鉅大LARGE | 點擊量：3321次 | 2019年04月13日
電芯安全失效模式分析及技術(shù)保障措施介紹
一、電芯安全失效模式分析及技術(shù)保障措施
1.電芯內(nèi)部正負極短路，生產(chǎn)設(shè)備保障能力是關(guān)鍵
直接原因：電芯生產(chǎn)過程中有缺陷導(dǎo)致或因為長期振動外力使電芯變形所致。
失效分析：生產(chǎn)過程中電芯內(nèi)部正負極短路缺陷的剔除，是由生產(chǎn)線有關(guān)設(shè)備來保證的，如果設(shè)備保證不了，會出現(xiàn)批量產(chǎn)品質(zhì)量問題。這對電池生產(chǎn)廠家而言是基本要求。我國已經(jīng)對動力電池廠家實施了目錄管理，基本可以保證合規(guī)的電池廠家不會出現(xiàn)批量產(chǎn)品質(zhì)量問題。
安全技術(shù)措施：將不合格的(電芯內(nèi)部正負極短路)電芯篩選出來，其目標值是大于99.999%的。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
危險度：一旦發(fā)生嚴重內(nèi)短路，無法阻止控制，外部保險不起作用，肯定會發(fā)生冒煙或燃燒。但是在電池生產(chǎn)廠家有充足保障能力下，發(fā)生的概率是很低的，即使發(fā)生了，整車生產(chǎn)廠家，自動滅火裝置一定要發(fā)揮保障作用的。
2.電池單體漏液，執(zhí)行工藝紀律到位是關(guān)鍵
直接原因：外力損傷;碰撞、安裝不規(guī)范造成密封結(jié)構(gòu)被破壞;焊接缺陷、封合膠量不足造成密封性能不好等。
失效分析：與軟包和塑殼電芯相比，金屬殼單體更容易發(fā)生漏液情況，導(dǎo)致絕緣失效。電池漏液后整個電池包的絕緣失效，單點絕緣失效問題不大，如果有兩點或以上絕緣失效會發(fā)生外短路。
安全技術(shù)措施：嚴格工藝紀律，提高生產(chǎn)自動化水平。
危險度：非常危險;電池漏液造成車著火事故的概率比電芯內(nèi)部正負極短路概率要大幾個數(shù)量級，這種外短路，外部保險要發(fā)揮作用的。
3.電芯脹氣鼓脹，生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境(空氣)指標達標是關(guān)鍵
直接原因：主要是因為電池內(nèi)部發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生氣體，最為典型的是與水發(fā)生副反應(yīng)。
失效分析：生產(chǎn)線環(huán)境偏離規(guī)定要求。
安全技術(shù)措施：在電芯生產(chǎn)過程嚴格控制水分，即可避免。
危險度：一旦發(fā)生電池脹氣就會發(fā)生漏液等情況。這是產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量中較為嚴重的質(zhì)量問題，制定預(yù)防措施即可，同時嚴禁不合格的產(chǎn)品出廠。
4.容量一致性差，自動化生產(chǎn)線是關(guān)鍵
直接原因：電池生產(chǎn)制造工藝技術(shù)能力不足，電池的存放時間長短，電池組充放電期間的的溫度差異，充放電電流大小等。
失效分析：一致性有具體技術(shù)指標，一旦低于指標規(guī)定，表明生產(chǎn)線質(zhì)量保障體系問題嚴重，必須要進行改進措施，提高產(chǎn)品容量一致性是一個持續(xù)提高的過程。
安全技術(shù)措施：加強過程管理、評審的措施，持續(xù)提高企業(yè)質(zhì)量管理體系的能力。
危險度：危險不會立刻發(fā)生。容量一致性差，廠家要及時進行質(zhì)量改進，同時嚴禁不合格的產(chǎn)品出廠。
二、電池管理系統(tǒng)(BMS)安全失效模式分析及技術(shù)保障措施
1.電壓檢測線失效及措施
現(xiàn)象：電池過充，導(dǎo)致著火、爆炸;磷酸鐵鋰過充至5V以上大部分會冒煙，而三元電池一旦過充，會發(fā)生爆炸。
原因：BMS電壓(連接、壓線過程或接觸不良)電壓檢測線失效，導(dǎo)致電池過充電或過放電，充電或過放電造成。
a)電解液分解釋放出氣體，從而導(dǎo)致電池鼓脹，嚴重的話甚至?xí)盁熎鸹?
b)電池過放電會導(dǎo)致電池正極材料分子結(jié)構(gòu)損壞，從而導(dǎo)致充不進去電;
c)電池電壓過低造成電解液分解，干涸發(fā)生析鋰，引起電池內(nèi)短路。
措施：技術(shù)上選用高可靠性電壓采集線，杜絕采集線接觸不到位;管理上制定充電措施制度，責(zé)任落實到人。
2.電流檢測失效及措施
現(xiàn)象：BMS采集不到電流，SOC無法計算，偏差大。
原因：霍爾傳感器失效，充電電流大，電芯內(nèi)部發(fā)熱大，會使隔膜固化容量衰減。
措施：選用高質(zhì)量的霍爾傳感器，確保安裝質(zhì)量合格。
3.溫度檢測失效及措施
現(xiàn)象：電池工作使用溫度過高，易發(fā)生鼓脹、漏液，爆炸。
原因：溫度檢測失效。
措施：嚴格控制電池的工作溫度在20-45攝氏度之間，避免電池低溫充電析鋰造成的短路以及高溫?zé)崾Э亍?/p>
4.絕緣監(jiān)測失效及措施
現(xiàn)象：可能發(fā)生人員觸電。
原因：動力電池發(fā)生變形或漏液的情況下都會發(fā)生絕緣失效。
措施：對監(jiān)測的傳感器，必須要選用高質(zhì)量、高可靠的產(chǎn)品。
5.其他失效及措施
(1)SOC估算偏差大，目前的檢驗標準要求都是5%以內(nèi)，實際上難度較大。要持續(xù)提高精度。
(2)電磁兼容的抗電磁干擾能力不足，導(dǎo)致BMS通訊失效，如何保障到位，還有一定難度。產(chǎn)品同時要通過第三方強制檢測。
上一篇：電池的分類和保養(yǎng)知識
