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什么是電池的熱失控?從哪些方面提升電池的安全性?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年12月24日  

在電動汽車全面市場化的征途上,安全始終是一把高懸在頂的達摩克利斯之劍。


4月21日晚,上海徐匯區某小區地下車庫,一輛ModelS在沒有碰撞的情況下發生自燃,從流傳出的視頻來看,先是冒出大量白煙,進而起火燃燒,并引發了周圍車輛的起火燃燒。


同時,特斯拉起火視頻在朋友圈瘋狂傳播,正當網友用又又雙叒叕來感嘆其起火的頻次之高時,當天下午,西安蔚來授權服務中心一輛正在維修中的ES8發生燃燒,從網上流傳的圖片顯示,該輛ES8損毀非常嚴重,車架幾乎燃燒殆盡。


電動汽車在完成了從0到1之后,正在進入大規模市場化的快車道,在這個時間節點,安全問題有可能成為全行業的一個不定時炸彈。尤其是當下的行業趨勢下,安全風險更大的高鎳體系動力電池開始逐步進入配套應用階段。


中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高在多個公開場合已經反復指出,電動汽車面臨的最大風險,就是電池安全性。


事實上,歐陽明高的擔心并非危言聳聽,梳理分析國內電動汽車起火事件,大部分原因都指向了電池環節,具體而言,絕大部分都是由于電池熱失控所引發。


所謂的熱失控,是指動力電池在工作的時候會發熱,當電池溫度過高或充電電壓過高時,電池內部會產生連鎖的化學反應,導致電池內壓和溫度急劇上升,引發電池熱失控并最終導致燃燒。


而如果對于電池熱失控的原因再進行追溯,則具體涵蓋了過熱、過充、內短路、碰撞等多重因素。


在動力電池的安全實現上,從電池企業的角度,應該具體做哪方面的提升,來真正防范這個灰犀牛,高工鋰電通過與行業專家、產業鏈上下游企業的深度交流,提出了以下建議:


一是在材料的選擇上,核心材料的選擇對于最終的電芯產品安全會直接產生影響。


容百科技一位技術負責人向高工鋰電介紹,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,會對電芯的安全性能影響非常大。


二是在電芯、模組、Pack設計與工藝過程設定上,要做好安全冗余和監控預警。


在設計環節,首先是電芯要確保化學穩定性,要選擇穩定的材料,并通過嚴格評估測試它的穩定性;在模組部分,通過結構來保護電芯免受到沖擊。第三個階段是pack,除了物理上的保護措施,關鍵是要通過BMS對電芯模組進行故障診斷,監測異常發生,并預測可能出現的問題,從而對問題進行管控。


三是在量產前的測試與驗證上,要做好充分的驗證。


事實上,這也是目前國內動力電池領域目前面臨的最大問題,一方面產品換代迅速,另一方面測試驗證需要耗時耗力且設計參考經驗缺乏,這也是導致近年來事故頻發的重要原因。


四是基于物聯科技,實現全生命周期的安全性防護。


電池是有機的化學體系:溫度、功率、電壓、電流、電量、內阻等等每一個物理量都時時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慣以及駕駛環境的影響。通過實時收集電池包相關數據和駕駛行為以及環境之間的關系,再通過大數據的分析和對比,實現電池健康度的預測和安全管理將是一個可行方案。


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