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三一技术装备有限公司:从电池包设计来看,如何提高电池安全性?

2023-07-03 11:28:11 来源:第一工程机械网

近年来,备备在新闻上看到了不少电动汽车因为电池包挤压引起火灾、爆炸等意外事件。那么,动力电池包挤压而导致热失控的原因是什么呢?


(资料图片仅供参考)

动力电池包的构成

了解原因前,我们先看看动力电池包的构成。它一般是由电池单元、连接器、电池管理系统、控制器和散热器等部分组成。

电池单元是动力电池包中最基本的组成部分,其作用就是将化学能转化为电能,使电动汽车获得动力。每个电池单元中又由正极、负极、隔膜和电解质四部分构成。电池单元通常组装在一起形成模组,而多个模组组装在一起则形成电池包。

动力电池包生产过程拍图

动力电池包挤压的危害

当电池单元受到外力挤压时,内部的隔膜和电解质就会受到破坏,进而导致电池单元内部的电解液外溢和气体的放出,最终引起热失控。

在热失控的过程中,电池单元内部的化学反应会放出大量的热量,使周围的电池单元也受到热能的影响,形成电池单元间的连锁反应,即所谓的“热失控传播”,可能会给电动汽车带来严重的安全隐患。如果热失控发展到一定程度,电动汽车就有可能着火或者爆炸。

为了提高动力电池包的安全性,可以考虑以下几个方面的设计措施:

1.结构设计:优化电池包的结构,采用分割式设计,将电池模块分成多个相互独立的子模块,避免单个故障点引发整个电池包的故障。同时,设计防火隔离层和冷却系统,防止电池过热和短路。

2.温度控制:安装温度传感器和温度控制系统,监测和控制电池模块温度,防止过热引发事故。可以采用主动冷却或被动散热系统,如散热片、风扇等,提高散热效果。

3.电池管理系统(BMS):安装BMS系统,监测电池的电压、电流、温度等参数,并实时监测电池的状态和健康状况。当检测到异常情况时,BMS系统应及时采取措施,如切断电池充放电、报警等。

4.短路和过充保护:设计短路保护装置,当电池模块发生短路时,及时切断电池与外部电路的连接,防止短路事故扩大。同时,对电池模块进行过充保护,避免电池过充引发安全事故,可以采用电压监测和过充保护回路等。

5.安全隔离和防火材料:在电池包内部设置安全隔离层,将电池模块与其他部件隔离开来,防止故障扩散。采用阻燃材料和防火涂层等,提高电池包的防火性能。

6.碰撞保护:在电池包外部设置碰撞保护结构,增强电池包的抗碰撞能力,保护电池模块免受外界冲击而引发事故。

7.严格的质量控制和测试:在生产过程中实施严格的质量控制措施,确保每个电池模块的质量稳定。对电池包进行必要的测试和检验,如振动测试、冲击测试、温度循环测试等,验证电池包的安全性能。

生产数据管理系统

(本文来自:三一技术装备有限公司)

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