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关于车载动力电池安全技术措施研讨

安全是红线,质量是底线。没有安全,就不用讨论质量的好坏了。好质量的产品,安全性一定是高的。但是安全性高的产品,不一定是高质…

  

  安满是红线,质量是底线。没有安全,就不必评论质量的好坏了。好质量的产品,安全性必定是高的。可是安全性高的产品,纷歧定是高质量的产品。车载动力电池安满是当时的一个热门话题,有关新能源轿车开展的高峰论坛必有电池安全的标题。可是评论后,给外行人的整体印象是,现在我国电动轿车是不安全的,与评论的初衷是相反的,所以呈现了,网上有人发文“我国电动轿车是废物”。好在这些评论的实际意义首要是正面的,并没有导致电动轿车市场的惊惧。笔者对这些评论进行整理,造访了一些动力电池厂家,对我国车载动力电池安全技能及安全方法进行了研讨,有了必定的领会,供我们参阅。

  一、电芯安全失效形式剖析及技能保证方法

  1.电芯内部正负极短路,出产设备保证才能是要害

  (1)直接原因:电芯出产进程中有缺点导致或由于长时刻振荡外力使电芯变形所形成的。

  (2)失效剖析:出产进程中电芯内部正负极短路缺点的除掉,是由出产线有关设备来保证的,假如设备保证不了,会呈现批量产品质量问题。这对电池出产厂家而言是根本要求。我国现已对动力电池厂家施行了目录办理,根本能够保证合规的电池厂家不会呈现批量产品质量问题。

  (3)安全技能方法:将不合格的(电芯内部正负极短路)电芯挑选出来,其目标值是大于99.999%的。

  (4)风险度:一旦产生严峻内短路,无法阻挠操控,外部稳妥不起效果,肯定会产生冒烟或焚烧。可是在电池出产厂家有足够保证才能下,产生的概率是很低的,即便产生了,整车出产厂家,主动救活设备必定要发挥保证效果的。

  2.电池单体漏液,履行工艺纪律到位是要害

  (1)直接原因:外力损害;磕碰、装置不规范形成密封结构被损坏;焊接缺点、封合胶量缺乏形成密封功用欠好等。

  (2)失效剖析:与软包和塑壳电芯比较,金属壳单体更容易产生漏液状况,导致绝缘失效。电池漏液后整个电池包的绝缘失效,单点绝缘失效问题不大,假如有两点或以上绝缘失效会产生外短路。

  (3)安全技能方法:严厉工艺纪律,进步出产主动化水平。

  (4)风险度:非常风险;电池漏液形成车着火事端的概率比电芯内部正负极短路概率要大几个数量级,这种外短路,外部稳妥要发挥效果的。

  3.电芯胀气鼓胀,出产现场环境(空气)目标合格是要害

  (1)直接原因:首要是由于电池内部产生副反应产生气体,最为典型的是与水产生副反应。

  (2)失效剖析:出产线环境违背规则要求。

  (3)安全技能方法:在电芯出产进程严厉操控水分,即可防止。

  (4)风险度:一旦产生电池胀气就会产生漏液等状况。这是产品出产质量中较为严峻的质量问题,拟定预防方法即可,一起禁止不合格的产品出厂。

  4.容量一致性差,主动化出产线是要害

  (1)直接原因:电池出产制作工艺技能才能缺乏,电池的寄存时刻长短,电池组充放电期间的的温度差异,充放电电流巨细等。

  (2)失效剖析:一致性有详细技能目标,一旦低于目标规则,标明出产线质量保证体系问题严峻,必需求进行改善方法,进步产品容量一致性是一个继续进步的进程。

  (3)安全技能方法:加强进程办理、评定的方法,继续进步企业质量办理体系的才能。

  (4)风险度:风险不会马上产生。容量一致性差,厂家要及时进行质量改善,一起禁止不合格的产品出厂。

  二、电池办理体系(BMS)安全失效形式剖析及技能保证方法

  1.电压检测线失效及方法

  (1)现象:电池过充,导致着火、爆破;磷酸铁锂过充至5V以上大部分会冒烟,而三元电池一旦过充,会产生爆破。

  (2)原因:BMS电压(衔接、压线进程或触摸不良)电压检测线失效,导致电池过充电或过放电,充电或过放电形成。

  a)电解液分化释放出气体,然后导致电池鼓胀,严峻的话甚至会冒烟起火;

