引言

在B&C兩家圍繞針刺實(shí)驗(yàn)對峙的時(shí)候，去年11月韓國參加EVS-GTR的代表分享了一些信息，主要是他們做熱失控實(shí)驗(yàn)的一些信息，特別是廣泛運(yùn)用的60Ah的實(shí)證實(shí)驗(yàn)還是有很大的價(jià)值。我個(gè)人覺得有以下的兩點(diǎn)感受： 1）單個(gè)挑電芯出來，要把它要弄燒起來是比較容易的 2）在評估熱失控傳播實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，最重要的事情就是注入的能量控制在最小，把整個(gè)反應(yīng)過程做的不要特別劇烈，能評估出整體的效果（電芯內(nèi)短路引起的時(shí)間比較長，過程并不劇烈，但是會著） 3）目前從軟包來看，電芯之間沒有有效設(shè)計(jì)隔離手段，在一定的模組設(shè)計(jì)下隔離辦法是主流的選擇，所以軟包要往CTP來做封裝層面可能比較難

01

KATRI提供的熱失控觸發(fā)方法

目前全球在動力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要考慮，就是在熱傳播測試中能夠有很好的解決方案。這項(xiàng)測試目的是評估由內(nèi)部電芯內(nèi)短路故障引發(fā)的電芯熱失控，然后評估電池系統(tǒng)內(nèi)防止火勢蔓延現(xiàn)象，最終是要實(shí)現(xiàn)車輛對乘員的保護(hù)。所以測試中，要盡量模擬內(nèi)部短路熱失控的啟動方法，并且引發(fā)的熱失控狀態(tài)對相鄰電芯要盡量低，要具備重復(fù)性和再現(xiàn)性（目前熱失控傳播的波動實(shí)在是很大，一會天上一會地下）。有關(guān)不同方法的討論，在后續(xù)會逐步給出，其實(shí)歐洲和美國也有各自的看法。韓國KATRI提出的方式是做一個(gè)鎳鉻材料做成的加熱器（覆蓋耐高溫膠帶和耐火板），這個(gè)加熱器的阻抗為1.6~2.0歐，最大承受的功率為100W，可以在5分鐘把電芯局部加熱到800℃ 

圖1 微型加熱器的搭建

如下圖所示，我們在單個(gè)帶內(nèi)心來看，從開始加熱之后，電芯的熱失控發(fā)生在之后的200秒，電芯的整個(gè)表面溫度在200秒后急劇上升，這時(shí)候電芯也開始劇烈的排氣，電芯熱失控是方向?yàn)門C1 → TC2 → TC3 → TC4 → TC5 → TC6 → TC7，軟包排氣之后有連續(xù)的火焰。

圖2 軟包60Ah電芯引發(fā)熱失控的情況 

02

模組和Pack的情況

如前面一位朋友所說的，電芯熱失控和在模組里面的狀態(tài)是不一樣的，在模組的實(shí)驗(yàn)中是在加熱啟動之后600秒之后，排氣之后有持續(xù)的火焰。

圖3 2.6kWh的模組熱失控傳播的情況 

如下圖所示，我們進(jìn)一步擴(kuò)展到Pack，由于節(jié)約成本的考慮，可以把三個(gè)相鄰模組放在一起，然后考慮整體的傳播情況。在一定的間距和防護(hù)設(shè)計(jì)下，模組熱失控只發(fā)生在涉事的模組中，并沒有燒毀整個(gè)Pack，和方殼相比，由于排氣的非指向性就不會有方殼那么恐怖的類似火焰噴射器那樣的超級壓力+超級火焰。在電芯排氣和火焰燒完以后，整體Pack拆解下來的沒有出現(xiàn)全局的熱失控傳播情況。

圖4 Pack層面的熱失控

小結(jié)：我是覺得要做長模組，類似特斯拉那樣寬320mm長度1.8-1.9米的，就需要仔細(xì)設(shè)計(jì)好單個(gè)電芯之間的間隔或者隔一段采取很厚的隔熱材料，然后檢測到熱失控以后采取強(qiáng)制的散熱措施輔助散熱，在增加一定成本的情況下我們可以在系統(tǒng)層面有一些辦法的。如果說LFP可以一整排或者雙排全部排列的話，三元就要多努力一些，特別是大容量泄放壓力比較大的電芯困難度比較大。

返回第一電動網(wǎng)首頁 >