【本文作者为北京凯驰酷跑科技有限公司董事长宋彦明】随着国家绿色环保、绿色通行政策的倡导,纯电动汽车开始迅猛发展,全国乃至世界各地都在紧锣密鼓的发展新能源汽车,预计在2025年停止燃油车的生产,全面普及电动汽车,这几年,电动汽车的快速发展带动了动力锂电池的发展。作为电动汽车的动力来源,电池性能的好坏不但关系到整车续驶里程的长短,而且关系到产品的安全性和可靠性。这段时间陆续发生了几场电动车起火事件,众多专家与学者在讨论电池材料体系的问题,其实电池起火与电池材料体系没有直接的因果关系,就看我们怎么去管理电池,如果电池和汽油相比电池比汽油安全许多,在最近起火的车辆中从数据分析来看最主要的原因有几点。
一、充电过程起火;
(1)电芯本身质量问题,充电过程中,内部短路,引起电芯自燃起火。
(2)电芯在充电时,电池管理器失控,造成电芯过充,内部短路,引起电芯自燃起火。
二、高温自燃起火;
(1)整车运行后停车,尤其是夏季,电池包温度高于45℃的临界点,没有有效散热,造成电芯内部短路,自燃起火。
(2)整车运行过程中,尤其夏季,电池包温度高于50℃,没有有效散热,造成电芯内部短路,自燃起火。
三、绝缘短路起火;
(1)电池包相关线束绝缘不良,线束短路起火,引燃电芯起火。
(2)电池包相关IP防护等级不达标,雨天或涉水时进水造成短路,引燃电芯起火。
从以上情况来看不是我们的电池安全不安全的问题,主要问题是车辆厂家与电池没有得到电动汽车的有效的检测,出现的安全事故。
四、问题的根源
(1)电池厂家价格的竞争,让一些技术比较落后的电池企业的不良电芯流入市场,电芯没有很好的去检测,或者就根本达不到检测标准,造成安全隐患。
(2)车辆厂家为降低成本没有对车辆的冷却方式进行升级,电池Pack水冷方案的强制执行,随着电芯能量密度的不断提升,自然冷却以及风冷已经不能满足散热需求,必须切换为水冷乃至高于水冷的散热模式,有效保证环境温度,避免安全隐患。
(3)IP防护等级是新能源汽车的重中之重,Pack线束、箱体、连接器,以至于整车的所有电气部件,都要从原材料、设计开发、生产制造、质量检验环节严格把控,才能有效的避免安全隐患。
就以上问题来看,达成以上要求,企业的相关成本就必须有所增加,这要结合国家政策,是一个任重而道远的路程。为避免以上情况发生,建议增加新能源汽车检测规范,迫切需要推广电动汽车年检制度,并强制执行,保证电动汽车在客户使用过程中,有定期安全检验,提前发现避免安全隐患。
五、年检检测方法
1、内短路识别方法
电池内短路初期的内短路阻值很大,因此内短路电流低,内短路放电引起的电池SOC和OCV变化缓慢且不明显。同时由于内短路电流低,产生的焦耳热也少,加之电池本身设计时都有散热方面的考量,所以电池内短路初期的热特征很不明显。但是,如果增加时间以及其他同配方电池对比等维度,将有可能把前期内短路的特征与自放电的特征区别出来。
2、容量加速衰退预警 —— 故障预警建模参数选取
主峰峰值数据变化规律与容量非常相似,拐点位置相近;
容量不能直接得到,需要使用估计方法来估计;峰值可直接计算得到,是真实准确的数据。
3、基于贝叶斯定理的电池寿命预测
4、基于线性判别分析(LDA)方法的失效电池识别
5、基于机器学习的电池健康度预测
对已有对上百组EV电池的近百万条动力电池充电过程数据进行分析建模,将充电过程中表征电池充电稳定度、单位可用容量等特征值,经过数据变换及一系列的数据计算特征空间,对SOH估算。
经过以上方式的定期年检后,结合电动汽车在生产制造过程内部检测、国家强制检验协同管控下,应该能有效的避免起火安全隐患。
（来源： 宋彦明）
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