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電動(dòng)汽車電池包是否存在安全隱患?

   2019-09-23 電池聯(lián)盟52020
核心提示:摘要:目前,運(yùn)用到電動(dòng)汽車上的儲(chǔ)能電池主要為鎳氫電池和鋰離子電池。車用電池包大多采用風(fēng)、水與自然冷卻等方式,在殼體密封防
摘要:目前,運(yùn)用到電動(dòng)汽車上的儲(chǔ)能電池主要為鎳氫電池和鋰離子電池。車用電池包大多采用風(fēng)、水與自然冷卻等方式,在殼體密封防水防塵等級上做得不是很理想,風(fēng)冷的電池包基本不具備防水功能。

(來源:微信公眾號“電池聯(lián)盟” ID:龍闕 作者:龍闕)

電池過充、過放、老化所產(chǎn)生的氣體在電池包內(nèi)聚集,車輛發(fā)生碰撞或電池發(fā)生短路時(shí),會(huì)造成爆炸或自燃。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,汽車工業(yè)的高速發(fā)展,以及人類物質(zhì)文化生活水平的提高,在汽車電動(dòng)化的今天,我們對電池的需求量越來越大,對電池的性能要求也越來越高。

大量的電動(dòng)汽車涌入市場后,每臺(tái)電池包排放的有毒氣體雖然很少,但是電動(dòng)汽車?yán)塾?jì)越來越多的情況下,最終還是會(huì)對環(huán)境和大氣造成污染和傷害。

純電動(dòng)汽車電壓和電流等級都比較高,電池包進(jìn)水會(huì)導(dǎo)致絕緣下降,出現(xiàn)漏電、短路等風(fēng)險(xiǎn)。所以,電氣傷害對人體和車輛自身的傷害是不容忽視的。

大多數(shù)類型電池在過充過放或短路時(shí)會(huì)產(chǎn)生甲烷、乙炔、氧氣、氟化氫等氣體,揮發(fā)到大氣中就會(huì)對生物和環(huán)境造成污染。

其中,氟化氫是一種一元弱酸,吸入后溶水對人體有害。甲烷、乙炔、氫氣都是可燃?xì)怏w,氧氣是助燃劑,在封閉的空間內(nèi)混合氣體的比例達(dá)到一定條件時(shí)就會(huì)發(fā)生爆炸,從而引起整個(gè)車輛的劇烈爆炸或燃燒。

目前,運(yùn)用到電動(dòng)汽車上的儲(chǔ)能電池主要為鎳氫電池和鋰離子電池。車用電池包大多采用風(fēng)、水與自然冷卻等方式,在殼體密封防水防塵等級上做得不是很理想,風(fēng)冷的電池包基本不具備防水功能。

由于過充過放、電池老化所產(chǎn)生的氣體在電池包內(nèi)聚集,車輛發(fā)生碰撞或電池發(fā)生短路時(shí),就會(huì)造成爆炸或爆燃。

電池包屬于電動(dòng)汽車的動(dòng)力基礎(chǔ),影響著整個(gè)電動(dòng)汽車的整體性能以及安全性。目前業(yè)內(nèi)電池包主要分為兩大類型,一是集成電池箱,二是整車與電池兼容結(jié)構(gòu)。

集成電池箱這種電池包根據(jù)電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)量體裁衣,將兩者設(shè)計(jì)成一個(gè)整體,在結(jié)構(gòu)和空間上實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化配置,還將電池的各種性能監(jiān)控與管理功能設(shè)置在電動(dòng)汽車操作界面。

整車與電池兼容結(jié)構(gòu)電池包不考慮電動(dòng)汽車空間安置問題,而是將電動(dòng)汽車的某些結(jié)構(gòu)部分直接設(shè)計(jì)成電池。

大多數(shù)電池包由箱體、電池模組、連接電纜控制模塊、接插件及透氣閥等組成。電芯在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生微量氣體,過充或過放時(shí)會(huì)加劇。

電池包密封等級要求苛刻,密封成本較高,雖然在做檢測試驗(yàn)時(shí)防護(hù)等級可以達(dá)到IP67標(biāo)準(zhǔn),但是不能保證日積月累、四季交換長期的硬件疲勞帶來的防護(hù)等級下降的可能。

電動(dòng)汽車電池包系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量滿足以下幾點(diǎn)要求:

首先,電池包系統(tǒng)安全性必須要高,整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要滿足一定的抗沖擊能力,這樣在遭受外力作用的時(shí)候才能不被破壞。

其次,務(wù)必保障每個(gè)電池之間的單體隔離狀態(tài),當(dāng)遇到突發(fā)狀況時(shí),能及時(shí)切斷與電池組之間的聯(lián)系,這樣既能自保也能保證不會(huì)因自身的問題而影響整個(gè)電池組。

再次,還應(yīng)具備一定的溫度處理功能,科學(xué)研究表明電池的最佳工作溫度在10℃至5℃范圍內(nèi),為了保證電池組能擁有一個(gè)良好的工作環(huán)境,應(yīng)在電池包中增設(shè)溫度控制功能。

此外,還應(yīng)具備靈活的組合功能,電池包內(nèi)的電池都是通過并聯(lián)或者串聯(lián)的方式進(jìn)行組合,這些組合的方式與電池包的安全性、運(yùn)行情況,以及穩(wěn)定性有著密切關(guān)系,必須確保組合方式的靈活性。

最后,要盡量保證安裝便利,目前電池包多半根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)專門設(shè)計(jì),這些都不利于電池包的通用性發(fā)展,所以必須對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

在電池包設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照以下幾步展開:

首先,針對具體的某一類型電池,應(yīng)當(dāng)能根據(jù)其尺寸獲取大量的基礎(chǔ)信息,例如電池連接件、電池信息采集件以及電池外部保護(hù)件等詳細(xì)的參數(shù)和信息。

其次,要綜合考慮電池的連接方式,盡量保證最小結(jié)構(gòu)能滿足電池的連接問題,確保最小空間能源特性能夠最優(yōu)發(fā)揮。

此外,電池包與電池管理系統(tǒng)應(yīng)融合為一體,這樣更加有利于電池的高度集成化發(fā)展。

最后,電池包應(yīng)當(dāng)具備良好的散熱和加熱專用端口,這樣更加有利于電池包的信息檢測和電池保護(hù)。

盡管目前國內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)技術(shù)在不斷進(jìn)步,但和日韓一流企業(yè)比,還存在一定差距。此外,隨著補(bǔ)貼完全退出的時(shí)間越來越近,以及日韓電池企業(yè)的卷土重來,我國電池產(chǎn)業(yè)也將面臨新的沖擊。 
 
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