動(dòng)力電池安全性問題概括起來叫“熱失控”，也就是到達(dá)一定的溫度之后，就不可控了，溫度直線上升，然后就會(huì)燃燒爆炸。而過熱、過充、內(nèi)短路、碰撞等是引發(fā)動(dòng)力電池?zé)崾Э氐膸讉€(gè)關(guān)鍵因素。

(1)過熱觸發(fā)熱失控

導(dǎo)致動(dòng)力電池過熱的原因來自于電池的選型和熱設(shè)計(jì)的不合理，或者外短路導(dǎo)致電池的溫度升高、電纜的接頭松動(dòng)等，應(yīng)該從電池設(shè)計(jì)和電池管理兩個(gè)方面來解決。

從電池材料設(shè)計(jì)角度，可以開發(fā)來防止熱失控的材料，阻斷熱失控的反應(yīng)；從電池管理角度，可以預(yù)測不同的溫度范圍，來定義不同的安全等級(jí)，從而進(jìn)行分級(jí)報(bào)警。

(2)過充電觸發(fā)熱失控

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

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%

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今年的一起純電動(dòng)大巴起火事件原因就在于“過充電觸發(fā)的熱失控”，具體則是電池管理系統(tǒng)本身對過充電的電路安全功能缺失，導(dǎo)致電池的BMS已經(jīng)失控卻還在充電導(dǎo)致的。

針對這類過充電的原因，解決辦法首先是查找充電機(jī)的故障，這可以通過充電機(jī)的完全冗余來解決；其次是看電池管理合不合理，比如說沒有監(jiān)控每一節(jié)電池的電壓。

值得注意的是，隨著電池的老化，各個(gè)電池之間的一致性會(huì)越來越差，這時(shí)過充就更容易發(fā)生。這需要進(jìn)行整個(gè)電池組的均衡，來保持電池組一致性。

比如采用“先并后串”這一最常見電池組組合方法的串聯(lián)的電池組，在解決單體一致性問題后，最好的情況是擁有與最小容量的單體一樣大的容量。有了這個(gè)一致性之后，容量回升了，同時(shí)也能防止過充。

為了實(shí)現(xiàn)一致性，必須有一種方法對各個(gè)單體進(jìn)行容量估計(jì)。歐陽明高建議，可以根據(jù)充電曲線的相似性來進(jìn)行全體電池組狀態(tài)的估計(jì)。

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備

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也即是說，只要知道了其中一個(gè)單體電池的充電曲線，其他的曲線應(yīng)該跟它是相似的。經(jīng)過曲線變化，它們可以近似重合，曲線變化的過程中間的這些差異就很容易計(jì)算。根據(jù)一個(gè)單體可以推算出其他的單體。有了這樣的方法，就可以進(jìn)行上文提到的一致性的均衡，當(dāng)然這種算法的時(shí)間過長，需要進(jìn)行簡化。

(3)內(nèi)短路觸發(fā)熱失控

波音787客機(jī)曾因電池爆炸起火。在查找事故原因時(shí)，發(fā)現(xiàn)電極和隔膜上有金屬物，產(chǎn)生了內(nèi)短路。雖然專家無法100%確認(rèn)熱失控是由內(nèi)短路觸發(fā)的，但它是最可能的原因，因?yàn)檎也坏狡渌颍覂?nèi)短路沒辦法“浮現(xiàn)”。

電池制造雜質(zhì)、金屬顆粒、充放電膨脹的收縮、析鋰等都有可能造成內(nèi)短路。這種內(nèi)短路是緩慢發(fā)生的，時(shí)間非常長，而且不知道它什么時(shí)候會(huì)出現(xiàn)熱失控。若進(jìn)行試驗(yàn)，無法重復(fù)驗(yàn)證。目前全世界專家還沒有找到能夠重復(fù)由雜質(zhì)引起的內(nèi)短路的過程，都在研究當(dāng)中。

要解決內(nèi)短路問題，首先要找到產(chǎn)品品質(zhì)好的電池廠商，選擇電池及電池單體容量；其次對內(nèi)短路進(jìn)行安全預(yù)測，在沒有發(fā)生熱失控之前，要找到有內(nèi)短路的單體。

這意味著必須要找到單體的特征參數(shù)，可以先從一致性著手。電池是不一致的，內(nèi)阻也是不一致的，只要找到中間有變異的單體，就可以將其辨別出來。

具體而言，正常的一個(gè)電池的等效電路和發(fā)生了微短路的等效電路，方程的形式實(shí)際上是一樣的，只不過正常單體、微短路的單體的參數(shù)發(fā)生了變化。可以針對這些參數(shù)來進(jìn)行研究，看其在內(nèi)短路變化中的一些特征。

其中特征之一就是內(nèi)短路單體的電勢差，比較其內(nèi)阻跟其他單體的差異。歐陽明高提出，研發(fā)人員要利用模型來進(jìn)行單體的辨識(shí)。在測出每個(gè)單體的電壓、電流后，利用這些數(shù)據(jù)再結(jié)合模型，就可以把每個(gè)單體的內(nèi)阻預(yù)估出來。再把單體的參數(shù)全部預(yù)估出來后，根據(jù)參數(shù)的變化，便可以判斷其一致性是否發(fā)生了顯著性變化。

