簡(jiǎn)談鋰電池系統安全的那些事

電動(dòng)鋰電池系統起火是非常極端的事件，之前的文章討論了幾種原因，其實(shí)很難通過(guò)一個(gè)獨立的事件(單因繞開(kāi)所有的安全機制來(lái)進(jìn)行)，而是通過(guò)案例和各類(lèi)研究資料、調研報告等來(lái)界定電池起火的熱能釋放補充。

這里選一個(gè)簡(jiǎn)單的電池系統舉例，把冷卻液去掉，只剩下電池系統本身。

電池系統燒起來(lái)，如上圖所示，我們看看可燃物是哪些?

電池模組：可燃

電池揮發(fā)的可燃氣體電池破裂/損壞的電解液泄漏

高壓動(dòng)力線(xiàn)束：可燃

高壓采樣線(xiàn)束：可燃

BDU：可燃

低壓信號線(xiàn)束：可燃

其他諸如支架，電池約束機構、底蓋和上蓋都采用不可燃的材料，以上這些的東西，是將電能轉化成熱能的關(guān)鍵(換句話(huà)來(lái)說(shuō)是主要的引燃點(diǎn))。

鋰電池單體電化學(xué)的儲能單元和化學(xué)物其實(shí)已經(jīng)有細致的起火風(fēng)險，這點(diǎn)通過(guò)各種濫用測試進(jìn)行評定?！稑O力避免很極端的事，來(lái)看看鋰電池系統起火的幾種原因》一文所說(shuō)的：

第一部分 電池相關(guān)

電池包或電池單體過(guò)充：過(guò)充一般而言確實(shí)是熱能釋放比較普遍的原因，電池包級熱失控事件，可以往下細分為多電池(模組、單體過(guò)充)，電池過(guò)充和電解液蒸發(fā)，導致熱事件。SOC計算錯誤引起的過(guò)充、高SOC狀態(tài)下，未按照保護而進(jìn)行的能量回收引起的、充電控制程序卡住引起的過(guò)充。

對于熱失控的機理分析：

第二部分 線(xiàn)路相關(guān)=》電池=》線(xiàn)路本身+電池溫度上升

短路過(guò)流的人熱能釋放：電池包/ 高壓電路故障導致短路=》熱量; 這里主要是由電池包內部短路和外部短路，引起導體連接器過(guò)熱、單體過(guò)熱引發(fā)隨后的熱事件。進(jìn)一步細分也可以分解成模組的短路引發(fā)的部件過(guò)熱。模組一級的短路、電池組內一級短路、外圍腐蝕性/導電液體進(jìn)入引起的短路代入這點(diǎn)，把機械和電氣和材料結合起來(lái)，引起起火的原因是多元化的。

對比這個(gè)：

電池的碰撞引起了很多的變化，機械結構和電氣結構上變化導致了短路，引發(fā)電池進(jìn)一步變化。

現實(shí)來(lái)說(shuō)，在一個(gè)完整的系統主要是考慮各種的對策，把每項內容進(jìn)行多個(gè)角度的隔離，這里對著(zhù)每一項內容進(jìn)行對策的分解。

不過(guò)總體的方向來(lái)看，是趨向于電池單體這塊多做些，系統上在逐步簡(jiǎn)化。BMS的溫度檢測點(diǎn)，本身由于BMS能做的事情就有限，手段都直接做在單體里面去了。

1)BMS的檢測和手段閉環(huán)：

說(shuō)白了就是關(guān)繼電器，我們現在值得學(xué)習的就是前期預警，不行就讓人多一些反應時(shí)間，BMS能動(dòng)用的手段真的很少。

2)所以后續的創(chuàng )新和革新，都是在單體安全性和內置的手段層面多做些，BMS保持一點(diǎn)點(diǎn)簡(jiǎn)化，整個(gè)系統的置信度更高一些。

紅色的這個(gè)部分拿三星的結構來(lái)看看就比較清楚。

過(guò)充部分除了檢測切斷以外，在單體級別做點(diǎn)事，多了一些手段。