鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1552次 | 2018年10月17日
分析引起電池系統(tǒng)著火的原因
電池著火主要是由于熱失控原因造成的,就算是要滅火我們也要先找到它搞明白熱失控的真實(shí)原因。這才能從最大的角度去避免這種問題的發(fā)生。
第一部分從假定單個出問題=》擴(kuò)展到全局的實(shí)驗(yàn)維度
車起火是電池還是電池之外?
我們說明下,因?yàn)檎麄€分析,只是為了匹配電池系統(tǒng)著火這個極端事件產(chǎn)生的,我們就區(qū)隔出由機(jī)械濫用的內(nèi)容,電池系統(tǒng)的設(shè)計基礎(chǔ)是著眼于放在一個車輛比較安全的位置,防止在車輛使用過程中出現(xiàn)問題,整個機(jī)械設(shè)計這塊固然是目前大量做針刺、擠壓等實(shí)驗(yàn)安全性的內(nèi)容,但實(shí)際上由機(jī)械濫用引起的問題反而成為大家容易解決的問題。
以Tesla為例:
T3:在美國田納西州士麥那起火燃燒,這輛電動車沖向掉落路面的拖車掛鉤,底盤碰撞后發(fā)生火災(zāi)。
T2:駕駛者在轉(zhuǎn)彎時撞上、并穿過了了一座水泥墻,最終撞在一棵樹上停了下來,起火。
T1:在西雅圖車主稱撞上了路中的金屬殘片,因此他離開了高速公路。車子失效后,他又聞到了燃燒的味道,車輛此時著火燃燒。
這種機(jī)械上的設(shè)計也顯得簡單,在結(jié)構(gòu)外圍和底蓋考慮更多的防護(hù),即可取得立竿見影的效果:thestruckobjectspenetratedthealuminumpanattheforwardareaofthebattery,damagingthelithiumioncellsoftheHVB
備注:我們把發(fā)生的事情,可以再思考下,車起火是電池還是電池之外?
很大一部分是電池之外的負(fù)載
車起火是電池還是電池之外?
這里我們可以分基本的三層,著火的本質(zhì)原因
1)電池內(nèi)的未按照設(shè)計意圖的熱能釋放+內(nèi)外燃燒物
2)電池內(nèi)的可燃?xì)怏w釋放+燃點(diǎn)
3)電池內(nèi)的可燃液體釋放+燃點(diǎn):此處主要包括電解液泄漏和冷卻液泄漏兩部分。
我們可以對電池系統(tǒng)的熱能釋放來考慮下:
1.1電池包或電池單體過充
過充一般而言確實(shí)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)=》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
1.2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
1.3高連接阻抗的發(fā)熱
電池包/高壓電路的故障,導(dǎo)致充放電回路中出現(xiàn)高阻值的位置,電流在這一高阻點(diǎn)的溫度上升,可能導(dǎo)致了相鄰材料的著火和后續(xù)的熱量傳播
干路連接點(diǎn)接觸不良、腐蝕引起發(fā)熱
電池的內(nèi)阻提升和內(nèi)部出現(xiàn)過熱
1.4單體排氣產(chǎn)生可燃性氣體,隨后的熱源(電弧,單體熱失控)導(dǎo)致電池系統(tǒng)的多余熱能
備注:在這個里頭,單體單點(diǎn)故障熱失控界定實(shí)驗(yàn),可以考慮單個單體擴(kuò)展到整體方面的,在既定的條件下,將實(shí)現(xiàn)每個電池包備案交底,有些參考作用,但實(shí)驗(yàn)的條件與故障的發(fā)生不大可能完全吻合
車起火是電池還是電池之外?
第二部分案例回顧
實(shí)際上,起火的事,都是交織在一起的,第一部分和第三部分往往結(jié)合很深:
2.1漏液加短路
案例1:A車起火
現(xiàn)象1:電池箱內(nèi)電池單體出現(xiàn)兩包以上漏液
現(xiàn)象2:電池單體和電池箱鋁殼之間的絕緣受損
運(yùn)行振動=》電池箱內(nèi)出現(xiàn)局部電池間歇性短路=》絕緣損毀點(diǎn)通過電池箱及支架的接地構(gòu)成強(qiáng)電壓的短路回路=》熱能釋放,電解液+電池本體的發(fā)熱=》引發(fā)
火勢擴(kuò)大,點(diǎn)燃內(nèi)飾
案例2:B車起火
現(xiàn)象1:車輛發(fā)生猛烈碰撞后,電池結(jié)構(gòu)受損,冷卻管破裂引發(fā)冷卻液泄漏
現(xiàn)象2:冷卻液浸沒BMU電路后引發(fā)緩慢的化學(xué)作用
采樣點(diǎn)浸沒后,板級沒有徹底防水設(shè)計導(dǎo)致緩慢加熱觸發(fā)冷卻液燃點(diǎn)=》停車場放置了幾周后起火
小結(jié):
1)起火是個很極端的事情,但是曝光度很高,大家第一反應(yīng)都是電池系統(tǒng)的事情,從各種分析來看,從電池系統(tǒng)著火起來的事,必定有故障發(fā)生,而且有熱量集聚引燃。
2)如果把更多公開的信息匯總在一起,再拆解對比,完善系統(tǒng)分析過程還是可以達(dá)成一些共識避免很多未來的著火的事故。
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