什么因素会引发电池的热失控?

2023-06-27      559 次浏览

动力锂电池安全性问题概括起来叫热失控,也就是到达一定的温度之后,就不可控了,温度直线上升,然后就会燃烧爆炸。而过热、过充、内短路、碰撞等是引发动力锂电池热失控的几个关键因素。


(1)过热触发热失控


导致动力锂电池过热的原因来自于电池的选型和热设计的不合理,或者外短路导致电池的温度升高、电缆的接头松动等,应该从电池设计和电池管理两个方面来解决。


从电池材料设计角度,可以开发来防止热失控的材料,阻断热失控的反应;从电池管理角度,可以预测不同的温度范围,来含义不同的安全等级,从而进行分级报警。


(2)过充电触发热失控


今年的一起纯电动大巴起火事件原因就在于过充电触发的热失控,具体则是电池管理系统本身对过充电的电路安全功能缺失,导致电池的BMS已经失控却还在充电导致的。


针对这类过充电的原因,解决办法首先是查找充电机的故障,这可以通过充电机的完全冗余来解决;其次是看电池管理合不合理,比如说没有监控每一节电池的电压。


值得注意的是,随着电池的老化,各个电池之间的一致性会越来越差,这时过充就更容易发生。这要进行整个电池组的均衡,来保持电池组一致性。


(3)内短路触发热失控


波音787客机曾因电池爆炸起火。在查找事故原因时,发现电极和隔膜上有金属物,出现了内短路。虽然专家无法100%确认热失控是由内短路触发的,但它是最可能的原因,因为找不到其他原因,且内短路没办法浮现。


电池制造杂质、金属颗粒、充放电膨胀的收缩、析锂等都有可能造成内短路。这种内短路是缓慢发生的,时间非常长,而且不了解它什么时候会出现热失控。若进行试验,无法重复验证。目前全世界专家还没有找到能够重复由杂质引起的内短路的过程,都在研究当中。


要解决内短路问题,首先要找到产品品质好的电池厂商,选择电池及电池单体容量;其次对内短路进行安全预测,在没有发生热失控之前,要找到有内短路的单体。


这意味着必须要找到单体的特点参数,可以先从一致性着手。电池是不一致的,内阻也是不一致的,只要找到中间有变异的单体,就可以将其辨别出来。


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