一、變堵為疏

這個故事可以從四千年前說起。

面對威脅生存的洪水，人們最初的想法是堵。費時費力，卻不見成效。

直到遇到了大禹，他引領(lǐng)著人們，將洪水沿著精心設(shè)計的河道疏導(dǎo)歸流入海。

平定洪水之日，他成為了華夏王朝當之無愧的奠基者。

二、危機再現(xiàn)

光陰荏苒，如今人類面臨著氣候變暖的威脅。為此，我國政府做出了“2030碳達峰，2060碳中和“的莊嚴承諾。為了實現(xiàn)這一目標，低碳清潔的新能源汽車得到了快速發(fā)展，而作為核心技術(shù)的電池決定著新能源賽道上的名次。為此，各大新能源廠商爭相提出自己的電池體系設(shè)計方案，而作為新能源汽車核心要素的安全性能，仍然是新能源汽車的一大痛點。如今，車庫自燃，碰撞起火，充電冒煙，乃至爆炸等新聞仍不時出現(xiàn)，可以說，新能源汽車發(fā)展瓶頸就在安全問題，起火甚至爆炸，是如今的新能源汽車最大的危機。

三、“大禹電池”

時間來到2021年，另一位“大禹”，面對著新的危機，再次橫空出世。

大禹電池技術(shù)，是長城汽車潛心多年研發(fā)的動力電池體系先進解決方案。正如名字繼承了大禹的思想，大禹電池技術(shù)不再拘泥于電芯本身的安全性能，而是將關(guān)注點提升到汽車整體，用“疏導(dǎo)“取代單純”阻燃“，一方面通過材料設(shè)計提升電芯本體的阻燃性能，另一方面將氣火流按照設(shè)計通道安全疏導(dǎo)出電池包外，為新能源汽車電池包的安全設(shè)計點亮了“控+導(dǎo)=通”的全新思路。

為確保了電池包的絕對安全，大禹電池技術(shù)團隊采取了如下八大核心技術(shù)，來實現(xiàn)“在電池正常生命周期內(nèi)永不起火、永不爆炸“的偉大目標：

1、熱源隔斷

如果某一個電池出現(xiàn)了發(fā)熱乃至起火，最需要的措施就是將其與其他電池隔絕開。大禹電池技術(shù)所有電芯之間均采用長城汽車全新開發(fā)的雙層復(fù)合材料，既能隔離熱源，又耐火焰沖擊，將傳統(tǒng)氣凝膠不耐沖擊的痛點一舉突破。此外，根據(jù)不同電芯材料體系，可以設(shè)計不同的雙層復(fù)合材料，來解決電芯膨脹的空間需求。上升到模組層面，每個模組間的高溫絕熱復(fù)合材料，可阻止火焰沖擊和長時間傳熱傳導(dǎo)，并設(shè)置帶定向排爆出口的防護罩，快速排出高溫熱火流，再次確保了電芯及模組層面的安全。

2、雙向換流

當電芯產(chǎn)生的氣火流被排除出模組后，大禹電池技術(shù)通過對多種類換流通道設(shè)計方案仿真模擬，實現(xiàn)換流強度和比例的精準化設(shè)計，有效控制熱源按預(yù)定軌跡流動，減少對相鄰模組的熱沖擊，可以避免再次引燃。

3、熱流分配

大禹電池技術(shù)團隊可以對氣火流在不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)的分布進行精確計算與調(diào)控。這得益于團隊在燃燒模型、熱力學與流體力學擬合仿真、沖擊強度和壓力計算等虛擬技術(shù)應(yīng)用方面的深厚造詣。熱量可以被迅速而均勻地從各種通道中排出，熱流分配技術(shù)功不可沒。

4、定向排爆

隨著氣火流在通道內(nèi)的流動，如何安全快速引導(dǎo)排出是電池包安全的關(guān)鍵因素。難點在于通道內(nèi)壓力和流量均勻化調(diào)節(jié)，來實現(xiàn)熱量和氣火流的均勻流動。大禹電池技術(shù)團隊通過精確設(shè)計了熱失控后氣火流路徑，通過分流、導(dǎo)流、換流將火源快速引導(dǎo)至滅火通道并安全排放，解決了這個難題。

5、高溫絕緣

熱失控過程往往會導(dǎo)致電池包銅排線出現(xiàn)絕緣損傷，進而發(fā)生高壓起弧損傷金屬箱體。針對此問題，大禹電池技術(shù)團隊對高壓連接及高壓安全區(qū)域進行高溫絕緣防護設(shè)計，消除高壓起弧危險。

6、自動滅火

氣火流沿著精心設(shè)計的路徑排出，最終會到達指定位置的排爆出口。在此處，大禹電池技術(shù)團隊設(shè)計了多層不對稱蜂窩狀結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)火焰快速抑制和冷卻，并通過多點化、均布化、小型化設(shè)計，有效減小體積、降低重量，提升降溫效果。行至此處，電芯內(nèi)上千度的熱失控氣體，已經(jīng)降低到一百度以下，足以確保人和車輛的安全。

7、正壓阻氧

對多層不對稱的蜂窩狀結(jié)構(gòu)設(shè)計還另有玄機?？椎某叽绺鶕?jù)單位氣體質(zhì)量流量進行設(shè)計，可以確保包內(nèi)壓力始終高于包外，因此，氧氣被隔絕在電池包外，實現(xiàn)了電池包的進一步阻燃。

