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开创全智控安全管理先河, 捍卫动力电池生命线谁领风骚?

时间:  2020-05-13 19:18   来源:  汽车总站网原创    作者:  编辑部

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2020年5月13日,工信部组织制定的GB 18384-2020《电动汽车安全要求》、GB 38032-2020《电动客车安全要求》和GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》三项强制性国家标准正式发布,增加了电动汽车电池系统热事件报警信号要求,重点强化了电池系统热安全等方面的试验和风险防范能力。

开创全智控安全管理先河, 捍卫动力电池生命线谁领风骚?

在此之前的4月17日,工信部发布《2020年新能源汽车标准化要点》,其中涉及到新能源汽车安全方面,要求在动力电池领域加快动力电池安全性能和循环寿命标准的立项。毕竟新能源汽车动力电池的安全,关系到我国新能源汽车长期发展战略。

近年来,国内外各品牌新能源汽车的安全事故层出不穷,特斯拉、蔚来、北汽、比亚迪等概莫能免。5月4日杭州市一台江淮瑞风在行驶过程中发生自燃,虽经过消防队员的紧急扑救,但车子仍被烧的只剩铁架。国家对动力电池的安全性能给予了极大重视。

没有绝对安全的电池只有概率上的区别

新能源车自燃很大程度是因为动力电池的安全性,锂离子电池都含有易燃溶剂,锂电池活泼、易燃烧是其天性,这是先天化学性质所决定的。

众所周知,锂离子电池主要由六部分所组成,分别是正极、铝箔、负极、铜箔、隔膜和电解液,电池内部的电解液含有大量有机物,比如说有碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯,这些酯类名字复杂记不住不要紧,但他们都有一个共性,即自备燃爆属性。

在充放电时内阻会迅速发热、甚至短路,因此充放电时热量大部分产生于内阻较大的正极,不管是磷酸铁锂电池,还是三元电池,都不能百分百避免。当这些热量聚积到一定程度就会产生火花。如此一来,电池制造商通常在电池正负极之间引入了隔膜来进行间隔,以保证安全。

麻烦就在于锂离子电池本身太“好动”了,其本身也暗藏着诸多刺穿隔膜的隐患,对于这个现象有个专业名词叫“枝晶”,而此现象也是源自锂离子电池的化学性质,是其天性,不可避免。

在使用锂离子电池的过程中,电极的表面会形成一些类似“小毛刺”一样的物体,这种小毛刺就是“枝晶”本晶了。伴随使用的频次增多,枝晶也是越来越大,最终枝晶会刺穿隔膜,从而造成短路。

开创全智控安全管理先河, 捍卫动力电池生命线谁领风骚?

于是,正极电位越高氧化性越强,过充则更强,引起化学反应,热失控温度降低,如果这时候BMS(电池管理系统)照顾的不够周全,就极有可能发生各类意外。不仅如此,高温时材料继续分解还会自动分离出气体,起到火上浇油的效果。超薄的隔膜、可燃的电解液、永远在生长的枝晶,整个锂离子电池就像是把助燃剂和火源给凑到了一块儿,中间防护用的“保护膜”还总是有被刺破的风险,这隐患能不多吗?

因此,很多专家都表示,没有绝对安全的电池,只有概率上的区别。

电池热管理、监测预警、火灾抑制,一个都不能少

目前,业内普遍认为引发新能源汽车自燃的主要诱因是电池热失控,而电池热失控的原因主要是热辐射、电池内部短路、恶劣环境滥用等。

据前瞻产业研究院对2017年以来新能源汽车的起火事故分析统计,充电场景是起火的高发场景,占比达50%。起火事故的原因中,动力电池自燃占比为30%以上,主要是由于锂电池发生内部或者外部短路后,短时间内电池释放出大量热量,温度急剧升高,导致热失控。

欧阳明高院士指出,由于动力电池在工作时会发热,其正常情况下可控,但在电池温度过高或充电电压过高时,电池内部化学反应会接连发生,产生连锁反应,使电池内压及温度急剧上升,进而引发电池热失控,因而引发燃烧或爆炸。

抛开外部使用和环境问题的变化,发热原因与本身的制造材料与工艺也息息相关,电池使用时间过长、电池包温度不均、短路等问题都可能导致热失控,因为动力电池组是非常复杂的能量系统。

专家认为,新能源汽车动力电池的安全和循环寿命,除了关乎电池自身产品质量,更重要的就是安全管控。

欧阳明高院士给出的防控方法是:第一,内短路和控制内短路的方法,即BMS;第二,正极析氧引发的热失控和电池的热设计;第三,负极析锂跟电解液的剧烈反应导致的热失控以及充电控制;第四,当前三种技术都不能解决热失控问题,则采用抑制热蔓延的技术和产品。

开创全智控安全管理先河, 捍卫动力电池生命线谁领风骚?

