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【深度】动力电池安全性因素探究

放大字体 缩小字体 发布日期:2018-09-04 20:06:12   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:333


(2)结构设计和生产工艺

锂离子动力电池的安全性也与电池的结构构造有较大关系,尤其电池容量和大小对电池的安全性有重要影响。容量高的电池通常放热量较大,而体积大的电池其散热相对困难,热量更容易被累积,从而出现热失控的概率更大。

为保证锂离子电池在使用过程中不出现问题,都会在锂电池电池壳表面设置安全阀,以防内部压力过高。在电芯的结构设计中存在很多引发内短路的潜在危险部位,因此应该在这些关键位置设置必要的措施或者绝缘,以防止在异常情况下发生电池内短路。

电芯生产制造工艺基本步骤分为混料、涂布、辊压、裁片、卷绕或叠层、极耳焊接、注液、封口、化成、排气、分容等,在每一个步骤都有可能由于操作工艺不当造成电芯的安全性问题。

在电芯原材料检测阶段,如果不严格按照标准或生产时环境差,很容易导致电芯中混入杂质,对电池的安全性有很大的影响。另外,电解液中如果混入了较多的水分,可能就会发生副反应而增大电池内压,对安全造成影响。在电芯的生产过程中,由于工艺水平的限制使得电池极板厚度、微孔率、活性物质的活化程度等存在微小差别。

这种电池内部结构上的不一致性就会使同一批次出厂的同一型号电池的电压、容量、内阻等不可能完全一致。产品无法达到良好的一致性,都可能会对电芯的安全性带来不利的影响。

(3)外部环境和使用条件

新能源汽车在使用过程中的环境是不断变化的,一旦发生碰撞,电池系统将承受巨大的冲击载荷,并且可能受到挤压、穿刺等损坏,严重的造成电池的燃烧、爆炸等危险。另外一方面长期在路面上颠簸,容易导致电池固定松动,造成一些机械性的伤害和连接件的松动导致的一些问题。

动力电池使用环境复杂

电池箱外壳作为电池的第一防护层,防水等级需达到IP67。在不影响防水等级的基础上同时必须具备散热系统,以保证密闭空间内的温度不至过高,有效地保护电池的安全和使用寿命。其结构必须保证在大容量的容纳空间基础上满足足够的强度,以保证在非正常情况下的碰撞下保护里面的电池不受大力挤压。

除了在电芯制造过程中注意和外部保护条件之外,对BMS 的管理功能同样提出很高的要求。BMS主要检测电池的状态以及电池组中各单体电池的状态,并根据电池(组)的状态对电池(组)进行适当的控制策略调整,可以接受上层控制模块的控制信息并做出必要的响应,实现对动力电池(组)的充放电管理以保证动力电池系统安全稳定地运行。因此功能全面的BMS可以提高动力电池在使用过程中的安全可靠性。

总结

锂离子动力电池的安全性能,决定了其在新能源汽车领域的市场和未来。为了保证新能源汽车的安全,各个企业需要不断通过改进工艺和技术提高锂电池电芯的安全性,需要针对动力电池系统不断进行结构优化和设计分析。另外,使用者同样需要要、正确使用动力电池系统,杜绝机械滥用、热滥用和电滥用以保证电池的安全可靠性。

 
关键词: 新能源汽车 电池

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