8、智能冷卻

除電池包層面，汽車電池管理系統(tǒng)也對安全性舉足輕重。除了上述七種方案，還增加了智能冷卻監(jiān)控和自動冷卻啟動系統(tǒng)，一旦檢測到電芯溫度超標，能夠通過BMS和云端雙重監(jiān)控，確保整車快速開啟冷卻系統(tǒng)，抑制熱擴散。為了避免管路因高溫泄漏和爆裂問題，冷卻系統(tǒng)采用采用單張大冷板與箱體集成設(shè)計方案，并且可根據(jù)電芯和模組熱失控溫度狀態(tài)，智能調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的開閉時間、流速、流量等，實現(xiàn)不同熱失控條件下、高效冷卻策略。

對于上述方案實現(xiàn)電池包的絕對安全，長城汽車充滿自信，并按照GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》的標準進行了史無前例最嚴苛的測試。

之所以說史無前例，是因為長城汽車在三個方面挑戰(zhàn)自我：一是，長城汽車選取了最具挑戰(zhàn)的三元811體系高鎳大容量電芯。二是，對于這類電芯而言，雖然針刺試驗和加熱試驗得劇烈程度相當，但加熱試驗產(chǎn)生的大量熱源要比針刺試驗嚴苛得多，所以長城汽車采用了加熱觸發(fā)的測試方式。三是，加熱觸發(fā)的位置選擇在模組的中間電芯，而且采用全球最嚴苛的兩個電芯連續(xù)觸發(fā)的測試方式。

測試結(jié)果，一如既往的穩(wěn)妥。

在上述極端條件下，測試中連續(xù)發(fā)生3次多個電芯集聚觸發(fā)熱失控，溫度最高達到1037℃，電池包內(nèi)氣壓達到三次高峰，讓熱量迅速排出。但通過滅火系統(tǒng)抑制，最終也未發(fā)生任何引燃，電池包外溢煙霧最高溫度不足100℃，避免了對周圍產(chǎn)生二次傷害。

測試，完美通過。

在經(jīng)歷了嚴苛的測試后，熱量及時排出，電池包未發(fā)生起火爆炸，結(jié)構(gòu)仍完好無損

技術(shù)開發(fā)需要深厚的理論指導(dǎo)。大禹電池技術(shù)開創(chuàng)性的構(gòu)建了整包級熱失控燃燒模型，氣流和火流多維度擬合仿真，填補了行業(yè)空白。模型對于技術(shù)開發(fā)的指導(dǎo)舉足輕重。通過計算機仿真，一方面可以得到各種實驗中難以獲得的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)更全面，結(jié)果更可靠，更容易找到關(guān)鍵影響因素；另一方面，顛覆了熱失控領(lǐng)域先開發(fā)再測試的傳統(tǒng)方式，從源頭就避免了開發(fā)過程中的安全弊端和隱患，從根本上保障了電池安全。

四、技術(shù)優(yōu)勢

僅僅通過電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計，就實現(xiàn)了電芯的絕對安全，這不亞于一場動力電池領(lǐng)域的革命。因此，這項技術(shù)具有極其廣泛的普適性，除了NCM811三元鋰電池，還包括未來隨著鎳含量提高電池能量密度更高的三元鋰電池，三元鋰電池體系的NCA（鎳鈷鋁）電芯及無鈷電芯等，以及不同技術(shù)線路的磷酸鐵鋰電池，統(tǒng)統(tǒng)適用。

其次，大禹電池技術(shù)具有極高的可靠性?；陂L城汽車及蜂巢科技多年的研發(fā)經(jīng)驗，大禹的八大技術(shù)將電池包安全做到了極致。在現(xiàn)實中幾乎不存在的極端測試條件下仍然安穩(wěn)通過，驗證了大禹電池技術(shù)極高的可靠性。

五、功在千秋

當長城汽車官方宣布，將大禹電池技術(shù)超過60項專利技術(shù)，面向全社會永久免費開放的時候，大禹電池技術(shù)，再次讓我想到了曾經(jīng)那位大禹。

大禹并不是將自己嘔心瀝血研發(fā)的技術(shù)秘不示人，而是大方的張開手心，將它交給天下。他知道，提高這個國家整體的電池技術(shù)安全性能，讓人人都有權(quán)享有安全便利，才是他的初心和使命。

或許，不久之后，電動汽車自燃將會成為一段歷史，不論你開著什么車，都可以徹底相信這輛車的安全。那時請你記得，大禹電池技術(shù)功莫大焉。

心懷天下，功為蒼生。

六、長城使命

大禹電池技術(shù)如今已接近成熟。據(jù)長城汽車官方透露，大禹電池技術(shù)將于2022年全面應(yīng)用于旗下新能源系列車型。首搭項目為沙龍品牌第一款車型。

長城汽車還承諾，未來五年累計研發(fā)投入將達到1000億元，并力爭2045年全面實現(xiàn)碳中和。

到那時，我們將會看到，長城品牌旗下的電動車與采用了大禹電池技術(shù)的電動車，行駛在我們身邊，為我們構(gòu)造出一個安全而且環(huán)保的未來。

如同那座默默保衛(wèi)了華夏文明的萬里長城一樣，長城汽車，也將繼續(xù)作為守護華夏民族的銅墻鐵壁。

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