创新设计“变堵为疏” 长城汽车大禹电池“真金不怕火炼”

在道路交通事故中，汽车本身的安全性能是不可忽视的因素；对消费者而言，汽车的安全性能，是购车时考虑的重要因素。

新能源时代，对汽车的安全提出了新的考验。据不完全统计，仅2021年1-5月，国内共发生电动汽车起火事故34起，涉及车辆数目38辆。

电池安全亟待重视

新能源汽车的安全，焦点在于电池安全。今年，《电动汽车用动力蓄电池安全要求》正式实施，提出了“电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸”的硬性标准，为电池安全树立了更为具象的底线要求。

为此，长城汽车推出大禹电池，取法大禹，“变堵为疏”，布局数十项核心技术专利，主要覆盖热源抑制、隔离、冷却、排出等领域，保障电池不起火、不爆炸，向着“零热失控”迈出了坚实的一步。

长城汽车成功研发大禹电池

新能源汽车电池，以磷酸铁锂电池和三元锂电池为主。

前者安全性能相对较高，但能量密度低、耐低温性差等问题制约了它的发展。后者能量密度高，低温性能稳定，是目前大多数一线乘用车品牌的首选。其中，NCM811电池，即正极材料中镍钴锰的含量比例为80%：10%：10%的三元锂电池，能量密度最高，最具有技术含量，成为了国内多家电池企业的重点布局。

能量密度比是把双刃剑，高能量密度，需要付出安全稳定性低的代价。对此，各大厂商都有自己的“独门法宝”。

三元锂电池常见的方法，是通过正极掺杂改性、陶瓷涂层、特制电解液等技术来提升安全性，隔热阻燃；而“堵不如疏”，长城汽车的大禹电池则另辟蹊径，对电池进行创新设计，以热流分配为核心，定向排爆，疏散热量，即使在极端条件下，也能确保安全。

以特斯拉为例，其在NCM811型电池组内部植入了电池管理系统（Battery Management System，简称BMS），对电芯进行监控、管理，除电压、电流状态外，还监测电池组各部分的温度，配合自带的温控系统，对电池各部分的冷却进行控制，维持各部分温度在最合适的工作温度范围内。同时，特斯拉在电池包里布置了“分区自动空调”，由BMS控制液冷系统，实现分区的温度控制。

国内的诸多厂商，也在BMS的基础上，运用了多重保险丝、继电器、MSD手动维修开关等方式共同管理电池，突发情况下可以自动切断电源，以提高NCM811电池的安全性。

除此之外，各大车企还采用了电芯和模组间增加耐高温绝热材料、多点布置防爆阀以及主动开启高效冷却系统等多项技术，整车层级也在积极寻求系统性的解决方案，在穿刺及高温情况下，控制起火规模，实现物理上的隔热阻燃，但因为电芯仍面临内部缺陷、一致性差异、电池滥用等挑战，无法做到绝对的“零热失控”。

在此基础上，长城汽车研发“大禹电池”，以突破性的设计理念，采用对气火流疏导的方式解决热失控发生后的起火、爆炸问题。

长城汽车的大禹电池通过热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧、智能冷却等八大全新设计理念，保证在“大容量高镍电芯”“电池包任意位置”“单个或多个电芯”触发热失控的情况下都能实现不起火、不爆炸。

大禹电池先进技术应用

当电芯内部温度异常升高的时候，车辆BMS系统和云端双重监控将迅速介入，开启冷却系统进行降温；隔热性能优异的双层复合材料，可确保热量不扩散，实现热量的隔离；双向换流技术让热流、气火流在创新设计下定向分流，沿排热通道迅速排出，不影响其他电芯；其排爆出口的特殊设计也可避免氧气倒灌，避免二次燃烧。源头上抑制，过程中疏导，有效阻止了起火、爆燃的发生。

大禹电池采用了全球最严苛的方式测试811电池，在模组的中央，以加热方式触发多个电芯，模拟最极限最危险的场景。测试中，在创新设计下，电芯内部热量被迅速导流，仅有三组电芯过热，核心位置为约1000℃；气火流迅速排出，让电池包内最高气压仅为16kPa，远低于50kPa的工业标准，成功实现了不起火、不爆炸的目标。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，用实际结果证明了“真金不怕火炼”的理念。

大禹电池通过严苛安全测试

相比之下，比亚迪则采取了另一条截然不同的设计思路。今年新推出的刀片电池选择了安全性更高的磷酸铁锂电池，并以减少模组、单体电池阵列排布等方式，提升体积利用率，进而改善磷酸铁锂电池天生能量密度较低的问题，但至于低温性能与实际产品表现究竟如何，仍需要通过后续市场的检验才能知晓。

值得一提的是，长城汽车大禹电池计划于2022年全面应用，面向下一代全新电动车平台，应用于旗下新能源系列车型，将动力电池安全提升到全新高度。

同时，长城汽车承诺对全社会免费开放“大禹电池”专利，以实际行动践行企业的社会责任，推动新能源汽车产业的发展，以人为本，最大范围保障用户安全。