(4)機(jī)械觸發(fā)熱失控

碰撞是典型的機(jī)械觸發(fā)熱失控的一種方式。特斯拉屢次發(fā)生起火事故就是這個(gè)原因。歐陽明高透露，清華大學(xué)跟MIT共同合作對特斯拉在美國的碰撞事故進(jìn)行過分析。如果在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行碰撞的一個(gè)仿真，最接近的是針刺。

解決碰撞觸發(fā)熱失控的辦法就是做好電池的安全保護(hù)設(shè)計(jì)。而這需要研發(fā)人員先了解熱失控的發(fā)生過程。

特殊材料應(yīng)用

現(xiàn)階段國內(nèi)動(dòng)力電池PACK水平差距懸殊，行業(yè)內(nèi)真正能夠滿足下游整車廠商需求的優(yōu)質(zhì)PACK廠商寥寥無幾，這就導(dǎo)致一些技術(shù)能力強(qiáng)、設(shè)計(jì)方案優(yōu)秀、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的自動(dòng)化集成商受鋰電生產(chǎn)企業(yè)的青睞。

新能源汽車包括純電動(dòng)汽車、增程式電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池電動(dòng)汽車、其他新能源汽車等。

其工作原理：蓄電池——電流——電力調(diào)節(jié)器——電動(dòng)機(jī)——?jiǎng)恿鲃?dòng)系統(tǒng)——驅(qū)動(dòng)汽車行駛（Road）。

動(dòng)力電池是新能源汽車的“心臟”，而德耐隆是實(shí)現(xiàn)“心臟”持久動(dòng)力的“肌膜組織”。其中新能源汽車所用的蓄電池是鋰電池，車用鋰電池對新能源汽車的發(fā)展與普及，至關(guān)重要。

安全動(dòng)力電池專用德耐隆Telite材料的關(guān)鍵技術(shù)包括導(dǎo)熱、隔熱、保溫，低應(yīng)力緩釋技術(shù)，新型阻燃技術(shù)三大技術(shù)，在協(xié)助動(dòng)力電池進(jìn)行熱管理、降低溫差、實(shí)現(xiàn)熱平衡；撞擊、跌落、爆炸瞬間完成沖擊力緩釋；實(shí)現(xiàn)在高溫、過充、刺穿防爆中的阻燃隔熱效果等方面將取得決定性的作用。

德耐隆一直致力于為新能源汽車電池產(chǎn)業(yè)提供一個(gè)良好的保溫隔熱方案，同時(shí)也在與傳統(tǒng)車企的接觸中，我們也在思考德耐隆Telite技術(shù)是否能為轉(zhuǎn)型的車企、新興的動(dòng)力電池企業(yè)貢獻(xiàn)微薄之力。作為動(dòng)力電池中的關(guān)鍵材料，有德耐隆Telite材料在鋰離子電池的導(dǎo)熱、阻燃、減震、防爆等方面得到了良好的應(yīng)用。德耐隆是一種高分子材料，具有耐高低溫、電氣絕緣、耐腐蝕、抗氧化性、生理惰性等性能優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品可以根據(jù)這些特性、動(dòng)力電池市場不同的類型以及客戶的需求，開發(fā)出形態(tài)各異的產(chǎn)品。

下面這些特性使德耐隆Telite保溫隔熱材料在各種電子設(shè)備和汽車應(yīng)用中脫穎而出，并有助于您應(yīng)對未來大容量鋰電池系統(tǒng)和其他電動(dòng)汽車部件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的相關(guān)挑戰(zhàn)：

·電池溫度的準(zhǔn)確測量和監(jiān)控；

·電池組溫度過高，熱量的有效排放；

·低溫條件下的快速加熱，使電池能夠正常工作；

·有害氣體產(chǎn)生時(shí)的有效通風(fēng)；

·保持電池組溫度場的均勻分布。

一般而言，熱失控發(fā)生之后，會(huì)往下傳播。比如第一節(jié)熱失控之后會(huì)有傳熱，開始傳播，然后整組像放鞭炮似的一個(gè)一個(gè)接下來。針對這種傳播，可以建立一個(gè)模型，包含中間溫度升高率、化學(xué)能電能的產(chǎn)熱、傳熱對流等。整個(gè)熱電耦合的模型，可以用量熱儀來做一個(gè)相關(guān)的定量分析。

有了傳播模型，研發(fā)人員可以設(shè)計(jì)如何來阻斷和抑制，這需要加隔熱層。但是，加隔熱層并不簡單，一方面加厚了體積大，另一方面隔熱層跟冷卻又是矛盾的。這些都是需要解決的問題。

總之，在熱失控?cái)U(kuò)展和抑制方面，研發(fā)人員要從安全保護(hù)設(shè)計(jì)和電池管理兩個(gè)方面著手。