新能源汽车作为实现国家“双碳”政策的有力手段之一,各大车企齐发力,不断努力降本提效。其中锂电池因其工作电压高、比能量大、体积小、重量轻等优势,被各大厂商青睐。而电池安全问题一直是行业中无法避免的话题。

新能源汽车作为实现国家“双碳”政策的有力手段之一,各大车企齐发力,不断努力降本提效。其中锂电池因其工作电压高、比能量大、体积小、重量轻等优势,被各大厂商青睐。而电池安全问题一直是行业中无法避免的话题。国家针对这一问题出台了GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》强制性测试标准,旨在为锂电池热失控分析提供最基本的安全要求。

锂电池引发热失控的成因很多,整体来说包含内部和外部因素两种。内部因素包含电池生产缺陷导致的过热、BMS功能缺陷导致过充,以及因使用不当导致的内部短路。外部因素包含挤压和针刺等诱发电池短路,以及电池外部短路诱发电池内部热量累积引起SEI膜和正极材料等发生分解。

电池包或系统在由于单体电池热失控引起热扩散,进而导致乘员舱发生危险之前5分钟,应提供一个热事件报警信号。触发警告的热事件参数主要包括温度、温升速率、SOC、电压下降等。推荐的试验方法有针刺触发和加热触发。推荐的热失控触发判定条件为:a)触发对象产生电压降,且下降值超过初始电压的25%;b)监测点温度达到制造商规定的最高工作温度;c)监测点的温升速率dT/dt≥1℃/s,且持续3s以上。当a)和c)或者b)和c)发生时,判定发生热失控。如果采用推荐的方法作为热失控触发方法,且未发生热失控,为了确保热扩散不会导致车辆乘员危险,需证明采用如上两种推荐的方法均不会发生热失控。

通过走访客户了解到,较为常见的触发方式采用加热触发,实时监控b)和c)(即温度和温升速率)条件,判断电池热失控。将被测电芯放置在密闭容器中,使用平面状加热装置与触发对象的表面直接接触,热电偶布置在加热装置的对侧。电源流通电阻丝发热。与此同时客户也会在容器顶端布置压力传感器及气体分析装置,分析电池爆炸时的压力值和气体成分分析。温度信号、电参数信号、压力信号以及温升速率计算结果可在软件界面实时监测并导出,保证所有参数在同一时间戳。设置报警参数也可将报警日志导出。