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2021年9月15-17日，“第三屆世界新能源汽車大會(huì)”（WNEVC 2021）在海南國(guó)際會(huì)展中心盛大召開，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、海南省人民政府、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部、國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國(guó)家能源局共同主辦。本次大會(huì)以“全面推進(jìn)市場(chǎng)化、加速跨產(chǎn)業(yè)融合，攜手實(shí)現(xiàn)碳中和”為主題，邀請(qǐng)全球各國(guó)政產(chǎn)學(xué)研各界代表展開研討。

在9月17日舉辦的主題峰會(huì)“動(dòng)力電池關(guān)鍵技術(shù)及綠色高效產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建”上，長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心副總經(jīng)理李樹會(huì)做精彩專題演講。

他向大家介紹了大禹電池具有熱源隔斷、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、智能冷卻等8項(xiàng)核心技術(shù)。其中，定向排爆是大禹電池最核心的技術(shù)。他表示大禹電池將在2023具備量產(chǎn)條件，其中首搭項(xiàng)目是沙龍品牌的首款車型，目前已經(jīng)完成數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，將在今年年底開展全面測(cè)試，預(yù)計(jì)22年的6月上市。

以下內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)演講實(shí)錄：

尊敬的各位專家，各位來賓，媒體朋友們，大家下午好！我是長(zhǎng)城汽車?yán)顦鋾?huì)。首先感謝會(huì)務(wù)組邀請(qǐng)來參加此次大會(huì)，也非常高興借助這么一個(gè)機(jī)會(huì)把長(zhǎng)城汽車在新能源領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局，以及我們?cè)陔姵匕踩矫嫒〉玫囊恍┘夹g(shù)進(jìn)展來跟大家做一個(gè)匯報(bào)和分享。今天我的主題是動(dòng)力電池安全技術(shù)助力碳中和，介紹一下長(zhǎng)城汽車的大禹電池技術(shù)。

大家都知道，在2016年正式簽署了《巴黎協(xié)定》以后，很多國(guó)家都先后做出了碳中和的承諾，并開始付諸行動(dòng)，當(dāng)然我們中國(guó)也制定了3060的雙碳目標(biāo)，我們交通運(yùn)輸領(lǐng)域在碳中和整個(gè)實(shí)現(xiàn)過程中，扮演著一個(gè)非常重要的角色，這是行業(yè)的一個(gè)基本共識(shí)。汽車電動(dòng)化是兌現(xiàn)雙碳目標(biāo)的一個(gè)根本措施，部分國(guó)家也正式和非正式的宣布了燃油車禁售的計(jì)劃。雖然到目前為止還沒有哪一個(gè)國(guó)家正式以法律的形式來禁止燃油車的銷售，更多的是愿景和倡議，但是大的方向是可以肯定的。

目前人類也面臨著第三次能源革命，也就是從化石能源到可再生能源的這種轉(zhuǎn)型。在過去兩天的會(huì)議當(dāng)中，很多專家包括我們的同行也對(duì)我們碳達(dá)峰的時(shí)間節(jié)點(diǎn)做了一個(gè)相對(duì)樂觀甚至激進(jìn)的預(yù)測(cè)，即使按照比較理性的思考方式，我們?cè)?030年達(dá)峰的話，中國(guó)新能源汽車的產(chǎn)銷量將達(dá)到1500萬輛，保有量將達(dá)到8千萬甚至1個(gè)億。大家可以想象一下這個(gè)場(chǎng)景，到那個(gè)時(shí)候，會(huì)涉及到能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、交通運(yùn)輸設(shè)施的升級(jí)、產(chǎn)業(yè)鏈的調(diào)整和改造、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的變化以及整個(gè)就業(yè)崗位的轉(zhuǎn)移等等。這將是一場(chǎng)波瀾壯闊的工業(yè)革命。

在新能源汽車轉(zhuǎn)型的大背景下，各大企業(yè)都紛紛啟動(dòng)了自己的新能源戰(zhàn)略，可以想像在未來的5到10年我們將迎來一個(gè)井噴式的發(fā)展。在這個(gè)歷史轉(zhuǎn)折時(shí)期，長(zhǎng)城汽車抓住機(jī)遇，發(fā)揮強(qiáng)大的垂直整合能力，全面推動(dòng)全系列的產(chǎn)品向電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)型，同時(shí)立足全球進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈的布局。在今年7月份的科技節(jié)上長(zhǎng)城汽車發(fā)布了未來3到5年的戰(zhàn)略規(guī)劃，預(yù)計(jì)在2023年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷量280萬輛，其中作為目前新能源汽車的主力車型歐拉將實(shí)現(xiàn)1百萬的銷量，做到細(xì)分市場(chǎng)第一。在2025年實(shí)現(xiàn)全球銷量達(dá)到4百萬輛，其中80%為新能源汽車，營(yíng)業(yè)收入超過6千億。

