新能源汽車“防火”難題怎麼破?

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處暑已過,炎熱未退,新能源汽車仍在“着急上火”,理想ONE、小鵬G3、北汽自燃事件接連發生,大眾將目光又一次聚焦在電動車安全問題上。

網友熱議:新能源汽車自燃的原因是什麼?新能源汽車“防火”真的很難嗎?

電池為什麼是新能源汽車安全問題的“罪魁禍首”?

專家認為,按照新能源汽車起火時所處狀態,可將起火原因歸納為:充電時起火、碰撞起火、浸水起火和停駛狀態起火四種。

1、充電時起火

鋰電池性格“活潑”,有極高的化學活性,當金屬鋰與氧氣直接發生接觸時,會引起劇烈的燃燒與爆炸。

鋰離子電池的充放電就是鋰離子在正負極之間的嵌入、移動、脱嵌的過程。當過充發生時,過多鋰離子嵌入負極碳層無法脱嵌,在負極端,鋰原子飽和後會使鋰金屬堆積在負極材料表面,形成樹枝狀結晶——鋰枝晶。鋰枝晶的“生長”一方面會消耗電解液,一方面會導致電池短路,從而導致燃燒或爆炸。

2、碰撞起火

車輛在高速行駛時,撞擊導致汽車變形,電池組也相互擠壓變形,最終產生破裂與短路,造成電池的局部熱集聚,燃燒起火。同時,劇烈碰撞本身也可能產生火花,在電解液等可燃物質與氧氣接觸下極易燃燒。

3、浸水起火

新能源車用動力電池箱的防水等級大部分在IP67及以上級別,即在電池底部到水面距離1米,頂部到水面0.15米狀態下,可浸泡三十分鐘。日常下雨天沒問題,但如果電池箱密封性未能達到防水要求或者電池箱長時間浸水,極易使電池包進水,導致內部電芯短路從而引起電池着火。

4、停駛狀態起火

此種狀態起火可能有以下兩個方面:一是汽車停駛時,散熱系統停止工作,而電池熱量並未完全散去,熱量在局部集聚導致高温,引起燃燒;二是受環境温度影響,高温天氣下地面輻射的大量熱量被電池包吸收,長時間運行造成動力電池熱失控,從而起火。

由此可見,新能源汽車最特別的自燃源就是電池,不管何種狀態下,電池的穩定都至關重要。某種程度而言,電池的穩定性也就代表着電池的安全性。

新能源汽車“防火”難題怎麼破?

提前監測,才能預判電池熱失控風險

動力電池在充電和使用時,發熱不可避免,除了要做到科學充電、定期養護外,新能源汽車電池廠商和企業最應該做到的就是提升動力電池的穩定性和防護能力。

車輛之所以會起火或發生爆炸,主要還是因為動力電池的熱失控,提前監測、及早預判,才能將熱失控安全隱患扼殺於“搖籃”。

從電池本身來看,材料的熱穩定性,單體電池的耐高壓、耐過充等技術都能進行攻關突破,由電池內短路引發的起火、爆炸等事故完全是可發現、可預判的。

業內有很多企業都在攻關,而煙台創為新能源科技股份有限公司就已經先行一步,成為其中的佼佼者。煙台創為自立項研發動力電池熱失控監測預警及自動滅火技術以來,歷經百餘次各類電池熱失控試驗,通過縱向、橫向、垂向三維融合,研發出了“鋰離子電池熱失控模型”,在極早期監測判斷熱失控風險,創造性地解決了新能源行業的安全隱患。

縱向為多傳感器的數據冗合,即對多組同環境下的傳感器數據進行多次擬合,模擬不同材料、不同環境的數據表徵曲線,可靠準確的判斷火情階段;

橫向為對傳感器的歷史數據進行連續時間算法,排除噪聲干擾,有效解決了傳統的閾值法監測方式的漏報、誤報、預警滯後問題,實現早期可靠預警;

垂向採用穿刺、鈍針擠壓等不同方法模擬不同類型不同容量動力電池熱失控過程。

通過三維融合,最終形成基於鋰離子電池熱失控模型的火情預警系統,實現動力電池火災早期預警和智能控制。這也是煙台創為獨有的算法優勢。

正式裝車運行至今,該系統已成為電池箱熱失控預警及自動滅火的核心技術,成功預測百餘多起潛在安全隱患,成為業內佼佼者。

新能源汽車動力電池能量密度加速迭代,動力電池熱失控引發的起火事故也頻頻發生,電池熱失控管理系統變得越來越重要。因為有了這項技術,才能把電動汽車的安全隱患扼殺於“萌芽”之中,才能讓新能源汽車更安全地走向市場,走進千家萬户。

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