早在今年6月份的时候，长城汽车就曾经在咖啡智驾2.0发布会上，发布了＂大禹电池＂，而在时隔了三个月以后，关于＂大禹电池＂的一些技术细节，又在技术沟通会上进一步的发布。现场同时长城还宣布将开放自家专利，那接下来我们也根据现场的技术材料以及相关的专利情况，来给大家做一下分享，看看这个大禹电池到底强不强。 首先，＂大禹电池＂为什么叫这个名字，主要是因为这个电池包在应对电池包起火、爆炸的措施上，很多机理跟大禹治水比较像。简单来说就是从以前的隔离热源的方法，变成了疏通、排出热源。 根据官方的说法，电池包采用了多梯次换流系统、快速极冷抑制系统、多级定向排爆系统、灭火盒系统来从Pack层级保障电池安全，起到不起火、不爆炸的效果。＂有效解决不同化学体系电芯发生热失控之后的起火、爆炸问题＂。 那抛开这个名字，大禹电池的技术水平怎么样呢？ 从官方的说来看，＂大禹电池＂设计融入8项全新设计理念——＂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＂设计，并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。 具体来看： ■热源隔断：电芯间采用公司全新开发的双层复合材料，实现既能隔离热源，又耐火焰冲击，有效解决了传统气凝胶不耐冲击的痛点。 ■双向换流：热失控过程中会产生大量高温、高压气火流，通过双向换流可实现热源在电池包内安全流动，减少热源对相邻模组热冲击，避免二次引燃。 ■热流分配：通过燃烧模型、热流体力学、冲击强度和压力计算等应用研究，可实现气火流在多种结构通道内的均匀分布。 ■定向排爆：结合电芯防爆阀位置，设计热失控后气火流路径，并通过分流、导流，双向换流将火源快速引导至灭火通道并安全排出。同时对高压连接及高压安全区域进行高温绝缘防护，消除高压起弧危险。 ■自动灭火，正压阻氧：在定向排爆出口设置多层不对称蜂窝状通道，可保持包内压力始终高于包外，避免因氧气进入导致二次燃烧。 ■智能冷却：当电池管理系统有效识别电芯已触发热失控，通过BMS和云端双重监控，整车可快速开启冷却系统并抑制电池热扩散。 最终根据长城汽车发布的热失控试验视频来看，大禹电池采用高能量密度的三元811高镍电芯，测试试验中采用了中央电芯的双电芯加热至热失控，实验中最高温度超过1000℃，但全程仍无起火爆炸，并且大禹电池排出的烟气温度低于100℃左右。 值得好评的是，目前＂大禹电池＂是唯一一个公开的，使用大号的方形811电芯，通过整包热失控试验的电池包。 我们从解剖图来看呢，这个包的设计本身没有想象中的那么神秘，双排590mm尺寸的大模组设计，共计12个模组，左右各6个。每个模组里面是12节电芯，当然也可以根据不同的电化学体系，更换不同容量的电芯。这个电池包的设计理念跟大众的MEB电池包、蔚来的100kWh电池包基本一致，但是在细节层面还是有一些独门绝技的。 模组的定向排爆 这个是＂大禹电池＂里面单个模组的使用情况，可以看到一个模组里面会有8节电芯，每个电芯的上表面设置有防爆阀（80）跟隔离板（13）。如果单节电芯热失控以后，会先从防爆阀（80）喷出来，在减弱孔位置会有减缩热火气的喷射速度。 防爆阀（80）跟隔离板（13） 然后气体会顺着流道横移，从排出口(51)喷出来，在排出口(51)上还有个防护帘控制热火气的喷出方向。 电池包的定向排爆与降温 上图说到了模组的热气火流会从两端的排出口喷出来，在电池包里面就是21这个位置。 21为模组的排爆口 与21相对的就是电池包的第一排爆口111，这些热量会沿着侧板最后在电池包的尾部112的排爆口喷出到外界。 111为第一排爆口 这样做的好处很明显，一方面可以避免电池包的模组出现热失控后，电池包产生明火，同时快速将热量排出以后，也可以降低电池包内部多个电池模组之间的热失控蔓延速度。 112为第二排爆口 在定向排爆的同时，有个问题也必须考虑进去，那就是侧板承担了疏通气火流的责任，可这些气火流温度是极高的，我们的电池包侧板用的又是铝合金，如果不及时降温，铝合金很快就会烧化了。 储液盒(31)、驱动泵(32)、管路(33)、 在大禹电池的另一个专利里面，我们也找到了给侧板主动降温的措施。在下图里面能够看到，有一整套的快速降温装置。当检测到热失控的时候，驱动水泵就会开启，为侧板通入冷却液，对侧板以及排出流道进行快速冷却，不仅可以形成扰流，有效地对气火流进行消焰，避免电池包外产生明火或二次燃烧。 还可以避免侧板周围的部件受热变形，提高电池包的使用寿命。最后在向外界排爆的位置处，还有一个灭火盒40，防止有火焰喷出。 定向排爆+主动冷却+灭火盒，应该是目前看到的＂大禹电池＂里面最大的一个亮点。 写在最后 长城汽车的＂大禹电池＂，跟我们常说的三元锂、磷酸铁锂这种电化学材料没什么关系，严格意义上来说应该是叫＂大禹电池包＂，而且是使用811高镍电芯也能通过热失控试验的电池包。 相比之前我们看到的，使用镍55高压三元电芯的电池包（弹匣电池、极芯电池）不同，大禹是快速排爆，而另外两者是坚持在高温情况下长时间不燃不爆，给BMS拖出足够的时间限制/切断供电，同时调集更多的冷却液来降温。 ＂大禹电池＂排爆的好处，是811能用，那我用磷酸铁锂或者5系三元也可以，技术可以下放。 另外两者的好处是，可以使用更大容量的单体电芯，但是811可能就不行了。 而且811的价格一定是比高压镍55要高的，不过在电芯采购层面，长城有自家的蜂巢能源，采购价格肯定会比其他厂家更有优势的。 根据目前的进展来看，大禹电池将会在2022年装备在沙龙汽车的第一款纯电动新能源车上面，按照目前整个电池包的规格，如果根据专利里的12-14个模组的设计，整个电池包的电量预计会在80-110kWh左右。