目前各电池厂商和整车企业都会针对动力电池做足安全保护设计,以杜绝漏电或者燃烧的可能。但要想解决动力电池发生热失控过程所有的安全问题,仍必须具备三个层面的技术:一是电池热管理层面的防控技术,二是监测预警层面的技术,三是抑制火灾层面的技术。

由于各家企业的安全理念、开发经验、管理能力、质量水平存在差异,一般企业只能致力于解决引发电池热失控某个层面的局部防控,即使如此也仅是侧重于监测预警或火灾抑制,目前同时具备上述三个层面技术来解决电池热失控防控方面所有问题的,只有哲弗智能系统(上海)有限公司。

构建锂电安全防护网,打赢动力电池安全“保卫战

拥有国家高新技术企业资质的上海哲其安防闭环方案解决了电池热失控的所有问题,具备国际先进水平,在行业内独领风骚。哲弗是国内第一家、也是目前唯一能同时拥有电池热管理、监测预警和火灾抑制三个层面的技术来全面解决动力电池安全防控问题的厂家,即事前、事中、事后的完整闭环防控,是行业内唯一一家提供动力锂电池热失控全面智慧安全防控闭环解决方案的企业。

哲弗主要产品包括电池智能热管理系统、监测预警系统和电池智能灭火系统。任何一个单个产品上都有它独特的优势和差异性,从整个产品组合上来讲,目前技术和安防功能更全面、更超前、更安全。

据了解,哲弗已开发形成了适用于新能源乘用车、客车、卡车、物流车、氢燃料商用车及储能设施的三大产品系列:泽福®锂电池智能热管理系统、泽福®锂电池复合型火灾探测器、泽福®锂电池火灾抑制装置。乘用车产品目前正与国内主流乘用车厂合作开发验证,商用车产品已广泛应用于北京、上海、广州、杭州、天津等全国最有影响力的公交集团、氢燃料车企业以及宇通、比亚迪、金龙、中车等主流客车厂。

泽福®电池智能热管理系统是目前被市场公认为技术最优、性能最好、可靠性最高、性价比最高的电池安全管理解决方案。该系统采用智能控制的方式,一年四季都将电池温度控制在25-35度之间,杜绝电池因高温低温产生的安全及续航里程问题,是市场上装车量最大的独立电池智能热管理系统。

泽福®电池复合型火灾探测器集成了温感、烟感、气感、VOC传感器,采集收集的数据进行分析、判断、处理,实现早期感知、智能判断、提前预警和火灾报警一系列功能,比常规监测装置至少可提前10-15分钟预警。

泽福®锂电池火灾抑制装置采用无色无味不导电的液体抑制剂,灭火液体10年有效,具有降温强而迅速、灭火能力强、窒息抗复燃的特点,对电池箱、电池仓、电动机仓等进行全方位监控及有效保护,不会产生二次伤害,清洁环保,是新能源汽车动力电池必不可少的伴侣。

据了解,哲弗也是行业里唯一一家拿到271安时超大电芯的电芯火灾消防产品技术鉴定证书的企业,而其他同行企业大多只是几十个安时。另外,哲弗也是行业唯一一家拥有液体灭火技术,比一般企业的干粉或气溶胶灭火技术更有效、更及时、更彻底、更安全。

以上三个系统共同构成了泽福®锂电池安全守护神(BSS)系统,三者缺一不可,共同作用从根本上解决电池热失控问题。

开创全智控安全管理先河, 捍卫动力电池生命线谁领风骚?

也就是说,哲弗的电池热管理系统方案让电池保持健康体温,将电池温度恒定在25-35度之间,始终处于健康状态,即不发烧;预警系统可随时监测电池健康状况,自动体检并实现高准确预报;万一起火,灭火装置可以持续吸热,预警自动触发灭火系统,瞬间进行降温灭火,抑制杜绝起火。

有理由相信,作为新能源动力电池智慧安全防控领域第一品牌的哲弗,将会继续以开拓者与引领者的姿态,一以贯之地进行技术积累与市场开发,构建起国内新能源汽车行业锂电安全防护之网,为打赢动力电池安全“保卫战”再建奇功,为捍卫新能源汽车的安全生命线担当大任。
 

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