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什么是电池的热失控?从哪些方面提升电池的安全性?

钜大LARGE  |  点击量:1093次  |  2019年12月24日  

在电动汽车全面市场化的征途上,安全始终是一把高悬在顶的达摩克利斯之剑。


4月21日晚,上海徐汇区某小区地下车库,一辆ModelS在没有碰撞的情况下发生自燃,从流传出的视频来看,先是冒出大量白烟,进而起火燃烧,并引发了周围车辆的起火燃烧。


同时,特斯拉起火视频在朋友圈疯狂传播,正当网友用又又双叒叕来感叹其起火的频次之高时,当天下午,西安蔚来授权服务中心一辆正在维修中的ES8发生燃烧,从网上流传的图片显示,该辆ES8损毁非常严重,车架几乎燃烧殆尽。


电动汽车在完成了从0到1之后,正在进入大规模市场化的快车道,在这个时间节点,安全问题有可能成为全行业的一个不定时炸弹。尤其是当下的行业趋势下,安全风险更大的高镍体系动力电池开始逐步进入配套应用阶段。


中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高在多个公开场合已经反复指出,电动汽车面临的最大风险,就是电池安全性。


事实上,欧阳明高的担心并非危言耸听,梳理分析国内电动汽车起火事件,大部分原因都指向了电池环节,具体而言,绝大部分都是由于电池热失控所引发。


所谓的热失控,是指动力电池在工作的时候会发热,当电池温度过高或充电电压过高时,电池内部会产生连锁的化学反应,导致电池内压和温度急剧上升,引发电池热失控并最终导致燃烧。


而如果对于电池热失控的原因再进行追溯,则具体涵盖了过热、过充、内短路、碰撞等多重因素。


在动力电池的安全实现上,从电池企业的角度,应该具体做哪方面的提升,来真正防范这个灰犀牛,高工锂电通过与行业专家、产业链上下游企业的深度交流,提出了以下建议:


一是在材料的选择上,核心材料的选择对于最终的电芯产品安全会直接产生影响。


容百科技一位技术负责人向高工锂电介绍,电芯的安全很大程度上取决于核心材料,尤其是对于高镍三元体系而言,正极材料的金属异物含量、残余锂以及PH值,会对电芯的安全性能影响非常大。


二是在电芯、模组、Pack设计与工艺过程设定上,要做好安全冗余和监控预警。


在设计环节,首先是电芯要确保化学稳定性,要选择稳定的材料,并通过严格评估测试它的稳定性;在模组部分,通过结构来保护电芯免受到冲击。第三个阶段是pack,除了物理上的保护措施,关键是要通过BMS对电芯模组进行故障诊断,监测异常发生,并预测可能出现的问题,从而对问题进行管控。


三是在量产前的测试与验证上,要做好充分的验证。


事实上,这也是目前国内动力电池领域目前面临的最大问题,一方面产品换代迅速,另一方面测试验证需要耗时耗力且设计参考经验缺乏,这也是导致近年来事故频发的重要原因。


四是基于物联科技,实现全生命周期的安全性防护。


电池是有机的化学体系:温度、功率、电压、电流、电量、内阻等等每一个物理量都时时刻刻影响电芯的安全和健康程度。并且受到驾驶员的操作习惯以及驾驶环境的影响。通过实时收集电池包相关数据和驾驶行为以及环境之间的关系,再通过大数据的分析和对比,实现电池健康度的预测和安全管理将是一个可行方案。


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