TIAX電池防火監測技術(shù)：把360裝進(jìn)電動(dòng)車(chē)里

火是人類(lèi)文明的起源，但電池起火了，可就一點(diǎn)都不好玩了。之前特斯拉Model S的電池著(zhù)火事件把人們的注意力一下子就拉到了電動(dòng)車(chē)以及插電式混動(dòng)汽車(chē)最精貴也最薄弱的地方——電池組，難道就沒(méi)什么法子能夠做好防火措施嗎?根據 IEEESpectrum的信息得知，目前有一家重要的汽車(chē)制造商正在測試一項新技術(shù)，該技術(shù)可監控電池組的運行狀態(tài)，提前發(fā)現誘火缺陷，并隨時(shí)預警。

燒焦的電池

IEEE Spectrum去年一篇題為Can Signal Processing Stop Battery Fires?的報道詳細記錄了該技術(shù)早期研發(fā)的具體信息?，F在，其開(kāi)發(fā)者聲稱(chēng)該系統已經(jīng)吸引了眾多車(chē)企的注意，他們目前已經(jīng)和一家未透露姓名的汽車(chē)行業(yè)合伙人聯(lián)合開(kāi)發(fā)這項電池監控技術(shù)，并計劃在未來(lái)五年內上市推出。

雖然從統計數據上來(lái)看，電動(dòng)車(chē)起火沒(méi)有傳統汽油動(dòng)力車(chē)起火那么普遍，不過(guò)一旦燒起來(lái)，也會(huì )造成非常大的人身傷害。因此，即便是造成電池起火的部分原因是由于鋰電池電解質(zhì)溶液的化學(xué)成分不穩定，但不管是菲斯克Karma還是特斯拉Model S都已經(jīng)被“著(zhù)火丑聞”惹得一身騷。所以未來(lái)電動(dòng)車(chē)/插電式混動(dòng)汽車(chē)要想成為目前汽油動(dòng)力車(chē)可靠的、主流的替代品，首先得打消掉用戶(hù)發(fā)怵的心理。

在對手機、筆記本電腦和其他消費類(lèi)電子產(chǎn)品的鋰電池起火事故進(jìn)行調查總結之后，位于列克星敦的TIAX公司自主研發(fā)了一套能夠在汽車(chē)電腦上運行的電池監控技術(shù)。TIAX表示，該技術(shù)能夠在電池對乘車(chē)人造成威脅前的數十個(gè)小時(shí)辨別出這種少見(jiàn)的易引發(fā)熱失控火災的危險電池，而這種火災通常由電池內部短路造成。

TIAX副總裁Brian Barnett表示：

這種易引發(fā)熱失控火災的電池非常罕見(jiàn)，很難辨別，但要找出來(lái)并非完全不可能。不過(guò)這個(gè)問(wèn)題最具有挑戰性的地方是，這類(lèi)故障電池幾乎不太可能在出廠(chǎng)前被質(zhì)檢工人‘抓出來(lái)’。它們只有在實(shí)際使用時(shí)才能被察覺(jué)，因為其內部短路是在日常駕駛中緩慢產(chǎn)生的。

TIAX對實(shí)際發(fā)生的安全事故進(jìn)行事后總結時(shí)發(fā)現，在電池組重復充放電的循環(huán)過(guò)程中，本來(lái)很微小的金屬鋅離子在不斷的電鍍過(guò)程中體積陡然膨脹。這些聚集的金屬凸起會(huì )附著(zhù)在電池分離器中間的小孔上，日積月累，最終造成了電池陰陽(yáng)極的短路。

在工廠(chǎng)里，這種注定惱人的電池里可能僅僅包含有直徑數十微米、但無(wú)法通過(guò)儀器檢測出的金屬顆粒。而在電池的使用過(guò)程中，這種粒子體積越來(lái)越大，并最終導致電池短路。但如果能夠對電池電壓、阻抗和電流的進(jìn)行仔細監控的話(huà)，其實(shí)是可以提前打好預防針的。TIAX的團隊已經(jīng)通過(guò)對被有意植入微觀(guān)金屬雜質(zhì)而產(chǎn)生的故障電池進(jìn)行了計算機模擬和實(shí)驗室檢測，證實(shí)了這種粒子的危害性。

鋰電池熱失控現象原理圖

我們這里用具體實(shí)例來(lái)說(shuō)明。假設某種型號為“18650”的鋰電池阻抗約50毫歐，而隨著(zhù)不斷的使用，如果該鋰電池的阻抗增長(cháng)至近千歐，使用TIAX的技術(shù)就可以檢測出該電池出現了典型的短路。如果早期發(fā)生了短路現象，那么一個(gè)阻抗為100歐的電池電流值要比一個(gè)天天使用的電池電流值小三個(gè)數量級還多，這也是使用傳統方式難以探測電池起火發(fā)生之前征兆的原因。

但Barnett同時(shí)也指出，即使難如大海撈針，利用智能信號處理方式和其他相關(guān)技術(shù)，這個(gè)問(wèn)題還是能夠解決的。目前在TIAX的實(shí)驗室，可監測電池指標的數值已經(jīng)比能夠引起熱失控的臨界值低了好幾個(gè)數量級。而這項自動(dòng)檢測電池短路的技術(shù)目前已經(jīng)將那些循環(huán)充放電多次(使用時(shí)間在100小時(shí)以上)，可能引起熱失控的“壞”電池在著(zhù)火之前揪了出來(lái)。

不過(guò)，最后TIAX的電池實(shí)時(shí)監測技術(shù)如何在車(chē)上運用，那還得主機廠(chǎng)說(shuō)了算。而隨著(zhù)電動(dòng)車(chē)電池短路的嚴重性日見(jiàn)端倪，可能未來(lái)安置在汽車(chē)儀表板的系統會(huì )主動(dòng)提示司機該去修理廠(chǎng)維護電池了;亦或者如果這樣的提醒長(cháng)時(shí)間無(wú)人理會(huì )，車(chē)載的智能語(yǔ)音系統會(huì )告知司機路邊停車(chē)，關(guān)閉引擎，等待道路救援。到底會(huì )怎樣?到底能怎樣?各位小伙伴們，速速開(kāi)啟思維的大門(mén)，盡請腦補吧!