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电动车锂电池为何会起火?锂电池起火的原因他有哪些?

来源:宝鄂实业    2019-08-14 10:01    点击量:
相较于传统燃油车复杂的结构来说,电动车起火的原因比较单一,基本都是由于锂电池热失控造成的。热失控引发的烟雾、火灾甚至爆炸,是锂离子电池的事故过程中最常见的特征。而热失控又主要由于过度充电、外力、内部短路等因素造成。
 
其中,外力引起的动力电池热失控导致的起火事件最常见。由于现在电动车用的动力电池都是由大量的锂电池组构成,以特斯拉为例,整套动力电池体积非常大,安放在底盘上。这样就很容易在车辆发生碰撞时对电池组造成挤压,从而导电池发生变形、开裂、短路等损坏,触发热失控。
 
最可怕的是,一颗电池热失控很可能触发连锁反应,通过发热导致其它电动车锂电池也产生热失控。
引起锂电池着火的本质是电池内的热量未能按照设计的意图进行释放,引起内外燃烧物的燃点后起火,引起的原因主要有外部短路、外部高温和内部短路。
1、内部短路:由于电池的滥用,如过充过放导致的支晶、电池生产过程中的杂质灰尘等,将恶化生成刺穿隔膜,产生微短路,电能量的释放导致温升,温升带来的材料化学反应又扩大了短路路径,形成了更大的短路电流,这种互相累积的互相增强的破坏,导致热失控。
2、外部短路:以电动汽车为例。实际车辆运行中发生危险的概率很低,一是整车系统装配有熔断丝和电池管理系统BMS,二是电池能承受短时间的大电流冲击。极限情况下,短路点越过整车熔断器,同时BMS失效,较长时间的外部短路一般会导致电路中的连接薄弱点烧毁,很少导致电池发生热失控事件。现在,比较多的PACK企业采用了回路中加熔断丝的做法,更能有效的避免外短路引发的危害。
3、外部高温:由于锂电池结构的特性,高温下SEI膜、电解液、EC等会发生分解反应,电解液的分解物还会与正极、负极发生反应,电芯隔膜将融化分解,多种反应导致大量热量产生。隔膜融化导致内部短路,电能量的释放又增大了热量的生产。这种累计的互相增强的破坏作用,其后果是导致电芯防爆膜破裂,电解液喷出,发生燃烧起火。
二、锂电池灭火方案
分析了电池着火的原因,当锂电池着火需要进行灭火处理时,让我们看下特斯拉(Tesla)的推荐方案:
1、如果遭遇小火灾,火焰没有蔓延到高压电池部分,可以采用二氧化碳或ABC干粉灭火器灭火。
2、在彻底检查火情的时候,不要与任何高压部件接触,始终使用绝缘工具进行检查。
3、如果高电压电池在火灾中弯曲、扭曲、损坏,总之就是变得不成样子,或者怀疑电池出现问题。那么灭火时的用水量不能太少,消防用水要有足够的量。
4、电池着火可能需要24小时才能完全扑灭。使用热成像摄像头,可以确保高电压电池在事故结束前完全冷却。如果没有热成像摄像头,就必须监控电池是否会复燃。冒烟表示电池仍然很热,监控一直要保持到电池不再冒烟的至少一小时之后。
 
1、过充过放:电池组中存在电芯电压的不平衡性,若不能进行自动调节,直接进行充电或放电,将会导致电池出现过充或过放。过充轻则损坏电池,重则导致电池起火;过放轻则损坏电池,重则导致无人机在飞行中突然断电坠机。
 
2、撞击和穿刺:电池在受到撞击、挤压等外力的作用下出现变形或被尖锐物体刺穿,可能会导致电芯的正负极片短路,使电池冒出大量的浓烟,甚至着火。
 
3、进水短路:户外进行植保作业的环境复杂,大多数农田的水和农药都具有导电性,因此需要时刻保持电池接口、无人机电源接口的干净
 
如你的电池不慎进水,千万不能大意,请立即对电池进行隔离,可能刚开始看起来电池一切正常,等水慢慢的渗入到电池内部,可能会冒出大量的浓烟,甚至着火。
 
早期的农业植保电池脱胎于航模电池,结构相对简单,使用过程中容易出现很多问题。之后改进过的电池有与飞控实时通讯的功能,但依然存在许多安全隐患,比如新旧电池搭配使用、过充和过放等。
 
4、不同规格并联充电、新旧电池混用
 
直到极飞 P系列植保无人机“智能电池”的诞生,针对农药腐蚀、防摔都做了大幅度提升;冬季还有自动加热功能;XBMS 电源管理系统可以防止过充过放的情况发生;使得植保无人机电池的安全性能大幅提升。
 
●锂电池寿命长,重量轻,体积小
 
锂电池电动自行车的动力性能和铅酸电池差不多,充电6~8小时,根据电池容量不同可跑30~45公里,重量只有铅酸电池的1/5左右,锂电池电动自行车最大优点是寿命长。声明:说锂电池价格贵的只是看到表面,其实仔细算算费用和铅酸蓄电池是差不多的,目前一般锂电池保2年,铅酸蓄电池保1年。
 
 
在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。
 
●锂电池带记忆效应
 
消费者在给铅酸蓄电池,镍电池充电时,一直都担心电池发生记忆效应,等用了锂电池,大家都可以松下一口气,锂电池不带记忆效应。
 
锂电池电动车的缺点
 
●锂电池电动车价格过高
 
目前锂电池电动自行车的价格普遍比铅酸电池电动车高出几百元到一千元,因此在市面上很难得到消费者顾客的认可。锂电池轻巧、环保,废弃后不会产生环境污染,一旦应用技术成熟,市场销量加大,锂电池电动自行车的价格才会有所降下来。
 
●锂电池动力性有待提高
 
锂电池比起铅酸蓄电池在充放电方面耐波动的能力差得多,对于目前大功率车来说不能有效采用锂电的一大症状也就在此,导致耐用性下降。
 
总而言之,人无完人,金无赤足,每一种物品都不是绝对安全的,什么都是具有相对性,但是我想:电动车锂电池制造商肯定是以人的安全为核心,然后再满足消费者的根本需求。锂电池的安全性在未来也会得到解决。