要實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)宏偉的目標(biāo)，技術(shù)支撐必不可少，因此在未來5年當(dāng)中累計(jì)的研發(fā)投入將達(dá)到1千億元，力爭(zhēng)在2045年全面實(shí)現(xiàn)碳中和。同時(shí)在新能源技術(shù)路線布局方面，我們從純電、混動(dòng)、氫能多條路線并舉，持續(xù)進(jìn)行飽和式的精準(zhǔn)研發(fā)投入，先后在日本、美國(guó)、德國(guó)等建立了研發(fā)中心，構(gòu)建以保定為核心，覆蓋歐洲、亞洲、北美等七國(guó)十地的全國(guó)研發(fā)布局。同時(shí)我們也注重國(guó)際化人才的引入，到2023年全球的研發(fā)人員將突破3萬人。在產(chǎn)業(yè)布局方面我們從上游的原材料入手，收購(gòu)了澳大利亞鋰礦的股份，同時(shí)我們也成立了蜂巢能源、衛(wèi)士能源等核心技術(shù)公司，全面掌握整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù)。

從這兩天的介紹我們可以看到，實(shí)際上中國(guó)動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展速度非常之快。在未來的幾年當(dāng)中三元無鈷電池和鐵鋰電池將并存發(fā)展，剛才徐總也做了相應(yīng)介紹。同時(shí)我們也會(huì)服務(wù)于一些摻硅補(bǔ)鋰技術(shù)，來滿足不同市場(chǎng)續(xù)航的需求，當(dāng)然對(duì)于超高續(xù)航高動(dòng)力性的高端車型仍然會(huì)以高鎳的三元電池為主。

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，在所有新能源汽車起火故障當(dāng)中，電池自身的問題約占三分之一，大家都知道，電池的安全涉及到電化學(xué)安全、機(jī)械安全、電器安全、功能安全、整車集成安全等等，它是一個(gè)非常系統(tǒng)的綜合性問題，我們長(zhǎng)城汽車的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)從模組、整車、PACK、模組4個(gè)層級(jí)，從多個(gè)維度構(gòu)建了一個(gè)多維度、多層次的矩陣開發(fā)架構(gòu)，在這種開發(fā)架構(gòu)的指引下，長(zhǎng)城汽車成功研發(fā)出大禹電池。

大禹電池的核心設(shè)計(jì)思路是變堵為疏，將氣火流按照設(shè)計(jì)通道安全疏導(dǎo)出電池包外，它的核心優(yōu)勢(shì)在于可以覆蓋所有的化學(xué)體系，同時(shí)在點(diǎn)包的任意位置電芯觸發(fā)，單個(gè)或多個(gè)電芯同時(shí)熱失控的情況下仍然能夠做到不起火、不爆炸。

大禹電池具有熱源隔斷、雙向換流等8項(xiàng)核心技術(shù)，接下來我會(huì)對(duì)8項(xiàng)核心技術(shù)逐一進(jìn)行介紹。首先在熱緣隔斷方面，我們從電芯和模組兩個(gè)層級(jí)進(jìn)行雙重防護(hù)，電芯之間采用了雙層復(fù)合材料，起到隔離熱源和耐火焰沖擊的作用，另外它在模組方面，除了自身的隔離材料以外我們?cè)诜雷o(hù)罩上設(shè)置了專用的排爆通道，可以迅速將氣火流排除在外，避免蔓延。

我們通過對(duì)多種換流通道的設(shè)計(jì)和仿真模擬最終選擇了一個(gè)最佳的理想通道，可以實(shí)現(xiàn)換流強(qiáng)度和比例精準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，有效控制了熱源按照預(yù)定的軌跡來流動(dòng)。熱流分配是指通過搭建一個(gè)燃料模型，熱力學(xué)與流體力學(xué)模擬仿真，沖擊強(qiáng)度和壓力計(jì)算等虛擬技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)氣火流在不同結(jié)構(gòu)通道內(nèi)的均勻分布。最大的難點(diǎn)，我們的排爆通道大家都知道它的寬度不同、阻力不同，而且內(nèi)部是一個(gè)異形的結(jié)構(gòu)，如何讓氣火流在這里均勻分布是一個(gè)巨大的難點(diǎn)。

