引发电池热失控的因素有哪些?
来源:宝鄂实业
2019-09-02 23:18
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动力电池安全性问题概括起来叫“热失控”,也就是到达一定的温度之后,就不可控了,温度直线上升,然后就会燃烧爆炸。而过热、过充、内短路、碰撞等是引发动力电池热失控的几个关键因素。
(1)过热触发热失控
导致动力电池过热的原因来自于电池的选型和热设计的不合理,或者外短路导致电池的温度升高、电缆的接头松动等,应该从电池设计和电池管理两个方面来解决。
从电池材料设计角度,可以开发来防止热失控的材料,阻断热失控的反应;从电池管理角度,可以预测不同的温度范围,来定义不同的安全等级,从而进行分级报警。
(2)过充电触发热失控
今年的一起纯电动大巴起火事件原因就在于“过充电触发的热失控”,具体则是电池管理系统本身对过充电的电路安全功能缺失,导致电池的BMS已经失控却还在充电导致的。
(3)内短路触发热失控
波音787客机曾因电池爆炸起火。在查找事故原因时,发现电极和隔膜上有金属物,产生了内短路。虽然专家无法100%确认热失控是由内短路触发的,但它是最可能的原因,因为找不到其他原因,且内短路没办法“浮现”。
电池制造杂质、金属颗粒、充放电膨胀的收缩、析锂等都有可能造成内短路。这种内短路是缓慢发生的,时间非常长,而且不知道它什么时候会出现热失控。若进行试验,无法重复验证。目前全世界专家还没有找到能够重复由杂质引起的内短路的过程,都在研究当中。
(4)机械触发热失控
碰撞是典型的机械触发热失控的一种方式。特斯拉屡次发生起火事故就是这个原因。欧阳明高透露,清华大学跟MIT共同合作对特斯拉在美国的碰撞事故进行过分析。如果在实验室进行碰撞的一个仿真,最接近的是针刺。
解决碰撞触发热失控的办法就是做好电池的安全保护设计。而这需要研发人员先了解热失控的发生过程。
(1)过热触发热失控
导致动力电池过热的原因来自于电池的选型和热设计的不合理,或者外短路导致电池的温度升高、电缆的接头松动等,应该从电池设计和电池管理两个方面来解决。
从电池材料设计角度,可以开发来防止热失控的材料,阻断热失控的反应;从电池管理角度,可以预测不同的温度范围,来定义不同的安全等级,从而进行分级报警。
(2)过充电触发热失控
今年的一起纯电动大巴起火事件原因就在于“过充电触发的热失控”,具体则是电池管理系统本身对过充电的电路安全功能缺失,导致电池的BMS已经失控却还在充电导致的。
(3)内短路触发热失控
波音787客机曾因电池爆炸起火。在查找事故原因时,发现电极和隔膜上有金属物,产生了内短路。虽然专家无法100%确认热失控是由内短路触发的,但它是最可能的原因,因为找不到其他原因,且内短路没办法“浮现”。
电池制造杂质、金属颗粒、充放电膨胀的收缩、析锂等都有可能造成内短路。这种内短路是缓慢发生的,时间非常长,而且不知道它什么时候会出现热失控。若进行试验,无法重复验证。目前全世界专家还没有找到能够重复由杂质引起的内短路的过程,都在研究当中。
(4)机械触发热失控
碰撞是典型的机械触发热失控的一种方式。特斯拉屡次发生起火事故就是这个原因。欧阳明高透露,清华大学跟MIT共同合作对特斯拉在美国的碰撞事故进行过分析。如果在实验室进行碰撞的一个仿真,最接近的是针刺。
解决碰撞触发热失控的办法就是做好电池的安全保护设计。而这需要研发人员先了解热失控的发生过程。