鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：664次 | 2021年08月26日
如何應(yīng)對動力鋰離子電池安全隱患的出現(xiàn)
以下是某會議的精髓，提出探討動力鋰離子電池十大安全問題：1.電芯安全2.成組安全3.電池管理4.設(shè)計安全5.充電安全6.使用安全7.安全預(yù)警8.日常維護(hù)9.安全保護(hù)10.安全等級劃分。本整理稿件是從10個問題中選擇3個核心問題進(jìn)行重點(diǎn)討論，并提出本組的處理思路，詳盡如下：
1.電芯安全的處理思路
C組：電芯、電池模塊標(biāo)準(zhǔn)化
通過標(biāo)準(zhǔn)化可以改善幾個方面：
(1)設(shè)計方面，把電芯的設(shè)計問題聚集暴露，聚集解決;
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(2)加工設(shè)備方面，設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化程度也會相應(yīng)高一些，設(shè)備公司產(chǎn)品迭代會更快;
(3)繼續(xù)改進(jìn)和相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗推廣，通過標(biāo)準(zhǔn)化，可以把優(yōu)秀的設(shè)備配套商和零配件配套商的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗向行業(yè)推廣，這樣整體提高了電池行業(yè)的安全技術(shù)水平。
D組：電芯的標(biāo)準(zhǔn)化
電芯的標(biāo)準(zhǔn)化可以降低低層次勞動的重復(fù)。電芯標(biāo)準(zhǔn)化本身對電芯的安全性能有很大的提升，更多廠商做同一個標(biāo)準(zhǔn)的電芯，電芯成本會下降，安全性會提高。從緊迫性和可實(shí)現(xiàn)性來看，是比較緊迫也比較容易實(shí)現(xiàn)的。
2.成組安全的處理思路
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
D組：熱管理設(shè)計對電池安全非常緊要
成組安全方面，熱管理設(shè)計的好，熱量均衡，bMS雖然很小的電流均衡，但是可以把不同電池之前的溫度差導(dǎo)致的電壓差均衡起來，因為電池就是電化學(xué)里能斯特方程的溫度，正極是正相關(guān)，負(fù)極是負(fù)相關(guān)，電壓差是正極減負(fù)極的話是更大的，所以溫度對它的電壓影響是很大的。
當(dāng)然焊接工藝也是很緊要的一個方面，焊接工藝不相同會導(dǎo)致內(nèi)阻的不均衡上升，所以從這幾個維度來提高它的成組安全。
F組：pACK的電管理、熱管理
安全性問題最終要?dú)w結(jié)為電池模塊，運(yùn)用系統(tǒng)論的辦法來考慮電芯和pACK的安全問題，bMS要對每個電芯做精確的測試、管控和預(yù)警。
同時也不能因為只考慮電池的安全問題，而忽略了它的壽命，我們既要保證電池的安全性，也要盡可能的提升電池的壽命。倘若沒有好的壽命，就失去了利用鋰離子電池的理由。
3.電池管理的處理思路
C組：bMS安全策略
將電池系統(tǒng)分級并制定相應(yīng)的安全目標(biāo)，依據(jù)目標(biāo)制定測量、識別、解決的安全策略并進(jìn)行驗證。倘若行業(yè)聚集精力做這方面的工作，能夠在短時間內(nèi)提高電池安全水平。
F組：bMS對電芯測試、管控、預(yù)警
我們應(yīng)當(dāng)從根本上認(rèn)為鋰離子電池本身是不安全的，對它進(jìn)行有罪推論，它本身是不安全的能源裝置，要在bMS管控的基礎(chǔ)上，外加熱失控、及時滅火機(jī)制和裝置，如一發(fā)現(xiàn)火情，馬上啟動滅火裝置滅火。4.設(shè)計安全的處理思路
