從電動汽車的長期發(fā)展來看，電芯的能量密度和成本的訴求，會直接推動電芯層面直接安全等級的變化。

【文/汽車電子設計朱玉龍】對經受熱失控的電芯的安全行為進行量化描述，重要的目標是在電芯層面建立基于電芯不同參數(shù)的安全性評估。這個事情的核心，已經不是僅僅從電芯的安全實驗來分析評估電芯過不過實驗，或者僅僅依據安全等級來判定電芯安不安全。從電動汽車的長期發(fā)展來看，電芯的能量密度和成本的訴求，會直接推動電芯層面直接安全等級的變化。這個變化后面就沒法用過不過來描述，要我們根據測試數(shù)據庫，給不同的電芯來建立一個量化的模型，重要的包括：

1）測量電芯在各種激發(fā)條件下的總放熱量；

2）電芯熱失控的反應時間的確定；

3）電芯釋放的氣體壓力隨時間的變化曲線；

3.1）釋放氣體總量的測定

3.2）氣體出現(xiàn)率的測定

備注：我覺得未來三個重要的核心參數(shù)，溫度、氣壓和電壓變化是我們探知這個過程的核心量化的關鍵

4）電池的質量損失；

5）幾個測量點的精確溫度曲線；

6）每種反應產物的性質和數(shù)量；

在這里不同的機構，拿著不同的電芯做實驗，假如把它作為能量釋放的過程：

里面是可以根據電芯的數(shù)據得到一些初步的結論：

1）在電芯層面要收集電芯的尺寸，特別是大體積下，較高的電解液量導致的熱失控過程中，電解液隨著泄壓閥噴出之后的物質損失量，假如氧氣進入，會使得熱量通過空氣傳播；

這股熱流+熱氣會伴隨著很高的溫度去切割泄壓閥上部的所有隔熱材料和上蓋，我們算沖擊力的過程要算氣體、壓力、流量和電解液直接往保護設備上噴；

假如我們按照每Ah的情況，可以核算出要解決的熱量：

ChemicalenergyperAh:Q=Q1+Q2=21.0kJ

ElectricenergyperAh:3.65Vx1Ah=13.1kJ

2）電芯的表面溫度

按照這個實驗結論挺嚇人的，電芯的表面溫度和電芯的能量密度正相關，這個Y軸的數(shù)據好嚇人。

我們在設計這個隔熱材料的時候，重要依據是考慮失控電芯的表面溫度和相鄰電芯的隔熱面的溫度，還有電芯的熱穩(wěn)定性（受害電芯基本是由于加熱問題被引燃的）。

還有一個問題是在電芯循環(huán)老化以后，有關這個過程會更快一些，電芯層面要建立一個數(shù)據庫才是。《不同循環(huán)周期鋰離子動力鋰電池熱失控特性分析》一文里面是有不少的數(shù)據的。

經過1C循環(huán)實驗，電池循環(huán)1000周后放電容量降低了17％，同時電池的充放電直流內阻隨著循環(huán)次數(shù)新增而逐漸增大。等效電路得出的擬合數(shù)據及熱失控曲線表明，電解液和SEI膜出現(xiàn)的阻抗隨循環(huán)次數(shù)新增而增大，循環(huán)次數(shù)的新增會降低電池自產熱溫度，即SEI膜的分解溫度，電池循環(huán)老化過程中使得SEI膜熱穩(wěn)定性變差。

小結：往能量密度更高的路上走，往大容量電芯路上走，單顆電芯出問題之后，我們要在模組設計和整包設計上付出更多的工作。單純追求能量密度真是給整個產業(yè)挖大坑，一波波工程師要往里面填這個大坑。