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如果熱失控無法避免 電池安全防護可以這樣做
發布時間:2019-10-15 12:31:00

如果熱失控無法避免 電池安全防護可以這樣做


隨著全球電動汽車市場的快速增長,由于動力電池引發的電動汽車起火的事故不斷發生。據不完全統計,從2016-2018年我國已累計發生了幾十起新能源汽車起火事故,電動汽車安全形勢十分嚴峻。安全性日益成為電動汽車發展的一大障礙。


在日前舉辦的第三屆國際電池安全研討會(IBSW)上,來自全球電池安全領域的知名專家學者,就電池熱失控機-電-熱誘因及防控方法、電池熱失控發生機理與抑制方法、電池燃燒爆炸特性及火災安全、電池系統熱失控蔓延與熱管理等問題進行了深入探討。


對于電動汽車起火現象,北京理工大學熊瑞教授表示,從2019年的數據來看,有41%的自燃現象都是在停車過程中發生的。有4大故障原因會導致電池熱失控,包括內部短路、外部短路、過充和過放。根據研究數據,有56%的事故是因為電池的內部短路而導致的,有16%是由外部短路導致的,18%是由過充導致的,從已經通報的事故中,沒有事故是因為過放導致的。


對于電池起火的原因熱失控,武漢大學艾新平教授作了非常詳細的描述:當電池在短路、過充或者是受到高溫沖擊的時候,電池的溫度就會升高。溫度升高以后,會相繼引發一系列放熱副反應,這些副反應放出來的熱不能及時疏散,會引起電池溫度升高,通過正反饋機制,導致最后放熱反應越來越劇烈,發生熱失控。


艾新平表示,要解決電池的安全問題,首先,要盡量避免短路、避免過充。其次,如果發生了短路和過充,就要進行熱保護,盡量避免發生熱失控。最后,如果熱失控無法避免,要盡量避免不造成大的傷害,不要起火,這是整體策略。


對于熱失控,中國汽車技術研究中心有限公司動力電池首席專家王芳認為,在目前的技術條件下,單體電池熱失控是不可避免的。所以在電池安全防護方面,要有及時的監控,就是熱失控監控的信號。王芳表示,我們當然希望電池不會失控,也不會有整體的擴散。但是如果一旦擴散,要做到給人員足夠的逃生時間。


清華大學學者劉凱認為,電池安全隱患一直是一個技術的問題,終極的方案就是設計出一種絕對安全的材料,比如說阻燃的或者不易燃的電解液。但是通常這種材料會損害電池的電化學特性。為平衡電池的安全性和電化學特性,可以使用一種應急響應材料,它可以自動變換物理化學特性。采用這種應急響應材料的電池,可稱為智慧鋰電池,它能夠進行自身診斷和適應。


哲弗智能系統(上海)有限公司董事長李飛認為,對熱失控的防控,降溫是最關鍵的。無論從熱失控抑制也好,還是熱失控蔓延的抑制,降溫都是王道。哲弗智能采取的方案是,全部用液體進行強制冷卻。通過電池的熱管理系統,用復合型的探測系統來提前預警電池的熱失控,同時又作為觸發電池熱失控抑制的機制,一旦發生電池熱失控蔓延之后,就啟動液態的鋰電池火災抑制裝置。


據北汽新能源工程研究院副院長代康偉介紹,北汽新能源的安全設計有四層保護,采用高強度鋁型材的模組設計,比普通的鋁型材強度高35%,同時在電芯與電芯之間、模組與PACK之間設置了隔熱緩沖區,當車輛受到擠壓時,盡可能在一定程度上確保電芯不受到擠壓,來確保電芯使用的安全性。


據蔚來汽車全球副總裁黃晨東介紹,蔚來汽車的電池安全監測和預警系統,即便汽車在休眠的過程中,仍然可以監測數據,所有的大數據都進入到云端,云端能夠進行自動分析,如果發現任何異常,就會預警。接下來蔚來會審議并且分析,必要時把電池召回,或者幫助客戶替換電池。


從汽車端的角度來看,第一汽車集團新能源開發院院長王德平表示,動力電池安全事故發生,主要由于幾個方面失效,即電芯的失效、BMS的失效、絕緣系統的失效、機械與密封的失效以及連接的失效。王德平談到,一汽集團從整體對電池系統做了安全設計。從而構建起四重的安全防護體系,包括電池的安全、整車的安全、充電的安全、使用的安全,包含54項具體的安全防護措施,確保整個動力電池系統在生命周期的安全。


王德平認為,圍繞電動車的安全事故,特別是動力電池的安全事故,不僅僅是電池本身的事,應該說是一個系統工程,除了電池本身之外,跟整車、關聯部件、日常的使用維護都有關系,需要圍繞整個電動車的使用生態共同地去開發、共同地去維護,才能保證整個動力電池系統的安全。


作者: 上官云      稿件來源: 電池中國網
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