來看看鋰電池系統(tǒng)起火的幾種原因是什么？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-18 13:39
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都說安全是動力電池的命根兒，最近在思考電池系統(tǒng)由內(nèi)而外起火的原因分析，這里主要是考慮一層層原因往前去推，然后考慮將以前和未來的事故都放進去進行匹配，再根據(jù)各個車型的實際設(shè)計推測未來出事故的PPM(百萬分率)。 下文把所有廠家的名字都去掉了，探討這個話題并不針對任何企業(yè)，不做評判。
整個分析只是為了匹配電池系統(tǒng)著火這個極端事件產(chǎn)生的，我們就區(qū)隔出由機械濫用的內(nèi)容，電池系統(tǒng)的設(shè)計基礎(chǔ)是著眼于放在一個車輛比較安全的位置，防止在車輛使用過程中出現(xiàn)問題，整個機械設(shè)計固然是目前大量做針刺、擠壓等實驗安全性的內(nèi)容，但實際上由機械濫用引起的問題反而成為大家容易解決的問題。
第一電動網(wǎng)新聞圖片
以特斯拉的三起事故為例：
1.在美國田納西州士麥那起火燃燒，這輛電動車沖向掉落路面的拖車掛鉤，底盤碰撞后發(fā)生火災(zāi)。
2.駕駛者在轉(zhuǎn)彎時撞上、并穿過了了一座水泥墻，最終撞在一棵樹上停了下來，起火。
3.在西雅圖車主稱撞上了路中的金屬殘片，因此他離開了高速公路。車子失效后，他又聞到了燃燒的味道，車輛此時著火燃燒。
這種機械上的設(shè)計也顯得簡單，在結(jié)構(gòu)外圍和底蓋考慮更多的防護，即可取得立竿見影的效果。
我們把本年發(fā)生的事情，把廠家去掉，可以再思考一下車起火是電池還是電池之外？很大一部分是電池之外的負(fù)載，線纜過熱導(dǎo)致外圍部分被點燃的事更多些。
這里我們可以分基本的三層，著火的本質(zhì)原因：
1.電池內(nèi)的未按照設(shè)計意圖的熱能釋放+內(nèi)外燃燒物
2.電池內(nèi)的可燃?xì)怏w釋放+燃點
3.電池內(nèi)的可燃液體釋放+燃點：此處主要包括電解液泄漏和冷卻液泄漏兩部分。
我們可以對電池系統(tǒng)的熱能釋放來考慮：
1.電池包或電池單體過充
過充一般而言確實是熱能釋放比較普遍的原因，電池包級熱失控事件，可以往下細(xì)分為多電池(模組、單體過充)，電池過充和電解液蒸發(fā)過熱，還有就是電池剩余容量(SOC)計算錯誤引起的過充，高SOC狀態(tài)下，未按照保護而進行能量回收引起的，以及充電控制程序卡住引起的過充。
2 短路過流的人熱能釋放
電池包/高壓電路故障導(dǎo)致短路，散發(fā)熱量。主要是由電池包內(nèi)部短路和外部短路，引起導(dǎo)體和連接器過熱、單體過熱引發(fā)隨后的熱事件，進一步細(xì)分也可以分解成模組的短路引發(fā)的部件過熱。例如模組一級的短路、電池組內(nèi)一級短路、外圍腐蝕性/導(dǎo)電液體進入引起的短路。
采樣點浸沒后，板級沒有徹底防水設(shè)計導(dǎo)致緩慢加熱觸發(fā)冷卻液燃點，在停車場放置了幾周后起火。
1.起火是個很極端的事情，但是曝光度很高，大家第一反應(yīng)都是電池系統(tǒng)的事情，從各種分析來看，從電池系統(tǒng)著火起來的事，必定有故障發(fā)生，而且有熱量集聚引燃。
2.如果把更多公開的信息匯總在一起，再拆解對比，完善系統(tǒng)分析過程還是可以達成一些共識避免很多未來的著火事故
三元鋰電池的發(fā)展勢頭之所以如此迅猛，背后靠的是國家對新能源汽車補貼政策的不斷調(diào)整變更的因素。對比2017年新能源汽車補貼政策，2018年補貼在乘用車方面不僅重新劃分了續(xù)駛里程區(qū)間，還對動力電池的能量密度通過系數(shù)變化和調(diào)檔的方式提出更高的要求，對于百公里電耗量系數(shù)也分檔進行劃分，同時，電池能量密度系數(shù)可以與百公里電耗系數(shù)疊加。
磷酸鐵鋰電池曾是中國新能源汽車市場上的主流，雖然其充放壽命長，但電池系統(tǒng)的能量密度只在100Wh/kg左右，而三元鋰電池能量密度最高能達到330Wh/kg，隨著消費者對電動汽車?yán)m(xù)航里程的需求不斷提高，且具有電池能量密度優(yōu)勢的三元鋰電池預(yù)計將進一步取代磷酸鐵鋰電池市場。
產(chǎn)能有望達到200億GWh，行業(yè)未來千億規(guī)模
隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)化進程逐步深入，全球各國及重點企業(yè)均加大力度發(fā)展動力電池產(chǎn)業(yè)，基于新材料和結(jié)構(gòu)的高比能動力電池技術(shù)已經(jīng)成為各國競爭焦點，大力提升目前車用動力電池安全性、壽命、低溫特性，降低成本是產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展的方向。
在美國、日本、歐洲和韓國等國家/地區(qū)科技規(guī)劃以及重點企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃中多次提及新體系結(jié)構(gòu)車用動力電池技術(shù)，重點關(guān)注高性能電池材料、高性能鋰離子動力電池(致力于壽命、能量密度和安全性提升)、高性能電池包、電池管理系統(tǒng)、熱管理、電池標(biāo)準(zhǔn)體系、下一代鋰離子動力電池、鋰金屬電池、電池梯級利用及回收技術(shù)、電池生產(chǎn)制造技術(shù)及裝備等。
我國動力鋰電池產(chǎn)業(yè)從無到有，從小到大，發(fā)展很快，在國家科技項目的重點支持下，中國動力（600482）鋰電池關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料和產(chǎn)品研究已經(jīng)取得重大進展。雖然小容量功率型動力鋰電池技術(shù)和產(chǎn)品與國外相比仍有一定差距，但大容量動力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平。單體動力電池的特性，已經(jīng)具備推廣應(yīng)用的條件。動力鋰電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入到產(chǎn)業(yè)化建設(shè)和推廣應(yīng)用的關(guān)鍵階段。動力鋰電池產(chǎn)業(yè)化進程已經(jīng)處于國際領(lǐng)先地位。
