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簡析鋰離子電池起火的深層次問題

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2021年04月16日  

1、電池診斷和實(shí)時(shí)監(jiān)測也鞭長莫及


新能源汽車使用的鋰離子電池的特性體現(xiàn)在它重要是化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化過程。化學(xué)產(chǎn)品,往往對溫度非常的敏感,而電池系統(tǒng)的溫度采集,一方面,做不到電芯內(nèi)部采集,另一方面,一個(gè)電芯一個(gè)或多個(gè)采集點(diǎn),會導(dǎo)致采集和管理系統(tǒng)硬件的龐雜。同時(shí),非常多的傳感器,也會給系統(tǒng)布置、成本、可靠性方面帶來困難。常規(guī)的溫度采集管理系統(tǒng),重要針對的是模組級或系統(tǒng)級,關(guān)于工藝性、一致性非常好的高品質(zhì)電芯,有限的溫點(diǎn)采集,是完全夠用的。例如,LEAF的電池系統(tǒng)(2010版),只有四個(gè)點(diǎn)的溫度采集。但是,關(guān)于一致性差、工藝控制差的電芯來說,是很危險(xiǎn)的。電芯本體溫度差異,電芯個(gè)體之間差異很難通過溫度傳感器反映出來。這就是巨大的風(fēng)險(xiǎn)。所以說,車輛特別是公共交通使用大巴等,高品質(zhì)的電芯選型和應(yīng)用,非常關(guān)鍵和重要。


2、事故的探測還不夠及時(shí)


前文談到的溫度采集,還有一點(diǎn)不足之處:溫點(diǎn)采集無法深入到電芯內(nèi)部。在發(fā)生微短路或熱量變化初期,電芯外表面或環(huán)境溫點(diǎn)采集,同樣存在熱傳導(dǎo)的時(shí)間差,而這個(gè)時(shí)間,恰恰是最寶貴的時(shí)間。電池不同于汽油燃料,一點(diǎn)就著火。電池在碰撞或內(nèi)短路故障發(fā)生到熱失控前,從短路、冒煙,到燃燒乃至更猛烈的爆燃的變化過程是緩慢的。這里通過電芯熱失控狀態(tài)下,故障時(shí)間的這一概念來闡明這個(gè)問題:LFP從過熱冒煙到起火,可以延遲到10分鐘,前文提到大巴使用LFP電池,技術(shù)上是有道理的。而三元鋰離子電池,故障發(fā)生時(shí)間要短很多,從起火到爆燃,只有幾秒的時(shí)間,所以電池管理系統(tǒng)故障探測的即時(shí)性和準(zhǔn)確性是非常重要的。這是寶貴的逃生時(shí)間。


3、電池電解液存在泄漏風(fēng)險(xiǎn)


電池的電解液是重要可燃物。正常工作狀態(tài)下,電解液不斷的被正負(fù)極吸入和吐出(方便于理解,其實(shí)是鋰離子穿梭于正負(fù)極之間),電解液在175℃~185℃時(shí)就會大量分解,不僅能釋放出有毒的物質(zhì),還有一定的助燃性。所以日本的科研人員一直在研究防火防爆電解液。


電解液的泄漏,在發(fā)生事故時(shí),一定是助漲了燃燒的程度。在圓柱、方形、軟包鋰離子三種電池中,軟包電池的泄漏風(fēng)險(xiǎn)更大一些。


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