動力電池的安全性問題解析
來源：寶鄂實業(yè)
2019-10-21 19:12
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一、電氣安全
針對動力電池包內(nèi)部的電子電氣系統(tǒng)而言，電氣安全是首要考慮的因素，各種與“電”有關的安全風險，都必須考慮到：絕緣配合、等電位(接地)、短路防護、絕緣狀態(tài)監(jiān)控、高壓連接器互鎖、高低壓隔離、電磁兼容性(EMC)、故障自診斷。
電氣安全，不僅要考慮被動防護，如各種線纜和連接器的絕緣保護，高低壓連接器的閉鎖裝置，以及良好的電磁兼容性等，還需要考慮如何做到故障的自診斷和主動防護，如絕緣狀態(tài)監(jiān)控、高壓互鎖檢測、接觸阻抗檢測等，確保在故障發(fā)生的初期就主動介入，將風險降到最低。
二、化學安全
電芯發(fā)生熱失控，可能會產(chǎn)生電解液泄漏、起火和燃燒等現(xiàn)象，但其破壞力是遠遠不能與炸藥相比的。炸藥爆炸時，能量在極短的時間內(nèi)釋放出來，所以威力巨大，而電芯的熱失控，其能量的釋放是一個漸進的過程，加上電動汽車的電池包是由很多個電芯串并聯(lián)組成的，通常僅有1個或幾個電芯發(fā)生故障，有足夠的預警和處置時間。針對電芯而言，如何確保各種運行條件和使用情況下的化學和熱穩(wěn)定性，確保不產(chǎn)生安全風險，這是必須要考慮和解決的問題。
需要考慮的情況包括：額定范圍內(nèi)的正常工況；長距離運輸和長時間存儲；極端情況，如針對電芯的過充、過放、擠壓、穿刺、火燒等，在各種情況下，都要為電芯的安全性確定合理的設計目標，貫穿到電芯的開發(fā)過程中。
針對動力電池系統(tǒng)的其他組件而言，化學安全還涉及到電解液或冷卻液泄漏所導致的化學腐蝕(有可能造成內(nèi)部短路)、鹽霧腐蝕、阻燃、和有害氣體排放等。
三、機械安全
機械安全主要針對整個箱體結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件而言，確保在各種機械載荷和外部因素作用下，動力電池包的特性不會發(fā)生大的變化，消除產(chǎn)品潛在的安全風險。需要考慮的因素包括：IP防護、振動、碰撞、擠壓、跌落、碎石沖擊、重物錘擊、翻滾、金屬物穿刺、燃油火燒等。
四、功能安全
功能安全是針對電池管理系統(tǒng)(BMS)而言的，要確保電池管理系統(tǒng)在任何一個隨機故障、系統(tǒng)故障或共因失效下，都不會導致安全系統(tǒng)的故障，從而引起人員的傷亡、環(huán)境的破壞、設備財產(chǎn)的損失；也就是BMS的安全保護功能無論在正常情況下或者有特定故障存在的情況下都應確保正常發(fā)揮作用。
為了確保BMS達到一定功能安全等級，必須以電氣/電子/可編程電子為基礎，結(jié)合系統(tǒng)中的其他技術，充分考慮系統(tǒng)的應用環(huán)境，對影響安全功能發(fā)揮作用的危害進行有效識別，從而制定合理的安全目標，將安全目標進行層層分解后，得到安全需求，落實/分配到系統(tǒng)中的每個組件。
