傳統(tǒng)燃油車時(shí)代，汽車的動(dòng)力技術(shù)和專利大多被國(guó)外企業(yè)所壟斷，中國(guó)品牌往往處于追趕的角色，難言超越，這也是近40年來(lái)國(guó)內(nèi)合資車企能占據(jù)市場(chǎng)主流的根本原因。

不過(guò)在如今賽道更換，中國(guó)汽車工業(yè)有了新的曙光。

如今，無(wú)論是動(dòng)力電池還是氫燃料電池，電化學(xué)能源系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化都將是汽車動(dòng)力百年來(lái)的歷史性突破。中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高指出，現(xiàn)在人類正面臨著第三次能源革命，從化石能源到可再生能源的轉(zhuǎn)型，這將是一場(chǎng)波瀾壯闊的工業(yè)革命，而未來(lái)5-10年新能源汽車也將迎來(lái)井噴式發(fā)展。

再看新能源汽車技術(shù)層面，早早布局的中國(guó)車企與國(guó)際車企處于同一起跑線，有了彎道超車的可能，中國(guó)車企在部分領(lǐng)域甚至有了全球領(lǐng)先的技術(shù)，比如新能源汽車核心中的核心——?jiǎng)恿﹄姵兀疚坏谝惶蓐?duì)。

2020年比亞迪發(fā)布的“刀片電池”和2021年3月面世的廣汽埃安“彈匣電池”都在行業(yè)內(nèi)引發(fā)轟動(dòng)，緊接著長(zhǎng)城汽車于2021年6月底發(fā)布了“大禹電池”。

▍為什么叫大禹電池？

為何叫大禹電池？不叫岳飛電池、黃河電池呢？我要從長(zhǎng)城汽車大禹電池的設(shè)計(jì)原理和思路等方面來(lái)進(jìn)行分析。

大禹電池主要設(shè)計(jì)邏輯是“變堵為疏”，這與當(dāng)年大禹治水的思路完全相同。電池設(shè)計(jì)中，工程師們改變了傳統(tǒng)“以堵為主”的電芯控制技術(shù)，而是將熱失控后產(chǎn)生的氣火流按照設(shè)計(jì)通道安全疏導(dǎo)到電池包外，如此一來(lái)，便順利規(guī)避掉了熱失控起火和爆炸的問(wèn)題。

大禹電池的創(chuàng)新之處在于，它的核心技術(shù)原理與市面上現(xiàn)有的產(chǎn)品路線有很大不同，而是聚焦“控+導(dǎo)=通”思路，采用多梯次換流系統(tǒng)、快速極冷抑制系統(tǒng)、多級(jí)定向排爆系統(tǒng)、滅火盒系統(tǒng)來(lái)從Pack層級(jí)保障電池安全。

▍解決了哪些痛點(diǎn)？

動(dòng)力電池的核心之一是安全，各廠商為此絞盡了腦汁，費(fèi)盡了心思。目前行業(yè)內(nèi)主流電池多采用NCM（鎳鈷錳）三元電芯，大禹電池技術(shù)一個(gè)最根本的優(yōu)勢(shì)是解決了未來(lái)主流NCM811高鎳電芯的安全性問(wèn)題。

技術(shù)層面，大禹電池從電芯、模組、電池系統(tǒng)、整車四層進(jìn)行匹配，從電芯測(cè)試、系統(tǒng)數(shù)據(jù)、安全設(shè)計(jì)、虛擬仿真、測(cè)試驗(yàn)證五個(gè)維度設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)電池?zé)崾Э匕踩雷o(hù)。

關(guān)鍵中的關(guān)鍵，是大禹電池的8項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)——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、智能冷卻，在覆蓋熱源抑制、隔離、冷卻、排出等領(lǐng)域數(shù)十項(xiàng)核心技術(shù)專利的賦能下，大禹電池站上了動(dòng)力電池新高度。

其中研發(fā)團(tuán)隊(duì)全新開(kāi)發(fā)出的雙層復(fù)合材料放置在所有電芯之間，既能隔離熱源，又耐火焰沖擊，有效解決了傳統(tǒng)氣凝膠不耐沖擊的痛點(diǎn)。同樣地，模組間也采用高溫絕熱復(fù)合材料，可阻止火焰沖擊和長(zhǎng)時(shí)間傳熱傳導(dǎo)。

雙向換流和熱流分配技術(shù)是指在熱失控過(guò)程中將高溫、高壓氣火流，有效控制熱源按預(yù)定軌跡流動(dòng)，減少對(duì)相鄰模組的熱沖擊，再通過(guò)搭建燃燒模型、熱力學(xué)與流體力學(xué)擬合仿真、沖擊強(qiáng)度和壓力計(jì)算等虛擬技術(shù)應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)氣火流在不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)的均勻分布。

大禹電池技術(shù)最核心的是定向排爆，它是通過(guò)分流、導(dǎo)流、換流將火源快速引導(dǎo)至滅火通道并安全排出，該技術(shù)目前已攻克了通道內(nèi)壓力和流量均勻化調(diào)節(jié)的難點(diǎn)，消除了熱量集中，使氣火流在通道內(nèi)分層均勻流動(dòng)。

