生了多個(gè)電芯集聚觸發(fā)熱失控，溫度最高達(dá)到了1037攝氏度，電池包內(nèi)氣壓也達(dá)到了三次峰值，瞬間最高氣壓約為16kPa，大禹電池通過(guò)尾部滅火盒的設(shè)計(jì)將外溢煙霧最高溫度控制在了100攝氏度以下，防止了對(duì)周遭人和物的二次傷害。
在通過(guò)了如此嚴(yán)苛的測(cè)試之后，曹永強(qiáng)終于可以和長(zhǎng)城汽車(chē)一道表示大禹電池技術(shù)真的很過(guò)硬了。但是出人意料的是，此次長(zhǎng)城汽車(chē)選擇將大禹電池的所有專利免費(fèi)開(kāi)放，曹永強(qiáng)表示："這是長(zhǎng)城汽車(chē)通過(guò)對(duì)新能源技術(shù)做出貢獻(xiàn)來(lái)推動(dòng)碳中和和人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展作出的努力之一，和大禹電池相關(guān)的更多專利也將陸續(xù)公布。"
寫(xiě)在最后
上一次，將本可以成為公司聚寶盆的核心技術(shù)免費(fèi)公布的車(chē)企叫做沃爾沃，那項(xiàng)技術(shù)便是在交通事故中拯救了無(wú)數(shù)人的三點(diǎn)式安全帶。你還記得嗎？