定向排爆是大禹電池最核心的技術(shù)，通過分流、導(dǎo)流、換流將火源快速引導(dǎo)到安全通道內(nèi)部，并且安全排出。它的難點(diǎn)是壓力和流量分布不均，目前我們已經(jīng)攻克了這個(gè)難點(diǎn)，使氣火流在通道內(nèi)能夠分層均勻地流動(dòng)。在定向排放的出口我們?cè)O(shè)置了多層不對(duì)稱的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，它可以快速將火焰抑制和冷卻，同時(shí)這個(gè)蜂窩的孔徑非常關(guān)鍵，它決定了單位氣體的質(zhì)量流量，通過孔徑的精細(xì)化設(shè)計(jì)我們保證包內(nèi)的壓力始終高于包外，避免燃燒過程中產(chǎn)生氧氣，帶入包內(nèi)使其產(chǎn)生二次燃燒。

為了消除熱失控之后對(duì)銅排限速造成的絕緣影響，在高壓連接部件和高壓安全區(qū)域進(jìn)行了高溫絕緣防護(hù)設(shè)計(jì)。智能冷卻也是行業(yè)比較通用的技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)識(shí)別到電芯已經(jīng)觸發(fā)熱失控以后，我們通過BMS和云端雙重監(jiān)控，快速啟動(dòng)我們的冷卻系統(tǒng)，抑制熱擴(kuò)散。

除了以上8項(xiàng)核心技術(shù)以外，我們?cè)谘邪l(fā)過程當(dāng)中，對(duì)于研發(fā)的手段和方法也進(jìn)行了創(chuàng)新和突破，大禹電池開創(chuàng)性地建立了整包級(jí)熱失控燃燒模型，實(shí)現(xiàn)氣流、火流多維度的擬合仿真，填補(bǔ)了行業(yè)空白。同時(shí)也顛覆了在行業(yè)內(nèi)熱失控領(lǐng)域先開發(fā)再測(cè)試的傳統(tǒng)開發(fā)方法，實(shí)現(xiàn)了在沒有實(shí)包的條件下，完全通過虛擬的數(shù)字化仿真來搭建我們的燃燒模型。

以上介紹了大禹電池的技術(shù)以及我們的開發(fā)方法，那么它的排爆效果到底如何呢？我們來看一下它的測(cè)試效果。我們選取了行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的最具挑戰(zhàn)性的三元811體系電芯，對(duì)于這種電芯而言，雖然針刺和加熱的劇烈程度相當(dāng)，但是加熱會(huì)產(chǎn)生大量的高溫?zé)嵩矗@對(duì)于電池包的考驗(yàn)更加嚴(yán)苛，所以我們采用了加熱觸發(fā)的方法。同時(shí)觸發(fā)位置選擇了模組的中間電芯，而且選用了全球最嚴(yán)苛的兩個(gè)電芯、同時(shí)觸發(fā)的測(cè)試方法。

整個(gè)測(cè)試過程連續(xù)3次多個(gè)電芯聚集式的熱失控，溫度最高達(dá)到了1037度，電池內(nèi)的電壓3次達(dá)到高峰，通過尾部的滅火盒設(shè)計(jì)將外衣煙霧最高溫度控制在40度以下，避免產(chǎn)生二次傷害。

大禹電池將在明年具備量產(chǎn)條件，其中首搭項(xiàng)目是沙龍品牌的首款車型，目前已經(jīng)完成數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，將在今年年底開展全面測(cè)試，預(yù)計(jì)22年的6月上市。大禹電池作為長(zhǎng)城汽車眾多新能源核心技術(shù)之一，量產(chǎn)之后將全面推廣，搭載長(zhǎng)城旗下的新能源系列車型將把電池安全推到一個(gè)全新的高度，同時(shí)為了推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展，最大范圍保障用戶安全，長(zhǎng)城汽車大禹電池的數(shù)十項(xiàng)專利將對(duì)行業(yè)免費(fèi)開放，同時(shí)長(zhǎng)城汽車還在同步研發(fā)著多項(xiàng)核心技術(shù)，為推動(dòng)新能源汽車在行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步做出貢獻(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，為人類的可持續(xù)發(fā)展做出努力，謝謝大家！

（注：本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱）