鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1695次 | 2018年05月02日
鋰電池防火策略詳解
鋰電池一般分為鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池因可充電且能量密度高,其應(yīng)用越來越廣泛。鋰離子電池的安全性是抑制鋰離子電池及相關(guān)行業(yè)(如新能源汽車)發(fā)展的瓶頸。鋰離子電池內(nèi)部的電解液是易燃液體,電極是可燃材料,鋰電池在過充、短路、過熱、穿刺或碰撞等情況下發(fā)生熱失控,容易起火甚至爆炸,手機(jī)、電動自行車或電動汽車因電池著火引發(fā)火災(zāi)的案例時有發(fā)生。
作者集20年消防行業(yè)工作經(jīng)驗,并與國內(nèi)外同行廣泛交流,從2012年開始研究電動自行車、電動汽車鋰離子電池的防火,本文分享幾種針對鋰離子電池的防火方案。
鋰電池防火策略簡介
鋰電池防火需要建立具有戰(zhàn)略縱深的多道防線。除了電池內(nèi)部盡可能使用不可燃或難燃材料讓電池具有本質(zhì)安全性能外,電池外部的第一道防線是防止發(fā)生導(dǎo)致電池過熱著火的各種誘因,比如過充、短路、撞擊等,這就需要對電氣系統(tǒng)進(jìn)行安全設(shè)計。
當(dāng)?shù)谝坏婪谰€被突破后(比如電池管理系統(tǒng)發(fā)生故障未能及時切斷充電電源),電池溫度升高,監(jiān)控系統(tǒng)中的溫度傳感器或氣體、煙霧探測器等應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)故障并報警,提醒工作人員處理故障,消除火災(zāi)誘因。此為第二道防線。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
當(dāng)故障未及時處理、第二道防線被突破后,電池燃燒(陰燃)已無法避免,此時消防系統(tǒng)要做的是將燃燒限制在發(fā)生故障的電池盒(或箱)內(nèi)(containment),并能隔離相鄰的未著火的電池和設(shè)備,避免火勢擴(kuò)大(isolation)。由于鋰離子電池?zé)崾Э睾鬁囟葮O高,現(xiàn)有的非水系滅火劑如氣體、干粉無法將電池溫度迅速降下來,滅火效果不太理想。因此將電池防火目標(biāo)設(shè)定為控火(controlledburn-down),是一種比較現(xiàn)實的方案,技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)。此為第三道防線。
如果控火失敗火情擴(kuò)大,對人員財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅,則需要啟動在車內(nèi)安裝的固定式水基滅火系統(tǒng)或等待消防隊來滅火。
一般來說,第一道和第二道防線由電池制造商或電動汽車制造商考慮。作為消防專業(yè)人士,可為客戶建立牢固的第三道防線,根據(jù)電池的具體型號規(guī)格性能進(jìn)行方案定制,方案所使用的部件來自世界各地,不限于某一種設(shè)備或材料。