鉅大LARGE | 點擊量：751次 | 2022年09月01日
如何應對動力鋰電池安全隱患的出現
以下是某會議的精髓，提出探討動力鋰離子電池十大安全問題：1.電芯安全2.成組安全3.電池管理4.設計安全5.充電安全6.使用安全7.安全預警8.日常維護9.安全保護10.安全等級劃分。本整理稿件是從10個問題中選擇3個核心問題進行重點討論，并提出本組的處理思路，詳盡如下：
1.電芯安全的處理思路
C組：電芯、電池模塊標準化
通過標準化可以改善幾個方面：
(1)設計方面，把電芯的設計問題聚集暴露，聚集解決;
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(2)加工設備方面，設備的標準化程度也會相應高一些，設備公司產品迭代會更快;
(3)繼續改進和相關相關經驗推廣，通過標準化，可以把優秀的設備配套商和零配件配套商的相關相關經驗向行業推廣，這樣整體提高了電池行業的安全技術水平。
D組：電芯的標準化
電芯的標準化可以降低低層次勞動的重復。電芯標準化本身對電芯的安全性能有很大的提升，更多廠商做同一個標準的電芯，電芯成本會下降，安全性會提高。從緊迫性和可實現性來看，是比較緊迫也比較容易實現的。
2.成組安全的處理思路
D組：熱管理設計對電池安全非常緊要
成組安全方面，熱管理設計的好，熱量均衡，bMS雖然很小的電流均衡，但是可以把不同電池之前的溫度差導致的電壓差均衡起來，因為電池就是電化學里能斯特方程的溫度，正極是正相關，負極是負相關，電壓差是正極減負極的話是更大的，所以溫度對它的電壓影響是很大的。
當然焊接工藝也是很緊要的一個方面，焊接工藝不相同會導致內阻的不均衡上升，所以從這幾個維度來提高它的成組安全。
F組：pACK的電管理、熱管理
安全性問題最終要歸結為電池模塊，運用系統論的辦法來考慮電芯和pACK的安全問題，bMS要對每個電芯做精確的測試、管控和預警。
同時也不能因為只考慮電池的安全問題，而忽略了它的壽命，我們既要保證電池的安全性，也要盡可能的提升電池的壽命。倘若沒有好的壽命，就失去了利用鋰離子電池的理由。
3.電池管理的處理思路
C組：bMS安全策略
將電池系統分級并制定相應的安全目標，依據目標制定測量、識別、解決的安全策略并進行驗證。倘若行業聚集精力做這方面的工作，能夠在短時間內提高電池安全水平。
F組：bMS對電芯測試、管控、預警
我們應當從根本上認為鋰離子電池本身是不安全的，對它進行有罪推論，它本身是不安全的能源裝置，要在bMS管控的基礎上，外加熱失控、及時滅火機制和裝置，如一發現火情，馬上啟動滅火裝置滅火。4.設計安全的處理思路
F組：體系設計科學、合理，加工過程控制
各種電池材料、電池結構均有優缺點，只是對安全性影響的程度不同而已，只要設計科學、制造精密，在一定程度上都可以制造出安全性可以接受的動力鋰離子電池。
5.充電安全的處理思路
A組：充電設備上新增電池快速體檢功能
車輛充電完成80%-90%時做大電流測試，通過直流內存的變化找出電池包中不一致的地方，達到電池快速體檢的目的。
pACK在出廠前，都會做一個大電流的脈沖充電和放電，在充電的末端做一個大電流的脈沖充電，在放電的末端做一個大電流的脈沖放電，通過這個辦法，把電池包合中不一致的地方找出來，可能是電芯的問題、可能連接有問題、也可能是數據線有問題，這些大電流脈沖會分明的顯示出一些異常。
把這種辦法使用到用戶端，因為用戶端除了充電樁外沒有什么可測試的手段。
D組：充電初期對電池進行電流脈沖測試
有關不同電池的SOE、SOH充電的電流，在充電初期對它進行電流的脈沖測試，發現不一致性，提前發出安全警報。因為在充電初期，電池pACK是常溫的，充電末端的時候電池pACK的溫度可能已經上升了10°或者15°，導致電池的電壓不均衡，所以在均衡的時候測試它的不一致性可能誤差更小。
另外，對bMS進行實時診斷、測試，對車、充電樁、電網這三方進行協調，充足保障充電安全。
6.使用安全的處理思路
E組：在單體熱失控狀態下要怎么樣保證人員安全
(1)延緩熱失控方面，有一些成熟的設計辦法：
