動(dòng)力鋰電池組系統(tǒng)安全三大層面:設(shè)計(jì)、制造、使用

來源：存能電氣  日期：2020-06-22 16:52  瀏覽量：次

動(dòng)力鋰電池組系統(tǒng)安全三大層面：設(shè)計(jì)、制造、使用。研究鋰動(dòng)力電池的安全特性，并揭示安全事故的產(chǎn)生機(jī)理，對(duì)于解決動(dòng)力電池系統(tǒng)安全性問題十分必要。一方面有助于消除民眾對(duì)于鋰電池是否安全的疑問；另一方面，從機(jī)理出發(fā)制定對(duì)應(yīng)的策略，可以有效地改進(jìn)電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證鋰動(dòng)力鋰電池組系統(tǒng)的安全。

動(dòng)力鋰電池組系統(tǒng)安全三大層面：設(shè)計(jì)、制造、使用

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，充電過程、充滿電之后靜置最容易發(fā)生著火事故，分別占到著火事故的38%和24%。而車輛的燃燒事故大多發(fā)生在高SOC狀態(tài)?？傮w來看，電池問題是起火事故很大的直接原因，這表明提升動(dòng)力電池安全性能迫在眉睫。電池系統(tǒng)安全有兩個(gè)維度，從時(shí)間緯度上有設(shè)計(jì)、制造、使用，就是全生命周期。另外從空間上來講就是包括材料方面的領(lǐng)域，電芯前端是材料的安全。

通過對(duì)電池安全事故的失效分析得出，電池安全問題包括BMS故障、熱管理故障、結(jié)構(gòu)失效、電池內(nèi)短路、電池漏電等幾個(gè)方面，因此在電池系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)方面要從實(shí)現(xiàn)全生命周期的系統(tǒng)安全目標(biāo)出發(fā)。動(dòng)力鋰電池組系統(tǒng)安全具體可以分為設(shè)計(jì)安全、制造安全和使用安全三大方面。

①設(shè)計(jì)安全包括電芯、模組和整車三個(gè)方面，通過主動(dòng)、被動(dòng)安全設(shè)計(jì)相結(jié)合，提升電池系統(tǒng)安全等級(jí)；

②在制造安全方面：電池企業(yè)需要注重過程管控及品質(zhì)管理，進(jìn)一步提升電芯的安全性和可靠性，防止雜質(zhì)產(chǎn)生混入、外部加熱/沖擊、隔膜損傷，提高焊接和密封的可靠性；

③在使用安全方面：通過實(shí)施監(jiān)控的大數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池組系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控及信息處理。

動(dòng)力鋰電池組系統(tǒng)安裝需要考慮的幾個(gè)方面

1、要盡可能的在有限的空間內(nèi)布置更多的電量，這樣才能達(dá)到更大的續(xù)航里程，減少充電的頻次，任何可以利用的空間，都有利于整車電量的提升。

2、要充分考慮電池包的位置對(duì)整車安全性能的影響，尤其是在發(fā)生碰撞、翻滾、跌落等極端情況下，電池包是否會(huì)因?yàn)楹艽蟮募铀俣然驀?yán)重的擠壓變形，發(fā)生起火和爆炸，或者是否會(huì)有電池包的部件進(jìn)入乘客艙，引起附加傷害。

3、充分考慮電池包的重量和形狀對(duì)整車結(jié)構(gòu)壽命的影響，因?yàn)殡姵匕闹亓客ǔ＿_(dá)到數(shù)百公斤，給整車的底盤和懸掛帶來很大的靜態(tài)載荷和動(dòng)態(tài)載荷，在長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)、沖擊條件下，很容易引起整車機(jī)械部分的疲勞損傷，降低壽命。

4、充分考慮電池包的散熱條件，尤其是在高溫工作條件下和高氣壓載荷工作條件下，電池包會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果散熱條件不理想，或者靠近熱源，會(huì)引起電池包的壽命加速衰減。

目前《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》更明確提出，在優(yōu)化電池單體、模組安全要求的同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)需增加電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗(yàn)，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間，這顯然能夠極大的提高車主的安全保障。

電池結(jié)構(gòu)的選擇影響電池的安全性，除了單體電池設(shè)計(jì)之外的話，電池系統(tǒng)也要注意，講到設(shè)計(jì)之后的話，制造的缺陷主要會(huì)導(dǎo)致什么，電池內(nèi)部的短路，外部的可以通過管理來解決。要做安全性的動(dòng)力鋰電池要從設(shè)計(jì)開始，要盡可能降低可燃物質(zhì)，降低正極氧化性，材料表面跟電極表面提高穩(wěn)定性，改變表面SEI的接觸。好的設(shè)計(jì)、正確的設(shè)計(jì)、優(yōu)良制造的供應(yīng)商、系統(tǒng)的保證動(dòng)力鋰電池組安全性。