  b)电池过放电会导致电池正极资料分子结构损坏,然后导致充不进去电;

  c)电池电压过低形成电解液分化,干枯产生析锂,引起电池内短路。

  (3)方法:技能上选用高牢靠性电压收集线,根绝收集线触摸不到位;办理上拟定充电方法准则,职责落实到人。

  2.电流检测失效及方法

  (1)现象:BMS收集不到电流,SOC无法核算,误差大。

  (2)原因:霍尔传感器失效,充电电流大,电芯内部发热大,会使隔阂固化容量衰减。

  (3)方法:选用高质量的霍尔传感器,保证装置质量合格。

  3.温度检测失效及方法

  (1)现象:电池作业运用温度过高,易产生鼓胀、漏液,爆破。

  (2)原因:温度检测失效。

  (3)方法:严厉操控电池的作业温度在20-45摄氏度之间,防止电池低温充电析锂形成的短路以及高温热失控。

  4.绝缘监测失效及方法

  (1)现象:可能产生人员触电。

  (2)原因:动力电池产生变形或漏液的状况下都会产生绝缘失效。

  (3)方法:对监测的传感器,必需求选用高质量、高牢靠的产品。

  5.其他失效及方法

  (1)SOC预算误差大,现在的查验规范要求都是5%以内,实际上难度较大。要继续进步精度。

  (2)电磁兼容的抗电磁搅扰才能缺乏,导致BMS通讯失效,怎么保证到位,还有必定难度。产品一起要经过第三方强制检测。

  三、电池包(Pack)集成失效,导致安全事端的损害剖析及方法

  1.汇流排衔接失效

  (1)现象:导体衔接处产生很多的热,极点状况下会导致动力电池着火。

  (2)原因:螺栓衔接在运用进程中,螺栓氧化掉落或振荡导致螺栓松。

  (3)方法:电芯与电芯衔接或模块与模块衔接处选用激光焊接,或在衔接处添加温度传感器经过检测的手法防止汇流排的失效。新的衔接技能不断涌现,厂家要活跃选用。

  2.动力电池体系主回路衔接器失效

  (1)现象:衔接器功用不牢靠,在振荡下产生虚接,产生高温烧蚀衔接器。

  (2)原因:衔接器温度超越90度就会产生衔接失效。

  (3)方法:衔接器需求添加高压互锁功用,或在衔接器附进加温度传感器。衔接器必定才选用高质量的产品。

  3、其他失效:

  触摸器带载断开有必定次数的限制,在大电流带载闭合时会烧蚀,首要方法:一般选用双继电器,按先后顺序闭合操控,避免高压触摸器粘黏;高压体系部件中熔断器的选型匹配不到位,振荡或外部遭到磕碰揉捏导致动力电池产生形变,密封失效,IP等级下降,首要方法:电池箱结构的磕碰防护必定要到位。

  四、我国动力电池安全技能现已老练

  现在我们对我国动力电池安全技能的评论,非常积极。首要是从不安全视点在剖析,提出了许多进步安全技能水准的方法和方法。工信部提出了客车上暂时不同意”三元”电池上客车规则,也是有道理的,首要是客车的安全性要求是最高的。从一个旁边面,阐明我国对动力电池技能研讨是老练的。跟着我国新能源轿车开展,新的动力电池安全技能不断呈现也是必然趋势。

  动力电池厂家和整车厂及用户三者要携起手来,经过不断改善工艺和技能进步锂电池电芯的安全性。BMS体系厂商要充沛了解电池的功用,根据动力电池的安全规划准则,规划出安全牢靠的电池体系;整车厂要发挥自己引领位置和桥梁效果,将车载动力电池安全技能方法落到实处,首要有动力电池体系的装置结构、电气、电池热办理、极点安全事端产生时及时弥补技能的运用等一系列作业要做,为用户供给安全牢靠、高质量的纯电动轿车;用户也有必要正确的、安全地运用(保护)好纯电动轿车,必定要根绝乱用(机械的、热的、电的))的行为产生,保证我国纯电动轿车健康继续的开展。

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