簡談鋰電池系統(tǒng)安全的那些事
電動鋰電池系統(tǒng)起火是非常極端的事件,之前的文章討論了幾種原因,其實很難通過一個獨立的事件(單因繞開所有的安全機(jī)制來進(jìn)行),而是通過案例和各類研究資料、調(diào)研報告等來界定電池起火的熱能釋放補充。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201808/386056.htm這里選一個簡單的電池系統(tǒng)舉例,把冷卻液去掉,只剩下電池系統(tǒng)本身。
電池系統(tǒng)燒起來,如上圖所示,我們看看可燃物是哪些?
電池模組:可燃
電池?fù)]發(fā)的可燃?xì)怏w電池破裂/損壞的電解液泄漏
高壓動力線束:可燃
高壓采樣線束:可燃
BDU:可燃
低壓信號線束:可燃
其他諸如支架,電池約束機(jī)構(gòu)、底蓋和上蓋都采用不可燃的材料,以上這些的東西,是將電能轉(zhuǎn)化成熱能的關(guān)鍵(換句話來說是主要的引燃點)。
鋰電池單體電化學(xué)的儲能單元和化學(xué)物其實已經(jīng)有細(xì)致的起火風(fēng)險,這點通過各種濫用測試進(jìn)行評定。《極力避免很極端的事,來看看鋰電池系統(tǒng)起火的幾種原因》一文所說的:
第一部分 電池相關(guān)
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),導(dǎo)致熱事件。SOC計算錯誤引起的過充、高SOC狀態(tài)下,未按照保護(hù)而進(jìn)行的能量回收引起的、充電控制程序卡住引起的過充。
對于熱失控的機(jī)理分析:
第二部分 線路相關(guān)=》電池=》線路本身+電池溫度上升
短路過流的人熱能釋放:電池包/ 高壓電路故障導(dǎo)致短路=》熱量; 這里主要是由電池包內(nèi)部短路和外部短路,引起導(dǎo)體連接器過熱、單體過熱引發(fā)隨后的熱事件。進(jìn)一步細(xì)分也可以分解成模組的短路引發(fā)的部件過熱。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(jìn)入引起的短路代入這點,把機(jī)械和電氣和材料結(jié)合起來,引起起火的原因是多元化的。
對比這個:
電池的碰撞引起了很多的變化,機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)上變化導(dǎo)致了短路,引發(fā)電池進(jìn)一步變化。
現(xiàn)實來說,在一個完整的系統(tǒng)主要是考慮各種的對策,把每項內(nèi)容進(jìn)行多個角度的隔離,這里對著每一項內(nèi)容進(jìn)行對策的分解。
不過總體的方向來看,是趨向于電池單體這塊多做些,系統(tǒng)上在逐步簡化。BMS的溫度檢測點,本身由于BMS能做的事情就有限,手段都直接做在單體里面去了。
1)BMS的檢測和手段閉環(huán):
說白了就是關(guān)繼電器,我們現(xiàn)在值得學(xué)習(xí)的就是前期預(yù)警,不行就讓人多一些反應(yīng)時間,BMS能動用的手段真的很少。
2)所以后續(xù)的創(chuàng)新和革新,都是在單體安全性和內(nèi)置的手段層面多做些,BMS保持一點點簡化,整個系統(tǒng)的置信度更高一些。
紅色的這個部分拿三星的結(jié)構(gòu)來看看就比較清楚。
過充部分除了檢測切斷以外,在單體級別做點事,多了一些手段。
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