yulzhu

电子技术应用专栏作家——芝能汽车。紧跟技术创新,助力行业发展。

电池热失控安全控制

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  昨天从早上听电池安全,到听闲侃安全听到晚上11点,还是做一些总结和我个人理解的阐述。这个主题,夏军兄已经写了和说了好多次了。电池安全这不是必需品,企业特别是目前30W规模的车企,首要拿到补贴,在这个市场里面占下来,所以在整个设计这块就势必滞后。

  这里只上两个图,一个是分解及的实验,一个是实车级别的实验。

  分解级的实验

  软包电池 这是在美国做的实验《Basic Study on Thermal Runaway Propagation through Lithium Ion Cells》,由于软包配置是很紧密加压配置,这个过程要更快一些

  方壳电池 方壳电池热失控传导过程很难控制 实验来自,在天津做的。这个论文里头也分析了整个过程,热量传导的过程还有单体电压变化导致相邻电池的电压响应变化。《Characterization of penetration induced thermal runaway propagation process within a large format lithium ion battery module》

  圆柱电池:不抄冷饭。

  软包:下图也是配置图,实验过程,实验温度和热失控传播分解过程图

QQ截图20151217115931.png

  方壳:下图主要是电池结构、模组结构、实验搭建、实验结果和实验过程温度。论文里面的分析过程请各位可以仔细去看

QQ截图20151217120005.png

  从以上的实验,都是要把单体置于热失控的考虑结果层面来考虑问题,假定热失控的结果之后,整个过程就基本确定了,大电池出问题之后的能量和物质释放,较难阻止它;小电池单个出问题,模组设计上是有空间的和手段的。对应而来的结论是,做大电池所需要的单体设计、单体层面的门槛高得多,重点是做单体方面的质量管控。后面这个,就是在模组上更费钱更引入更多考虑,但是当一个模组或者一个并联的1节出现问题的时候,该烧还是要烧的。这个热传播,导引一个单体的事情,本来对大电池就不公平的。

QQ截图20151217120010.png

  所以美国道路安全局和SAE搞得那个项目做的实验,我们还是需要辩证的来看。你为了达到安全的目的,在不同环节上付出的代价是不一样的,如果总的约束是一样的话,我们负责这事的人,就要对每个不同的个体来评估,你的措施加在那里,能保证它在多长时间、多糟糕的环境使用条件下出问题,注意每家企业所能注入的手段和防护的范围,都是有限度的。

  还有个有趣的事情,是阻止这个过程,在早期冒烟的时候,有部分热量释放的时候就加入控制手段,有主动控制的意思。这事,说白一些,在某些地方已经做好了所有,属于后装防护系统了。这里也是初步来看实际效果,抛砖引玉。

  这里拿了一个热的台子,来进行单体热失控的激发,然后在整个过程里面用不同的办法来控制电池温度。模组级别的,需要更大范围的测试,还得找找美国的机构有没有更详细的测试数据。

QQ截图20151217120028.png

  小结:

  1)说产业的技术情况不如人意,其实是一件大家叫好的,但是讲完就完的事情。基础不一样、投入不一样。

  2)工程师或者说工程力量,所要做的事,就是确定问题、探索解决问题的办法、探索解决问题的办法的代价优劣,在技术上权衡然后去验证解决问题的有效性和多大的效果。