關于電動車鋰電池熱失控原理以及預防技術詳解
來源：寶鄂實業(yè)
2019-06-15 20:24
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燒焦的電池
雖然從統(tǒng)計數(shù)據(jù)上來看，電動車起火沒有傳統(tǒng)汽油動力車起火那么普遍，不過一旦燒起來，也會造成非常大的人身傷害。因此，即便是造成電池起火的部分原因是由于鋰電池電解質(zhì)溶液的化學成分不穩(wěn)定，但不管是菲斯克Karma還是特斯拉Model S都已經(jīng)被“著火丑聞”惹得一身騷。
所以未來電動車/插電式混動汽車要想成為目前汽油動力車可靠的、主流的替代品，首先得打消掉用戶發(fā)怵的心理。
在對手機、筆記本電腦和其他消費類電子產(chǎn)品的鋰電池起火事故進行調(diào)查總結之后，位于列克星敦的TIAX公司自主研發(fā)了一套能夠在汽車電腦上運行的電池監(jiān)控技術。
TIAX表示，該技術能夠在電池對乘車人造成威脅前的數(shù)十個小時辨別出這種少見的易引發(fā)熱失控火災的危險電池，而這種火災通常由電池內(nèi)部短路造成。
TIAX副總裁Brian Barnett表示：
“這種易引發(fā)熱失控火災的電池非常罕見，很難辨別，但要找出來并非完全不可能。不過這個問題最具有挑戰(zhàn)性的地方是，這類故障電池幾乎不太可能在出廠前被質(zhì)檢工人‘抓出來’。它們只有在實際使用時才能被察覺，因為其內(nèi)部短路是在日常駕駛中緩慢產(chǎn)生的。”
TIAX對實際發(fā)生的安全事故進行事后總結時發(fā)現(xiàn)，在電池組重復充放電的循環(huán)過程中，本來很微小的金屬鋅離子在不斷的電鍍過程中體積陡然膨脹。這些聚集的金屬凸起會附著在電池分離器中間的小孔上，日積月累，最終造成了電池陰陽極的短路。在工廠里，這種注定惱人的電池里可能僅僅包含有直徑數(shù)十微米、但無法通過儀器檢測出的金屬顆粒。而在電池的使用過程中，這種粒子體積越來越大，并最終導致電池短路。但如果能夠?qū)﹄姵仉妷?、阻抗和電流的進行仔細監(jiān)控的話，其實是可以提前打好預防針的。
TIAX的團隊已經(jīng)通過對被有意植入微觀金屬雜質(zhì)而產(chǎn)生的故障電池進行了計算機模擬和實驗室檢測，證實了這種粒子的危害性。
我們這里用具體實例來說明。假設某種型號為“18650”的鋰電池阻抗約50毫歐，而隨著不斷的使用，如果該鋰電池的阻抗增長至近千歐，使用TIAX的技術就可以檢測出該電池出現(xiàn)了典型的短路。
如果早期發(fā)生了短路現(xiàn)象，那么一個阻抗為100歐的電池電流值要比一個天天使用的電池電流值小三個數(shù)量級還多，這也是使用傳統(tǒng)方式難以探測電池起火發(fā)生之前征兆的原因。
但Barnett同時也指出，即使難如大海撈針，利用智能信號處理方式和其他相關技術，這個問題還是能夠解決的。目前在TIAX的實驗室，可監(jiān)測電池指標的數(shù)值已經(jīng)比能夠引起熱失控的臨界值低了好幾個數(shù)量級。