F組：體系設(shè)計科學(xué)、合理，加工過程控制
各種電池材料、電池結(jié)構(gòu)均有優(yōu)缺點(diǎn)，只是對安全性影響的程度不同而已，只要設(shè)計科學(xué)、制造精密，在一定程度上都可以制造出安全性可以接受的動力鋰離子電池。
5.充電安全的處理思路
A組：充電設(shè)備上新增電池快速體檢功能
車輛充電完成80%-90%時做大電流測試，通過直流內(nèi)存的變化找出電池包中不一致的地方，達(dá)到電池快速體檢的目的。
pACK在出廠前，都會做一個大電流的脈沖充電和放電，在充電的末端做一個大電流的脈沖充電，在放電的末端做一個大電流的脈沖放電，通過這個辦法，把電池包合中不一致的地方找出來，可能是電芯的問題、可能連接有問題、也可能是數(shù)據(jù)線有問題，這些大電流脈沖會分明的顯示出一些異常。
把這種辦法使用到用戶端，因為用戶端除了充電樁外沒有什么可測試的手段。
D組：充電初期對電池進(jìn)行電流脈沖測試
有關(guān)不同電池的SOE、SOH充電的電流，在充電初期對它進(jìn)行電流的脈沖測試，發(fā)現(xiàn)不一致性，提前發(fā)出安全警報。因為在充電初期，電池pACK是常溫的，充電末端的時候電池pACK的溫度可能已經(jīng)上升了10°或者15°，導(dǎo)致電池的電壓不均衡，所以在均衡的時候測試它的不一致性可能誤差更小。
另外，對bMS進(jìn)行實(shí)時診斷、測試，對車、充電樁、電網(wǎng)這三方進(jìn)行協(xié)調(diào)，充足保障充電安全。
6.使用安全的處理思路
E組：在單體熱失控狀態(tài)下要怎么樣保證人員安全
(1)延緩熱失控方面，有一些成熟的設(shè)計辦法：
采用防火材料，在防火結(jié)構(gòu)上做防火隔熱解決，如特斯拉的設(shè)計里可以看到，實(shí)在在一定程度上能夠延緩熱失控的過程，延緩單體熱失控到整組熱失控的過程。
(2)新增人員逃生時間方面，主動做些測試：
煙霧的測試、化學(xué)成分的測試、熱的測試等，通過測試發(fā)現(xiàn)早期單體熱失控，并給駕駛員和乘客發(fā)出警報，提醒人員逃生。
(3)做限制解決：
不能讓駕駛員按照常規(guī)的功率去使用，通過限功率的模式，讓車子有一定的動力，但動力很弱，可以靠邊停車做解決。
(4)新增滅火設(shè)備：
目前電動客車國標(biāo)正在推動新增滅火裝置，新增滅火裝置可能有好處也有壞處，因為今朝電池箱的設(shè)計都會新增防爆閥，倘若噴發(fā)大量氣體或者氣凝膠出來，它會導(dǎo)致內(nèi)部壓力增大，可能把防爆閥突破，會帶來另外一個問題。
倘若誤測試單體熱失控，把這些東西噴出來，可能會導(dǎo)致整組電池的報廢，倘若噴出來的氣體、液體或半凝膠物質(zhì)對電池?zé)o危害會是比較好選擇，希望有這種材料能夠達(dá)到這種效果。
(5)整車設(shè)計：
在整車設(shè)計方面要新增安全逃生裝置，電動汽車和傳統(tǒng)車不相同，電池作為電動汽車的唯一動力來源，在熱失控的情況下倘若通過切斷動力的方式停電，車門有可能會打不開，所以在整車設(shè)計上倘若能新增可以快速、方便打開的逃生門或者其他的逃生裝置也是個可行的選擇。7.安全預(yù)警的處理思路
D組：bMS監(jiān)控，VCU應(yīng)和，大數(shù)據(jù)分解
汽車的VCU對出現(xiàn)的問題做應(yīng)和。車在出現(xiàn)安全問題時，可以讓司機(jī)靠邊停車，或者是做一些相應(yīng)的動作，并把VCU收集到的bMS信息上傳到云端進(jìn)行大數(shù)據(jù)分解，VCU有個智能學(xué)習(xí)的過程，提高安全預(yù)警的可靠性。
