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触发电池自燃的背后黑手-机械外力

2019-08-13 09:14:50 来源: 网易汽车 举报
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网易汽车8月13日报道 大家现在对电动汽车的安全性非常关心,毕竟它们动不动就“火”了。电池自燃通常也与热失控有关,引发热失控的因素很多,总的来说可以分为机械外力(碰撞、挤压、针刺等)、不当充电、电池过热以及设计制造层面等原因,今天我们要说的就是最简(cu)单(bao)的机械外力诱因。

触发电池自燃的背后黑手-机械外力

机械外力占电动汽车事故的两成

机械外力很容易理解,车辆托底,或者事故碰撞导致的电池组受挤压、撕裂、过大的变形都会对电池安全造成威胁,最终导致电解液的泄露、有害气体的释放,从而导致电池内部短路起火。

触发电池自燃的背后黑手-机械外力

资料显示,2011年-2018年9月间,我国发生的电动乘用车事故达80多例,其中35%是由电池内部短路引发的;16%是在充电过程中出现的;18%为机械外力因素的影响,如碰撞;还有3%为进水;剩下的则是由不明原因造成的。

虽然数据是截止到去年夏天的,但不难看出机械外力因素导致的车辆事故排名第二,接近五分之一!

触发电池自燃的背后黑手-机械外力

■ 我们不一样!

纯电动汽车的安全设计需要围绕电池做文章

与传统内燃机汽车相比,电动汽车在碰撞中容易引发两个方面的安全事故,一是电池在碰撞中受到挤压时可能会引起内部短路、起火;二是高压电驱动系统碰撞后可能与成员发生直接或间接接触从而引发电击伤害。

因此,不同于油改电的先天不足,纯电动汽车在设计之初就需要围绕电池碰撞安全做足文章,需要从整车、电池包壳体、电池单体等层面做好防护开发。

防护的原则是控制碰撞时电池包壳体结构的变形,尽量避免内部元件受到撞击和挤压,另外电池芯体和高压元器件自身也应具备一定的耐挤压、耐穿刺能力。

细看的话,需要在整车、电池包和元器件等多方面入手:

A、整车车身结构设计

整车结构防护层面,设计之出要求考虑到车体结构对电池包形成防护,保证在一般碰撞下,碰撞力度全部由整车结构承担,从而最大程度保护电池包结构完成,内部无损伤,功能正常使用。

例如,侧柱碰撞是动力电池防护的难点,这就需要在电池包外侧和门槛梁外侧间要预留足够的缓冲区域,然后再考虑车体结构加强。

触发电池自燃的背后黑手-机械外力

B、电池包防护设计

除去整车结构保护,电池包壳体和支架也要形成完整的框架结构能力,底部和侧围都需要一定的承载能力。

在高速碰撞和严重托底情况下,当车体无法承担全部碰撞载荷时,一部分载荷需要由电池包壳体承担。电池包壳体变形量必须控制在安全范围,保证内部电池芯体不受到挤压,高压线缆和元器件不发生断裂和短路。

另外,在遇到碰撞的时候,电池包也装备了碰撞传感器,可以在紧急情况下切断电池包的高压线路供电,防止意外发生。

触发电池自燃的背后黑手-机械外力


C、其他安全设计

此外,电池单体层面,应该也具备一定的抗挤压、冲击和穿刺能力。某些极端恶劣的工况下,即使车体结构和电池包壳体无法提供充分防护,电池单体和电池包内部高压元件在承受一定程度的机械载荷后也不应发生起火和爆炸。

小结:相比动力电池热失控的其他两个黑手(不当充电、电池过热),机械外力的挑战难度相对较低,保证整车结构和电池包壳体强度下,提升防护能力即可。此前新能源补贴对系统能量密度的提升有要求,企业为提升整包能量密度,倾向于将电池包壳体结构做的轻巧导致防护不足。好在今年补贴政策没有继续推高系统能量密度,加之新能源电池安全已经上升到社会热点,电池安全任重道远,此时正是考验车企研发实力和责任担当的时刻。

本期EV Daily就此告一段落,下期我们聊聊圆柱、方形、软包三种常见车载动力电池的安全性。

EV Daily小科普第一期回顾:为啥电池有效成分是"锂"?只因它带货能力超强

EV Daily小科普第二期回顾:锂电池着火为何如此剧烈?因为一撩就失控!

EV Daily小科普第三期回顾:触发电池自燃的背后黑手--电池过热

EV Daily小科普第四期回顾:触发电池自燃的背后黑手--不当快充

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杜俊博 本文来源:网易汽车 作者:严选EV 责任编辑:杜俊博_NA2813
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