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  • 1 # 河南小林哥

    最近一年可以明顯感受到大廠們在電池自燃頻發麵前對電池安全越來越重視。最近Tesla在美國註冊了一系列專利都是和電池熱保護以及熱失控相關的。比如下面這個最近釋出的專利,在電池包上添加了注液口,正常狀態下依舊可以滿足防塵防水的IP要求,但是在電池熱失控的時候,則可以使用特定工具透過注液口向電池包內注入散熱液由此將電池熱失控抑制在小範圍內。

    其實哪怕沒有這麼多自燃事件,電池安全也一直是電動汽車高壓安全和功能安全最重要的一部分。比如這幾年高壓安全成為歐洲消防員必備培訓的科目,因為電池熱失控氣體燃燒的特殊性:氫氣本身燃燒的時候火焰是無色的,無法觀察很有可能直接走入火焰中。另外電池自燃的時候自帶氧化劑和還原劑,所以對於電池包的滅火往往只是覆蓋封存防止蔓延。

    另外也正是因為鋰電池的不穩定,電池包控制系統BMS也成為整車上和剎車相關的ESP平齊的關鍵安全系統。在電動汽車上,BMS往往和ESP一樣需要達到功能安全認證的最高等級ASIL D。

    有很多原因都可能會導致電池熱失控,有純硬體的因素:碰撞,內部外部短路,或者個別電池單體的熱失控而導致的整體電池包連鎖反應。也有可能是軟體控制導致的,比如電池過充,電壓電流過高,或者主動冷卻系統失效。

    這也是為什麼從硬體角度來說,電池單體的選型,電池包的結構和材料,具體在車身上的佈置,以及冷卻系統的設計都會對電池安全造成影響。 就像Tesla的電池包平攤放置在中央地板上,一般追尾的時候相對於放置於後備箱的電池包可以有效避免衝擊,但是卻更容易因為底盤刮蹭而受損。

    而在軟體控制層面上,為了避免過充,SOC(state of charge)計算是否準確,根據SOC而設定的充電和防電電流和電壓限值是否合適,以及對電池包具體溫度的監控是否有效等等都會影響到電池安全。最近的一起蔚來自燃事故初步分析的原因就是因為插入充電槍之後反覆復充導致的,而復充邏輯本身則完全是控制軟體部分的設計。

    正是因為高壓電池的不穩定性和各種頻發的自燃事件,這兩年各大主機廠都在從硬體和軟體兩方面下手改進電池包,尤其是安全相關的設計。在硬體方面目前可以明顯看到的一個趨勢就是電池單體的選型趨勢越來越明顯,軟包電池開始逐漸替代傳統的圓柱電池和方形鋁殼電池成為主流。

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