簡談鋰電池系統(tǒng)安全的那些事

電動(dòng)鋰電池系統(tǒng)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)很難通過一個(gè)獨(dú)立的事件(單因繞開所有的安全機(jī)制來進(jìn)行)，而是通過案例和各類研究資料、調(diào)研報(bào)告等來界定電池起火的熱能釋放補(bǔ)充。

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

電池系統(tǒng)燒起來，如上圖所示，我們看看可燃物是哪些?

電池模組：可燃

電池?fù)]發(fā)的可燃?xì)怏w電池破裂/損壞的電解液泄漏

高壓動(dòng)力線束：可燃

高壓采樣線束：可燃

BDU：可燃

低壓信號(hào)線束：可燃

其他諸如支架，電池約束機(jī)構(gòu)、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(zhuǎn)化成熱能的關(guān)鍵(換句話來說是主要的引燃點(diǎn))。

鋰電池單體電化學(xué)的儲(chǔ)能單元和化學(xué)物其實(shí)已經(jīng)有細(xì)致的起火風(fēng)險(xiǎn)，這點(diǎn)通過各種濫用測試進(jìn)行評定。《極力避免很極端的事，來看看鋰電池系統(tǒng)起火的幾種原因》一文所說的：

第一部分 電池相關(guān)

電池包或電池單體過充：過充一般而言確實(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(xì)分為多電池(模組、單體過充)，電池過充和電解液蒸發(fā)，導(dǎo)致熱事件。SOC計(jì)算錯(cuò)誤引起的過充、高SOC狀態(tài)下，未按照保護(hù)而進(jìn)行的能量回收引起的、充電控制程序卡住引起的過充。

對于熱失控的機(jī)理分析：

第二部分 線路相關(guān)=》電池=》線路本身+電池溫度上升

短路過流的人熱能釋放：電池包/ 高壓電路故障導(dǎo)致短路=》熱量; 這里主要是由電池包內(nèi)部短路和外部短路，引起導(dǎo)體連接器過熱、單體過熱引發(fā)隨后的熱事件。進(jìn)一步細(xì)分也可以分解成模組的短路引發(fā)的部件過熱。模組一級的短路、電池組內(nèi)一級短路、外圍腐蝕性/導(dǎo)電液體進(jìn)入引起的短路代入這點(diǎn)，把機(jī)械和電氣和材料結(jié)合起來，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(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)上變化導(dǎo)致了短路，引發(fā)電池進(jìn)一步變化。

現(xiàn)實(shí)來說，在一個(gè)完整的系統(tǒng)主要是考慮各種的對策，把每項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行多個(gè)角度的隔離，這里對著每一項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行對策的分解。

不過總體的方向來看，是趨向于電池單體這塊多做些，系統(tǒng)上在逐步簡化。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)：

說白了就是關(guān)繼電器，我們現(xiàn)在值得學(xué)習(xí)的就是前期預(yù)警，不行就讓人多一些反應(yīng)時(shí)間，BMS能動(dòng)用的手段真的很少。

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

紅色的這個(gè)部分拿三星的結(jié)構(gòu)來看看就比較清楚。

過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。