8.日常維護(hù)的處理思路
b組：制定日常維護(hù)的流程及國家的相關(guān)法律規(guī)定是非常緊急和必要的
今朝車輛很多問題都出在沒有日常維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)或沒有國家強(qiáng)制測試的標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)車都有強(qiáng)制測試，電動汽車作為新生事物，相關(guān)的安全性、可靠性還沒有達(dá)到傳統(tǒng)車的級別，到底每隔3個月，6個月，還是1年進(jìn)行測試，應(yīng)當(dāng)測試什么項目(系統(tǒng)密封性、電器可靠性、連接可靠性等都要測試)，這都缺少相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。
今朝整車廠更多的賣點(diǎn)是電動汽車不用維護(hù)，但實(shí)際上這完全與安全的意識背道而馳，因此，國家應(yīng)當(dāng)制定強(qiáng)制測試的標(biāo)準(zhǔn)，整車廠也應(yīng)當(dāng)有強(qiáng)制測試的項目要求。
從可行性上來講，國家或行業(yè)制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，整車廠制定測試、維護(hù)的項目或手冊，執(zhí)行起來比較容易。
9.安全保護(hù)的處理思路
E組：過充、過熱、連接安全問題
(1)過充問題的處理
通過bMS、充電機(jī)、VCU保護(hù)，最簡單的是通過bMS來保護(hù)，倘若bMS不起用途還可以通過充電機(jī)來保護(hù)，還可以通過整車VCU來介入。有關(guān)過充的問題，從技術(shù)上來處理的話是比較容易處理的，而且效果也比較分明。
(2)過熱問題的處理
在充電過程中，由于電芯本體的過熱或者連接阻抗過大導(dǎo)致的過熱也會引起熱失控。有關(guān)過熱的問題緊要從兩個方面來處理，一是減小電芯的密度、減小連接阻抗，這從本質(zhì)上去降低風(fēng)險;第二個是增強(qiáng)散熱，我們希望在充電過程中能采取更加有效的散熱措施，比如說通過增強(qiáng)風(fēng)冷或液冷的措施，可以降低充電過程中熱失控的可能性，還有溫度采樣的問題，溫度采樣要準(zhǔn)確，如何有效可靠地采樣出溫度點(diǎn)，這可能要跟我們的熱仿真和實(shí)際探測結(jié)果做一下匹配。
(3)連接故障的處理
前段時間在上海發(fā)生了一起事故，飛線連接充電起火，還有在地下車庫充電起火的事故，其實(shí)都是跟充電連接的關(guān)系非常大。充電連接充電槍的插頭，還有一般車載充電機(jī)的插頭，倘若長期使用，倘若連接不可靠會過熱起火。目前在充電國標(biāo)里已經(jīng)有要求了，在充電槍上會新增溫度傳感器，來采集充電過程中充電槍的溫度。
還有充電槍和插頭插座的壽命要經(jīng)過嚴(yán)格的計算和驗證，要能夠滿足整車的使用壽命要求。日常的檢查和維護(hù)，能夠判斷出來插頭插座的接觸是否已經(jīng)降低到一個數(shù)字之下，倘若已經(jīng)降低到安全數(shù)值之下，那么肯定要更換，通過這幾種方式處理充電連接問題。
10.安全級別劃分的處理思路
C組：產(chǎn)業(yè)鏈合作，整車廠和零配件公司建立專業(yè)化分工和協(xié)作體系
按照汽車行業(yè)的要求，從ApQp、ppAp等環(huán)節(jié)按照汽車行業(yè)的要求執(zhí)行，分工、職責(zé)明確，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全壽命周期可監(jiān)控、可追溯，從合作模式改變方面來提高動力鋰離子電池的安全水平。
