鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1179次 | 2019年12月24日
什么是電池的熱失控?從哪些方面提升電池的安全性?
在電動(dòng)汽車全面市場(chǎng)化的征途上,安全始終是一把高懸在頂?shù)倪_(dá)摩克利斯之劍。
4月21日晚,上海徐匯區(qū)某小區(qū)地下車庫,一輛ModelS在沒有碰撞的情況下發(fā)生自燃,從流傳出的視頻來看,先是冒出大量白煙,進(jìn)而起火燃燒,并引發(fā)了周圍車輛的起火燃燒。
同時(shí),特斯拉起火視頻在朋友圈瘋狂傳播,正當(dāng)網(wǎng)友用又又雙叒叕來感嘆其起火的頻次之高時(shí),當(dāng)天下午,西安蔚來授權(quán)服務(wù)中心一輛正在維修中的ES8發(fā)生燃燒,從網(wǎng)上流傳的圖片顯示,該輛ES8損毀非常嚴(yán)重,車架幾乎燃燒殆盡。
電動(dòng)汽車在完成了從0到1之后,正在進(jìn)入大規(guī)模市場(chǎng)化的快車道,在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn),安全問題有可能成為全行業(yè)的一個(gè)不定時(shí)炸彈。尤其是當(dāng)下的行業(yè)趨勢(shì)下,安全風(fēng)險(xiǎn)更大的高鎳體系動(dòng)力電池開始逐步進(jìn)入配套應(yīng)用階段。
中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽明高在多個(gè)公開場(chǎng)合已經(jīng)反復(fù)指出,電動(dòng)汽車面臨的最大風(fēng)險(xiǎn),就是電池安全性。
事實(shí)上,歐陽明高的擔(dān)心并非危言聳聽,梳理分析國內(nèi)電動(dòng)汽車起火事件,大部分原因都指向了電池環(huán)節(jié),具體而言,絕大部分都是由于電池?zé)崾Э厮l(fā)。
所謂的熱失控,是指動(dòng)力電池在工作的時(shí)候會(huì)發(fā)熱,當(dāng)電池溫度過高或充電電壓過高時(shí),電池內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生連鎖的化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致電池內(nèi)壓和溫度急劇上升,引發(fā)電池?zé)崾Э夭⒆罱K導(dǎo)致燃燒。
而如果對(duì)于電池?zé)崾Э氐脑蛟龠M(jìn)行追溯,則具體涵蓋了過熱、過充、內(nèi)短路、碰撞等多重因素。
在動(dòng)力電池的安全實(shí)現(xiàn)上,從電池企業(yè)的角度,應(yīng)該具體做哪方面的提升,來真正防范這個(gè)灰犀牛,高工鋰電通過與行業(yè)專家、產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的深度交流,提出了以下建議:
一是在材料的選擇上,核心材料的選擇對(duì)于最終的電芯產(chǎn)品安全會(huì)直接產(chǎn)生影響。
容百科技一位技術(shù)負(fù)責(zé)人向高工鋰電介紹,電芯的安全很大程度上取決于核心材料,尤其是對(duì)于高鎳三元體系而言,正極材料的金屬異物含量、殘余鋰以及PH值,會(huì)對(duì)電芯的安全性能影響非常大。
二是在電芯、模組、Pack設(shè)計(jì)與工藝過程設(shè)定上,要做好安全冗余和監(jiān)控預(yù)警。
在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),首先是電芯要確?;瘜W(xué)穩(wěn)定性,要選擇穩(wěn)定的材料,并通過嚴(yán)格評(píng)估測(cè)試它的穩(wěn)定性;在模組部分,通過結(jié)構(gòu)來保護(hù)電芯免受到?jīng)_擊。第三個(gè)階段是pack,除了物理上的保護(hù)措施,關(guān)鍵是要通過BMS對(duì)電芯模組進(jìn)行故障診斷,監(jiān)測(cè)異常發(fā)生,并預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問題,從而對(duì)問題進(jìn)行管控。
三是在量產(chǎn)前的測(cè)試與驗(yàn)證上,要做好充分的驗(yàn)證。
事實(shí)上,這也是目前國內(nèi)動(dòng)力電池領(lǐng)域目前面臨的最大問題,一方面產(chǎn)品換代迅速,另一方面測(cè)試驗(yàn)證需要耗時(shí)耗力且設(shè)計(jì)參考經(jīng)驗(yàn)缺乏,這也是導(dǎo)致近年來事故頻發(fā)的重要原因。
四是基于物聯(lián)科技,實(shí)現(xiàn)全生命周期的安全性防護(hù)。
電池是有機(jī)的化學(xué)體系:溫度、功率、電壓、電流、電量、內(nèi)阻等等每一個(gè)物理量都時(shí)時(shí)刻刻影響電芯的安全和健康程度。并且受到駕駛員的操作習(xí)慣以及駕駛環(huán)境的影響。通過實(shí)時(shí)收集電池包相關(guān)數(shù)據(jù)和駕駛行為以及環(huán)境之間的關(guān)系,再通過大數(shù)據(jù)的分析和對(duì)比,實(shí)現(xiàn)電池健康度的預(yù)測(cè)和安全管理將是一個(gè)可行方案。
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