采用防火材料，在防火結構上做防火隔熱解決，如特斯拉的設計里可以看到，實在在一定程度上能夠延緩熱失控的過程，延緩單體熱失控到整組熱失控的過程。
(2)新增人員逃生時間方面，主動做些測試：
煙霧的測試、化學成分的測試、熱的測試等，通過測試發現早期單體熱失控，并給駕駛員和乘客發出警報，提醒人員逃生。
(3)做限制解決：
不能讓駕駛員按照常規的功率去使用，通過限功率的模式，讓車子有一定的動力，但動力很弱，可以靠邊停車做解決。
(4)新增滅火設備：
目前電動客車國標正在推動新增滅火裝置，新增滅火裝置可能有好處也有壞處，因為今朝電池箱的設計都會新增防爆閥，倘若噴發大量氣體或者氣凝膠出來，它會導致內部壓力增大，可能把防爆閥突破，會帶來另外一個問題。
倘若誤測試單體熱失控，把這些東西噴出來，可能會導致整組電池的報廢，倘若噴出來的氣體、液體或半凝膠物質對電池無危害會是比較好選擇，希望有這種材料能夠達到這種效果。
(5)整車設計：
在整車設計方面要新增安全逃生裝置，電動汽車和傳統車不相同，電池作為電動汽車的唯一動力來源，在熱失控的情況下倘若通過切斷動力的方式停電，車門有可能會打不開，所以在整車設計上倘若能新增可以快速、方便打開的逃生門或者其他的逃生裝置也是個可行的選擇。7.安全預警的處理思路
D組：bMS監控，VCU應和，大數據分解
汽車的VCU對出現的問題做應和。車在出現安全問題時，可以讓司機靠邊停車，或者是做一些相應的動作，并把VCU收集到的bMS信息上傳到云端進行大數據分解，VCU有個智能學習的過程，提高安全預警的可靠性。
8.日常維護的處理思路
b組：制定日常維護的流程及國家的相關法律規定是非常緊急和必要的
今朝車輛很多問題都出在沒有日常維護的標準或沒有國家強制測試的標準。傳統車都有強制測試，電動汽車作為新生事物，相關的安全性、可靠性還沒有達到傳統車的級別，到底每隔3個月，6個月，還是1年進行測試，應當測試什么項目(系統密封性、電器可靠性、連接可靠性等都要測試)，這都缺少相關的標準。
今朝整車廠更多的賣點是電動汽車不用維護，但實際上這完全與安全的意識背道而馳，因此，國家應當制定強制測試的標準，整車廠也應當有強制測試的項目要求。
從可行性上來講，國家或行業制定相關的標準，整車廠制定測試、維護的項目或手冊，執行起來比較容易。
9.安全保護的處理思路
E組：過充、過熱、連接安全問題
(1)過充問題的處理
通過bMS、充電機、VCU保護，最簡單的是通過bMS來保護，倘若bMS不起用途還可以通過充電機來保護，還可以通過整車VCU來介入。有關過充的問題，從技術上來處理的話是比較容易處理的，而且效果也比較分明。
(2)過熱問題的處理
在充電過程中，由于電芯本體的過熱或者連接阻抗過大導致的過熱也會引起熱失控。有關過熱的問題緊要從兩個方面來處理，一是減小電芯的密度、減小連接阻抗，這從本質上去降低風險;第二個是增強散熱，我們希望在充電過程中能采取更加有效的散熱措施，比如說通過增強風冷或液冷的措施，可以降低充電過程中熱失控的可能性，還有溫度采樣的問題，溫度采樣要準確，如何有效可靠地采樣出溫度點，這可能要跟我們的熱仿真和實際探測結果做一下匹配。
(3)連接故障的處理
前段時間在上海發生了一起事故，飛線連接充電起火，還有在地下車庫充電起火的事故，其實都是跟充電連接的關系非常大。充電連接充電槍的插頭，還有一般車載充電機的插頭，倘若長期使用，倘若連接不可靠會過熱起火。目前在充電國標里已經有要求了，在充電槍上會新增溫度傳感器，來采集充電過程中充電槍的溫度。
還有充電槍和插頭插座的壽命要經過嚴格的計算和驗證，要能夠滿足整車的使用壽命要求。日常的檢查和維護，能夠判斷出來插頭插座的接觸是否已經降低到一個數字之下，倘若已經降低到安全數值之下，那么肯定要更換，通過這幾種方式處理充電連接問題。
10.安全級別劃分的處理思路
C組：產業鏈合作，整車廠和零配件公司建立專業化分工和協作體系
按照汽車行業的要求，從ApQp、ppAp等環節按照汽車行業的要求執行，分工、職責明確，實現產品全壽命周期可監控、可追溯，從合作模式改變方面來提高動力鋰離子電池的安全水平。
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