簡談鋰電池系統安全的那些事~!
電動鋰電池系統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制來進行),而是通過案例和各類研究資料、調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://www.j9360.com/article/201710/366294.htm這里選一個簡單的電池系統舉例,把冷卻液去掉,只剩下電池系統本身。
電池系統燒起來,如上圖所示,我們看看可燃物是哪些?
電池模組:可燃
電池揮發的可燃氣體電池破裂/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,電池約束機構、底蓋和上蓋都采用不可燃的材料,以上這些的東西,是將電能轉化成熱能的關鍵(換句話來說是主要的引燃點)。
鋰電池單體電化學的儲能單元和化學物其實已經有細致的起火風險,這點通過各種濫用測試進行評定。《極力避免很極端的事,來看看鋰電池系統起火的幾種原因》一文所說的:
第一部分 電池相關
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,可以往下細分為多電池(模組、單體過充),電池過充和電解液蒸發,導致熱事件。SOC計算錯誤引起的過充、高SOC狀態下,未按照保護而進行的能量回收引起的、充電控制程序卡住引起的過充。
對于熱失控的機理分析:
第二部分 線路相關=》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/ 高壓電路故障導致短路=》熱量; 這里主要是由電池包內部短路和外部短路,引起導體連接器過熱、單體過熱引發隨后的熱事件。進一步細分也可以分解成模組的短路引發的部件過熱。模組一級的短路、電池組內一級短路、外圍腐蝕性/導電液體進入引起的短路代入這點,把機械和電氣和材料結合起來,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,機械結構和電氣結構上變化導致了短路,引發電池進一步變化。
現實來說,在一個完整的系統主要是考慮各種的對策,把每項內容進行多個角度的隔離,這里對著每一項內容進行對策的分解。
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:
說白了就是關繼電器,我們現在值得學習的就是前期預警,不行就讓人多一些反應時間,BMS能動用的手段真的很少。
2)所以后續的創新和革新,都是在單體安全性和內置的手段層面多做些,BMS保持一點點簡化,整個系統的置信度更高一些。
紅色的這個部分拿三星的結構來看看就比較清楚。
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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