而如果電池管理系統(tǒng)識(shí)別到電芯已觸發(fā)熱失控，大禹電池可通過(guò)BMS和云端雙重監(jiān)控，確保整車快速開(kāi)啟冷卻系統(tǒng)，抑制熱擴(kuò)散，并采用單張大冷板與箱體集成設(shè)計(jì)方案，有效避免管路因高溫泄漏和爆裂問(wèn)題，并且根據(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(kāi)閉時(shí)間、流速、流量等，實(shí)現(xiàn)不同熱失控條件下、高效冷卻策略。

大禹電池技術(shù)布局?jǐn)?shù)十項(xiàng)完全自主研發(fā)的核心專利技術(shù)，突破電池本征、PACK設(shè)計(jì)、BMS 3大維度39個(gè)熱失控故障節(jié)點(diǎn)，保證了在“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”“加熱兩個(gè)電芯并連續(xù)觸發(fā)熱失控”的情況下，動(dòng)力電池都能不起火、不爆炸，將電池安全提升到全新高度。

另一個(gè)層面，大禹電池的安全技術(shù)還能解決不同化學(xué)體系電芯，發(fā)生熱失控之后的起火、爆炸問(wèn)題，這當(dāng)中包括能量密度可突破190Wh/kg的NCM811三元鋰電池，也包括未來(lái)隨著鎳含量提高電池能量密度更高的三元鋰電池，還包括三元鋰電池體系的NCA（鎳鈷鋁）電芯及無(wú)鈷電芯等，當(dāng)然也能覆蓋磷酸鐵鋰電池。

不僅如此，大禹電池技術(shù)還可以百搭不同PACK的應(yīng)用技術(shù)，滿足未來(lái)CTC（Cell to Chassis）電池PACK與融合方式，提升整體剛性，最大程度保障動(dòng)力電池市場(chǎng)的安全，對(duì)于行業(yè)和用戶都有著很大的意義。

值得肯定的是，長(zhǎng)城汽車大禹電池將為全行業(yè)免費(fèi)開(kāi)放超60項(xiàng)專利。

在長(zhǎng)城汽車管理層看來(lái)，大禹電池不是一塊電池、一塊電芯，一個(gè)模塊化的，是系統(tǒng)性的集成技術(shù)，兼容性非常強(qiáng)，可以提升整個(gè)行業(yè)電池行業(yè)的水平。

另外，這個(gè)技術(shù)可以應(yīng)用到行業(yè)內(nèi)多個(gè)車型，不止是純電動(dòng)的轎車或者是SUV，可以用到多個(gè)領(lǐng)域和車型，對(duì)整個(gè)行業(yè)電池的安全技術(shù)水平有提升和促進(jìn)作用。

▍測(cè)試結(jié)果如何？

我們知道，高鎳NCM811電芯是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)最具挑戰(zhàn)的，也是目前可量產(chǎn)中最活潑、最不穩(wěn)定的動(dòng)力電池電芯。

針對(duì)高鎳三元811體系電芯，長(zhǎng)城汽車選用了加熱觸發(fā)方式進(jìn)行測(cè)試，電池內(nèi)部通過(guò)加熱方式觸發(fā)熱失控后，在溫度最高達(dá)到1037度、瞬間最高氣壓約16kPa的情況下，依然能保證不起火、不爆炸的安全性能，并且通過(guò)尾部的滅火盒設(shè)計(jì)，還成功將外溢煙霧的最高溫度控制在100℃以下，避免對(duì)周圍產(chǎn)生二次傷害。

除此之外，大禹電池還建了整包級(jí)熱失控燃燒模型，讓氣流和火流多維度擬合仿真，填補(bǔ)了行業(yè)空白，實(shí)現(xiàn)了無(wú)實(shí)體電池包的條件下，全數(shù)字化熱失控虛擬仿真。

接下來(lái)大禹電池要做的是持續(xù)拓展熱失控仿真維度，提升氣流和火流多工況模式擬合仿真精度，對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行多層次數(shù)據(jù)標(biāo)定，掌握電池安全設(shè)計(jì)結(jié)果，縮短開(kāi)發(fā)周期和風(fēng)險(xiǎn)。

寫(xiě)在最后：

燃油車時(shí)代，安全是長(zhǎng)城汽車的一個(gè)閃亮的符號(hào)，在正在到來(lái)新能源汽車時(shí)代，長(zhǎng)城汽車同樣深度布局。大禹電池永不起火、永不爆炸的屬性，讓人們看到了長(zhǎng)城汽車對(duì)純電動(dòng)汽車的態(tài)度和實(shí)力。同時(shí)，長(zhǎng)城汽車免費(fèi)向全社會(huì)開(kāi)放大禹電池技術(shù)專利，以最大范圍保障全球用戶的安全，深刻詮釋了頭部企業(yè)的社會(huì)責(zé)任感。未來(lái)，屬于中國(guó)汽車工業(yè)的新能源時(shí)代才剛剛開(kāi)啟，屬于長(zhǎng)城汽車的嶄新一頁(yè)已經(jīng)翻開(kāi)。（文/騰三毛）