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行业资讯

动力电池的安全性问题

2016-11-18 15:11

  对于汽车而言,安全性是设计过程中最基本的要素,因为汽车需要高速运行,需要载人,因此安全问题一定不能马虎。而动力电池作为电动汽车中的动力来源,对于电动汽车来说,动力电池的安全性才是最为关键的。下面亚陆行的技术人员就动力电池的安全性问题来做出分析。

  

  一、电气安全

  

  针对动力电池包内部的电子电气系统而言,电气安全是首要考虑的因素,各种与“电”有关的安全风险,都必须考虑到:绝缘配合、等电位(接地)、短路防护、绝缘状态监控、高压连接器互锁、高低压隔离、电磁兼容性(EMC)、故障自诊断。

  

  电气安全,不仅要考虑被动防护,如各种线缆和连接器的绝缘保护,高低压连接器的闭锁装置,以及良好的电磁兼容性等,还需要考虑如何做到故障的自诊断和主动防护,如绝缘状态监控、高压互锁检测、接触阻抗检测等,确保在故障发生的初期就主动介入,将风险降到最低。

  

  二、化学安全

  

  电芯发生热失控,可能会产生电解液泄漏、起火和燃烧等现象,但其破坏力是远远不能与炸药相比的。炸药爆炸时,能量在极短的时间内释放出来,所以威力巨大,而电芯的热失控,其能量的释放是一个渐进的过程,加上电动汽车的电池包是由很多个电芯串并联组成的,通常仅有1个或几个电芯发生故障,有足够的预警和处置时间。针对电芯而言,如何确保各种运行条件和使用情况下的化学和热稳定性,确保不产生安全风险,这是必须要考虑和解决的问题。

  

  需要考虑的情况包括:额定范围内的正常工况;长距离运输和长时间存储;极端情况,如针对电芯的过充、过放、挤压、穿刺、火烧等,在各种情况下,都要为电芯的安全性确定合理的设计目标,贯穿到电芯的开发过程中。

  

  针对动力电池系统的其他组件而言,化学安全还涉及到电解液或冷却液泄漏所导致的化学腐蚀(有可能造成内部短路)、盐雾腐蚀、阻燃、和有害气体排放等。

  

  三、机械安全

  

  机械安全主要针对整个箱体结构以及内部的结构件而言,确保在各种机械载荷和外部因素作用下,动力电池包的特性不会发生大的变化,消除产品潜在的安全风险。需要考虑的因素包括:IP防护、振动、碰撞、挤压、跌落、碎石冲击、重物锤击、翻滚、金属物穿刺、燃油火烧等。

  

  四、功能安全

  

  功能安全是针对电池管理系统(BMS)而言的,要确保电池管理系统在任何一个随机故障、系统故障或共因失效下,都不会导致安全系统的故障,从而引起人员的伤亡、环境的破坏、设备财产的损失;也就是BMS的安全保护功能无论在正常情况下或者有特定故障存在的情况下都应确保正常发挥作用。

  

  为了确保BMS达到一定功能安全等级,必须以电气/电子/可编程电子为基础,结合系统中的其他技术,充分考虑系统的应用环境,对影响安全功能发挥作用的危害进行有效识别,从而制定合理的安全目标,将安全目标进行层层分解后,得到安全需求,落实/分配到系统中的每个组件。

  

  动力电池的安全性问题就分享到这里,动力安全性是消费者和专业人士关注的重点,这个问题也影响到了动力电池比能量的提升。发展防短路、防过充、防热失控、防燃烧及不燃性电解液是应对动力电池安全性的关键。

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