观光车用蓄电池系列

守护新能源汽车安全电池安全防控谁家更“牛”

更新时间:2020-05-16 点击数:

  2020年4月16日,工信部宣告的《2020年新能源汽车尺度化职业重心》指出,为保护新能源汽车健壮成长,对动力电池界限发展餍足分歧需求的动力电池安闲试验形式尺度的预研,加快动力电池电本能和轮回寿命闭系尺度的立项。可睹,邦度正正在把扶植动力电池的安闲尺度行为保护将来新能源汽车健壮成长的重心来抓,动力电池墟市将迎来新的成长机缘。

  就目前景况看,由动力电池热失控激发的新能源汽车安闲题目向来困扰着行业。刚过去的2019年,用户对新能源汽车安闲题目的投诉率较高(睹图1):

  图2注明,2019年新能源汽车用户投诉量是近年最高的。另据不所有统计,2018年中邦新能源汽车自燃事件起码爆发40起。2019年中邦新能源汽车共召回3.37万辆,因存正在自燃隐患而被召回的车辆到达6520辆,占总召回数的19.3%,讲明目前新能源汽车的安闲本能阻挠乐观。专家以为,电动汽车安闲题目重要是由电池的热失控或热失控舒展导致的。

  遵循尺度《电动汽车用锂离子动力蓄电池安闲央求》里的界说,热失控是电池单体放热连锁反响惹起的电池自温升速度快速蜕化的过热、起火、爆炸形象。

  新能源汽车的动力电池体例由电池模组、电池处理体例BMS、热处理体例以及少许电气和机器体例等组成。

  毫无疑义,能量密度越高,电池热不变性就越低。于是,为了能用好这些高能量密度的电池,安闲性务必取得着重,最重要的即是防备热失控。动力锂离子电池正在过充放电、针刺、碰撞景况下,都有不妨惹起连锁放热反响,酿成热失控,酿成冒烟、失火乃至爆炸等。

  除了以上这些十分状况,惯例景况下电池也会爆发热量,散热计划欠好也不妨导致热失控。

  单个电池(即电芯)因为其自己有必定的内阻,正在充放电的同时,就会爆发必定的热量,使得自己温度变高。当自己温度赶过其寻常职业温度畛域时,电池的本能和寿命会受到影响。

  除了电芯自己爆发的热量,尚有来自境遇——也即是电芯所正在的动力电池体例的热量。

  体例正在分歧的利用工况下,也会爆发多量的热,齐集正在眇小的电池箱体内。热量要是不行以实时散出也会影响体例内的电池寿命,乃至显露热失控,导致电芯起火爆炸等。

  锂离子动力电池正在爆发热失控中,跟着温度接续升高将会挨次通过高温容量衰减→SEI膜解析→负极-电解液反响→隔阂熔化历程→正极解析反响→电解质溶液解析反响→负极与粘接剂反响→电解液燃烧等历程。

  此刻,邦内正在电池安闲涉及热失控方面的尺度,包罗《电动汽车安闲央求》、《电动客车安闲央求》和《电动汽车用锂离子动力蓄电池安闲央求》。个中,《电动汽车用锂离子动力蓄电池安闲央求》小引个别就夸大了正在确定电动汽车用锂离子电池单体、电池包或体例采用何种计划计划时,需效力以下的优先纪律:最初,如有不妨优先选拔安闲性高的原料,尽量避免行使容易显露绝缘失效、热失控或燃烧起火的原料;其次,要是无法实行以上法则就需拟订爱护步伐,节减或排挤损害爆发的不妨。尺度里也显着原则锂离子电池单体和电池体例正在根据原则的测试形式举行过充放电、短途、加热、温度轮回和挤压试验时,应不起火、不爆炸。

  尺度央求锂离子电池包或体例创修商可选拔以下两种办法之一举行电池包或体例热扩散阐述或验证。根据附录实行热扩散乘员爱护阐述和验证或者参照附录实行热扩散试验。正在热扩散乘员爱护阐述与验证申报楷模里原则,锂离子电池包或体例正在因为单个电池热失控惹起热扩散,进而导致乘员舱爆发损害之前5分钟,应供给一个预先告诫信号(供职于整车热事件报警),指引乘员疏散。要是热扩散不会爆发导致车辆乘员损害的景况,则以为该央求取得餍足。

