電動車電池起火原因,哪些我們沒注意到
一、鋰電池起火的原因
引起鋰電池著火的本質(zhì)是電池內(nèi)的熱量未能按照設(shè)計的意圖進(jìn)行釋放,引起內(nèi)外燃燒物的燃點(diǎn)后起火,引起的原因主要有外部短路、外部高溫和內(nèi)部短路。
1、內(nèi)部短路:由于電池的濫用,如過充過放導(dǎo)致的支晶、電池生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)灰塵等,將惡化生成刺穿隔膜,產(chǎn)生微短路,電能量的釋放導(dǎo)致溫升,溫升帶來的材料化學(xué)反應(yīng)又?jǐn)U大了短路路徑,形成了更大的短路電流,這種互相累積的互相增強(qiáng)的破壞,導(dǎo)致熱失控。
2、外部短路:以電動汽車為例。實際車輛運(yùn)行中發(fā)生危險的概率很低,一是整車系統(tǒng)裝配有熔斷絲和電池管理系統(tǒng)BMS,二是電池能承受短時間的大電流沖擊。極限情況下,短路點(diǎn)越過整車熔斷器,同時BMS失效,較長時間的外部短路一般會導(dǎo)致電路中的連接薄弱點(diǎn)燒毀,很少導(dǎo)致電池發(fā)生熱失控事件?,F(xiàn)在,比較多的PACK企業(yè)采用了回路中加熔斷絲的做法,更能有效的避免外短路引發(fā)的危害。
3、外部高溫:由于鋰電池結(jié)構(gòu)的特性,高溫下SEI膜、電解液、EC等會發(fā)生分解反應(yīng),電解液的分解物還會與正極、負(fù)極發(fā)生反應(yīng),電芯隔膜將融化分解,多種反應(yīng)導(dǎo)致大量熱量產(chǎn)生。隔膜融化導(dǎo)致內(nèi)部短路,電能量的釋放又增大了熱量的生產(chǎn)。這種累計的互相增強(qiáng)的破壞作用,其后果是導(dǎo)致電芯防爆膜破裂,電解液噴出,發(fā)生燃燒起火。
針對鋰離子電池?zé)崾Э氐那闆r,目前國內(nèi)主流的解決方法主要從外部保護(hù)和內(nèi)部改進(jìn)兩個方面進(jìn)行改進(jìn)。外部保護(hù)主要是指系統(tǒng)方面的升級改進(jìn),內(nèi)部改進(jìn)是指針對電池本身進(jìn)行提高。
(1)冷卻方式的提升
熱管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制溫度,確保電池一直處在一個合理的運(yùn)行溫度下。通常,熱管理系統(tǒng)由整車控制器控制,在電池包溫度異常時,通過空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行及時散熱或者加熱,保證電池安全以及壽命。電池的散熱方式根據(jù)導(dǎo)熱方式和介質(zhì)的不同而分為四項:空氣冷卻(風(fēng)冷)、液體冷卻(水冷)、相變材料(固體)、和結(jié)合冷卻(風(fēng)冷/水冷 + 固體冷卻)幾種。
(2)內(nèi)部材料及結(jié)構(gòu)的改進(jìn)
內(nèi)部改進(jìn)即從電芯內(nèi)部的材料結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改造,從而使電池具備更好的耐熱、散熱性能。以目前的研究熱點(diǎn)來說,發(fā)展固態(tài)電解液;對正負(fù)極進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造;以及引入安全性更高的隔膜材料都是從內(nèi)部提升電池?zé)嵝阅艿闹髁鞣椒ㄖ弧?/p>
















