動力鋰電池組系統(tǒng)安全三大層面:設計、制造、使用

來源：存能電氣  日期：2020-06-22 16:52  瀏覽量：次

動力鋰電池組系統(tǒng)安全三大層面：設計、制造、使用。研究鋰動力電池的安全特性，并揭示安全事故的產(chǎn)生機理，對于解決動力電池系統(tǒng)安全性問題十分必要。一方面有助于消除民眾對于鋰電池是否安全的疑問；另一方面，從機理出發(fā)制定對應的策略，可以有效地改進電池系統(tǒng)設計，保證鋰動力鋰電池組系統(tǒng)的安全。

動力鋰電池組系統(tǒng)安全三大層面：設計、制造、使用

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，充電過程、充滿電之后靜置最容易發(fā)生著火事故，分別占到著火事故的38%和24%。而車輛的燃燒事故大多發(fā)生在高SOC狀態(tài)。總體來看，電池問題是起火事故很大的直接原因，這表明提升動力電池安全性能迫在眉睫。電池系統(tǒng)安全有兩個維度，從時間緯度上有設計、制造、使用，就是全生命周期。另外從空間上來講就是包括材料方面的領域，電芯前端是材料的安全。

通過對電池安全事故的失效分析得出，電池安全問題包括BMS故障、熱管理故障、結構失效、電池內(nèi)短路、電池漏電等幾個方面，因此在電池系統(tǒng)安全設計方面要從實現(xiàn)全生命周期的系統(tǒng)安全目標出發(fā)。動力鋰電池組系統(tǒng)安全具體可以分為設計安全、制造安全和使用安全三大方面。

①設計安全包括電芯、模組和整車三個方面，通過主動、被動安全設計相結合，提升電池系統(tǒng)安全等級；

②在制造安全方面：電池企業(yè)需要注重過程管控及品質(zhì)管理，進一步提升電芯的安全性和可靠性，防止雜質(zhì)產(chǎn)生混入、外部加熱/沖擊、隔膜損傷，提高焊接和密封的可靠性；

③在使用安全方面：通過實施監(jiān)控的大數(shù)據(jù)遠程監(jiān)控平臺實現(xiàn)對鋰電池組系統(tǒng)的實時監(jiān)控及信息處理。

動力鋰電池組系統(tǒng)安裝需要考慮的幾個方面

1、要盡可能的在有限的空間內(nèi)布置更多的電量，這樣才能達到更大的續(xù)航里程，減少充電的頻次，任何可以利用的空間，都有利于整車電量的提升。

2、要充分考慮電池包的位置對整車安全性能的影響，尤其是在發(fā)生碰撞、翻滾、跌落等極端情況下，電池包是否會因為很大的加速度或嚴重的擠壓變形，發(fā)生起火和爆炸，或者是否會有電池包的部件進入乘客艙，引起附加傷害。

3、充分考慮電池包的重量和形狀對整車結構壽命的影響，因為電池包的重量通常達到數(shù)百公斤，給整車的底盤和懸掛帶來很大的靜態(tài)載荷和動態(tài)載荷，在長時間的振動、沖擊條件下，很容易引起整車機械部分的疲勞損傷，降低壽命。

4、充分考慮電池包的散熱條件，尤其是在高溫工作條件下和高氣壓載荷工作條件下，電池包會產(chǎn)生大量的熱量，如果散熱條件不理想，或者靠近熱源，會引起電池包的壽命加速衰減。

目前《電動汽車用動力蓄電池安全要求》更明確提出，在優(yōu)化電池單體、模組安全要求的同時，標準需增加電池系統(tǒng)熱擴散試驗，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預留安全逃生時間，這顯然能夠極大的提高車主的安全保障。

電池結構的選擇影響電池的安全性，除了單體電池設計之外的話，電池系統(tǒng)也要注意，講到設計之后的話，制造的缺陷主要會導致什么，電池內(nèi)部的短路，外部的可以通過管理來解決。要做安全性的動力鋰電池要從設計開始，要盡可能降低可燃物質(zhì)，降低正極氧化性，材料表面跟電極表面提高穩(wěn)定性，改變表面SEI的接觸。好的設計、正確的設計、優(yōu)良制造的供應商、系統(tǒng)的保證動力鋰電池組安全性。