  1、正在单体电芯原料层面做更始。好比对正负极原料举行包覆经管,电解液增加阻燃剂,或者往固态电池对象成长等。现重心简述邦外里少许公司正在独揽电池热失控方面做法。

  最初看对电芯的热处理。如特斯拉以蛇形管贴敷导热原料,环绕圆柱电池酿成液冷体例。冷却剂由50%的水和50%的乙二醇羼杂而成,温差可以独揽正在±2%以内。

  邦内动力电池垂老宁德时期,则正在电芯之间就寝气凝胶。气凝胶兼具高效的隔热本能和超薄的厚度,可正在极其有限空间中举行保温隔热,且必定的厚度可能对热失控有较好的延缓用意。包罗上汽时期也有同样的计划。

  而,相同于特斯拉和宁德时期的团结。他们正在电芯之间就寝冷却片和泡棉,使得冷却片的散热和泡棉的隔热用意同时实行。但正在现有的酌量畛域内,泡棉重要用升高电芯的轮回行使寿命,而不是热失控的延缓。

  2、体例级的防护。好比以速充为特性的微宏动力,采用浸泡式冷却形式。他们给体例注入硅油,实行必定的冷却性和均热性,此外硅油自己绝缘又间隔氧气,使得电池体例具备很好的安闲性。但有两个劣势,一是重量,二是有爆发硅油漏液的危险。

  3、最早常用的灌封胶也可能看做是一种浸泡式计划。这一计划正在能量密度方面没有上风,于是正在补贴策略荧惑能量密度的后台下遗失了墟市。正在补贴退出之后,灌封胶计划能否赢回一点墟市,尚待观测。

  4、老牌动力电池企业比亚迪,采用液冷板计划,能确保电池职业正在寻常的温度畛域内。冷却板可能用钎焊、搅拌摩擦焊、埋管等几种办法。可是正在外部撞击和恒久振动行使境遇下,怎么确保不漏液也是必要商讨的。

  以上几种都可能说采用液冷计划,必要将箱体隔热商讨进去,旨趣正在于:一是维系体例内部温度,有利于低温充放电,延伸行使寿命;二是低重高温途面热辐射对体例内部温度的影响;三是外部显露火烧或者高温时,维系电池包内寻常温度,延缓电池热失控,升高安闲性。

  比亚迪宣告的“刀片电池”采用的是一种全新构造的“超等磷酸铁锂电池”,通过去掉电池模组举行立异包封装时间,具有长命命和长续航的长处,内部短途的几率简直为零,当然对电池热失控也能较好的独揽和防备,听说且则不消于商用车。

  给新能源汽车及电池企业供给动力电池热失控预警及自愿灭火的有天性企业,邦内有为数不众,目前重要有烟台创为、中汽客、上海联界。

  创为专有时间“锂离子电池热失控模子”为纵向、横向、垂向三维,纵向为众传感器的数据冗合,即对众组同境遇下的传感器数据举行众次拟合,模仿分歧原料、分歧境遇的数据外征弧线,牢靠确凿的决断火情阶段;横向为对传感器的史册数据举行相联时代算法,倾轧噪声作对,有用治理了古代的阈值法监测办法的漏报、误报、预警滞后题目,实行早期牢靠预警;垂向采用穿刺、钝针挤压等分歧形式模仿分歧类型分歧容量动力电池热失控历程。通过三维协调,最终酿成基于锂离子电池热失控模子的火情预警体例,实行动力电池失火早期预警和智能独揽。

  行为动力电池热失控时间酌量的带领者和行业引颈者,创为电池箱失火防控装备体例已有多量凯旋预警案例,产物广博利用于众家著名客车主机厂、电池厂、储能站上,墟市拥有率遥遥领先。

  夏令即将到来,动力电池更容易正在高温下爆发热失控导致车辆自燃。于是,务必从以下几方面预防防御:

  2、车辆行使或停放历程中,尽不妨避免电池进水,遇积水途段尽量绕行,一朝爆发电池进水的景况应第临时间割断电源;

  6、避免长时代驾驶,长时代驾驶会导致电池负荷增大。要是必要长途驾驶,发起半途众正在供职区止息一下,一来舒缓驾驶人的疲惫,二来也好让电池降温。

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