小米汽車SU7採用了CTB（Cell to Body）一體化電池技術，這項技術將電池包與車身底板融合，使電池包及地板的厚度僅為120毫米，體積效率達到77.8%。這種設計不僅增加了座艙空間，還能放置更多的電芯。為了提升電池的安全性，小米在電池電芯的側面和底面都進行了水冷處理，冷卻面積達到7.8平方公尺，是業界平均水平的四倍。
除了大面積水冷，小米汽車還在電芯側面填充了165片氣凝膠進行隔熱。氣凝膠具有重量輕、隔熱性強的特點，能在確保電池安全性的同時，避免電池重量大幅增加。此外，小米汽車還將電池倒置，使電芯的防爆閥朝下。傳統設計中，防爆閥朝上，一旦電芯破裂，熱量會直接衝擊車內人員。而將電芯倒置後，雖然可能導致電解液長期浸泡防爆閥，影響其使用，但小米汽車與寧德時代合作，對麒麟電池進行了安全設計，並完成了數百次實驗驗證，包括耐久性、進水、高壓沖水等16項測試。
小米汽車還自建了電池工廠，並開發了小米車雲協同安全預警系統，可以對電池安全進行即時監控，每秒檢測超過800個信號，並向用戶提供電池使用建議。此外，全棧自研的電池管理軟體可以在緊急情況下於4毫秒內切斷電流。這些技術和設計共同作用，旨在提升小米汽車電池的安全性能，保障用戶的行車安全。
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