“堵不如疏”，长城大禹电池如何做到永不起火？

永不起火，永不爆炸。”这是长城大禹电池给出的承诺。

要知道，目前新能源汽车逐渐普及，但电池安全问题也随着续航里程增加而越来越高，这也成为消费者对于新能源汽车难以迈过的一道“坎”。现在，也有众多车企将控制电池安全放在了第一位，随之诞生了诸如“刀片电池”“弹匣电池”“琥珀电池”等等技术。

长城汽车表示，“大禹电池”采用三元811大容量高镍电芯，在电池包内任意位置、单个或多个电芯触发热失控的情况下均能实现不起火、不爆炸。根据长城汽车的计划，“大禹电池”将于2022年全面应用于长城汽车旗下产品。此外，长城汽车还宣布“大禹电池”将为全行业免费开放专利。

“搞定”最难的811电池

准确地说大禹电池跟广汽、岚图等推出的弹匣、琥珀电池类似，都是电池系统的解决方案。并且大禹电池的主要针对对象还是NCM811高镍电池。

811电池提高了镍的比例，正极材料镍、钴、锰配比为8:1:1，钴的含量进一步降低，可以实现更高的电池能量密度，另外，钴的稀缺性和价格昂贵的特点，NCM811的对降低动力电池成本也有积极作用。虽然811电池成本低、能量密度大，缺点是热稳定性较差，安全性一直是个待解决的难题。

众所周知，高镍三元811（NCM811）体系电芯是行业内公认最具挑战的，也是目前可量产中最活泼、最不稳定的动力电池电芯。针对高镍三元811体系电芯，长城汽车选用了加热触发方式进行测试，电池内部通过加热方式触发热失控后，在温度最高达到 1037 度、瞬间最高气压约 16kPa 的情况下，依然能保证不起火、不爆炸的安全性能，并且通过尾部的灭火盒设计，还成功将外溢烟雾的最高温度控制在100℃以下，避免对周围产生二次伤害。

除此之外，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。接下来将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精度，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。

拥有数十项技术专利的大禹电池成功研发，也让长城汽车喊出了在电池正常生命周期内“永不起火、永不爆炸”的宣言。据介绍，根据不同车型需求，研发团队针对中镍、高镍、无钴、铁锂等多种化学体系电池均在开展大禹电池技术多元化应用。

据曹永强向大家介绍，大禹电池技术将于2022年开启对长城汽车旗下新能源系列车型的全面应用，而高端新能源品牌沙龙的首款车型将首搭大禹电池技术。

八大方面保护电池安全

针对电池热失控的安全性开发，大禹电池会从单体、模组、电池系统、整车四个层级入手，采取八大技术来保证安全问题，并通过了大量的虚拟仿真和测试验证。

具体到技术细节，大禹电池有8项核心设计，包括热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧和智能冷却。

大禹电池的做法是，在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。结合不同化学体系电芯循环膨胀特性不同，这种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。

针对模组间的防护，大禹电池同样采用高温绝热的复合材料，以阻止火焰冲击和长时间传热传导。同时在防护罩设计定向排爆出口，快速将模组内部高温气火流排出。

并且通过仿真模拟设计出合理的换流通道，可以让气火按照设计好的通道流动，这种控制热源轨迹的设计也减少了对相邻模组的热冲击，避免电池的再次引燃。通过燃烧模型、热力学与流体力学拟合的仿真，最终实现气火流在不同结构通道内的均匀分布。

最后通过分流、导流、换流将火源快速引导至灭火通道并安全排出。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。

针对于氧气进入导致二次燃烧，大禹电池的PACK包排气孔会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，杜绝氧气进入。

在内部，对PACK内部组件的高压连接及高压安全区域进行高温绝缘防护设计，可以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。通过BMS识别到电芯触发热失控后，会通过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。

此外，大禹电池的冷却系统采用单张大冷板与箱体集成设计方案，可以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。

在沟通会现场，曹永强多次强调，大禹电池只是长城汽车众多核心技术中的一项。从明年开始，长城汽车旗下所有品牌的新能源车，无论纯电、混动还是氢能，只要用电池，全部换装自家大禹电池。具体的生产，由长城旗下动力电池子公司蜂巢能源承担。

从时间节点上看，大禹电池的首次应用会与全新沙龙品牌同步。既然长城敢放出2022年全面应用这话，那么或许大禹电池带来的自信是相当强的。