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动力锂电池组系统安全三大层面:设计、制造、使用

来源:小鱼儿玄机2站  日期:2020-06-22 16:52  浏览量:

动力锂电池组系统安全三大层面:设计、制造、使用。研究锂动力电池的安全特性,并揭示安全事故的产生机理,对于解决动力电池系统安全性问题十分必要。一方面有助于消除民众对于锂电池是否安全的疑问;另一方面,从机理出发制定对应的策略,可以有效地改进电池系统设计,保证锂动力锂电池组系统的安全。

动力锂电池组系统安全三大层面:设计、制造、使用

根据数据统计,充电过程、充满电之后静置最容易发生着火事故,分别占到着火事故的38%和24%。而车辆的燃烧事故大多发生在高SOC状态。总体来看,电池问题是起火事故很大的直接原因,这表明提升动力电池安全性能迫在眉睫。电池系统安全有两个维度,从时间纬度上有设计、制造、使用,就是全生命周期。另外从空间上来讲就是包括材料方面的领域,电芯前端是材料的安全。

锂电池组.jpg

通过对电池安全事故的失效分析得出,电池安全问题包括BMS故障、热管理故障、结构失效、电池内短路、电池漏电等几个方面,因此在电池系统安全设计方面要从实现全生命周期的系统安全目标出发。动力锂电池组系统安全具体可以分为设计安全、制造安全和使用安全三大方面。

①设计安全包括电芯、模组和整车三个方面,通过主动、被动安全设计相结合,提升电池系统安全等级;

②在制造安全方面:电池企业需要注重过程管控及品质管理,进一步提升电芯的安全性和可靠性,防止杂质产生混入、外部加热/冲击、隔膜损伤,提高焊接和密封的可靠性;

③在使用安全方面:通过实施监控的大数据远程监控平台实现对锂电池组系统的实时监控及信息处理。

动力锂电池组系统安装需要考虑的几个方面

1、要尽可能的在有限的空间内布置更多的电量,这样才能达到更大的续航里程,减少充电的频次,任何可以利用的空间,都有利于整车电量的提升。

2、要充分考虑电池包的位置对整车安全性能的影响,尤其是在发生碰撞、翻滚、跌落等极端情况下,电池包是否会因为很大的加速度或严重的挤压变形,发生起火和爆炸,或者是否会有电池包的部件进入乘客舱,引起附加伤害。

3、充分考虑电池包的重量和形状对整车结构寿命的影响,因为电池包的重量通常达到数百公斤,给整车的底盘和悬挂带来很大的静态载荷和动态载荷,在长时间的振动、冲击条件下,很容易引起整车机械部分的疲劳损伤,降低寿命。

4、充分考虑电池包的散热条件,尤其是在高温工作条件下和高气压载荷工作条件下,电池包会产生大量的热量,如果散热条件不理想,或者靠近热源,会引起电池包的寿命加速衰减。

目前《电动汽车用动力蓄电池安全要求》更明确提出,在优化电池单体、模组安全要求的同时,标准需增加电池系统热扩散试验,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间,这显然能够极大的提高车主的安全保障。

电池结构的选择影响电池的安全性,除了单体电池设计之外的话,电池系统也要注意,讲到设计之后的话,制造的缺陷主要会导致什么,电池内部的短路,外部的可以通过管理来解决。要做安全性的动力锂电池要从设计开始,要尽可能降低可燃物质,降低正极氧化性,材料表面跟电极表面提高稳定性,改变表面SEI的接触。好的设计、正确的设计、优良制造的供应商、系统的保证动力锂电池组安全性。

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