黄丁来:从“漏液”等预警实例看“锂离子电池

日期:2019-10-07编辑作者:社会

摘要:基于专有技术“锂离子电池热失控模型”研制的创为电池箱火灾防控装置系统,已经实现了电动汽车火灾的早期预警和智能控制,截至目前,产品在线使用30余万套。

“从目前了解的热失控案例来说,没有一起事故是通过BMS预警出来。” 6月1日,在电动汽车资源网主办的“2017第三届中国新能源汽车运营商与车企对接采购交流会暨新能源汽车整车企业与零配件企业技术交流论坛”上,黄丁来表示。

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彩世界首页 2”的应用价值

创为新能源产品图

锂离子电池热失控发生的概率大约为千分之一,“锂离子电池热失控模型”主要是为了解决热失控带来的危险,为新能源汽车出现危险之后的逃生提供时间,保证终端用户财产的使用安全。

随着电动汽车一次又一次起火、爆炸,安全成了新能源汽车行业最受关注也是最迫切要解决的焦点问题。2019年至今已经发生9次整车燃烧事件,引发社会担忧和行业关注,召回事件也接连发生,致使整个产业链陷入了焦虑之中。

从目前了解的热失控案例来说,没有一起事故是通过BMS预警出来的。原因很简单,第一,BMS采取的分布式温度传感器只采集少量电池表体的温度;第二,没有配置采集气体的传感器,当电池出现热失控的时候产生大量的可燃气体没法检测;第三,没有电解液泄漏预警功能,而电解液泄漏是电池热失控产生的极大隐患。黄丁来表示,据目前了解,BMS没法实现热失控早期的预警。

其实,动力电池热失控这一危险因素早在多年前就已经被识别出来了。据了解,国内最早立项研发动力电池热失控监测预警技术的是烟台创为新能源科技有限公司。

热失控原理

早在2011年,嗅觉敏锐的烟台创为调研国内外锂离子电池研制、生产及使用状况,发现热失控的安全隐患没有较好的解决办法,于是另辟蹊径,立项研发锂离子电池热失控监测预警技术,对动力电池的安全进行保护。

热失控,是指蓄电池电流和内部温升发生一种累积的互相增强的作用而导致蓄电池损坏的现象。狭义的热失控,其主体指的是单体电芯;广义的热失控,其主体指的是PACK。车辆在运行过程中由于电池过充、过热、短路、碰撞等内外部因素都可能会导致动力电池热失控。大多数电池火灾,首先是内短路引发的,其热量和温度对相邻电池形成了“外部高温环境”,引发相邻电池热失控,导致整个PACK的连锁反应。所以,如何预警电池热失控,成为了动力电池安全的一个重要问题。

搜集、学习国内外诸多机构和科研院所的研究成果,并通过大量的加热、过充、穿刺等破坏性实验,烟台创为较深入地掌握了动力电池热失控与起火、爆炸之间的关系。通过整理归纳、对比分析上百次热失控实验数据,创为掌握了热失控触发、发展及扩展的基本规律,并形成了专有技术“锂离子电池热失控模型”,创造性地解除了新能源行业的安全隐患,引领“锂离子电池热失控监测及自动灭火”技术的规模化应用。

彩世界首页,热失控探测方法

据介绍,基于专有技术“锂离子电池热失控模型”研制的创为电池箱火灾防控装置系统,已经实现了电动汽车火灾的早期预警和智能控制,截至目前,产品在线使用30余万套。

创为新能源的产品主要做的就是在热失控的过程当中,当产生可燃性气体之后,探测可燃性气体浓度的变化,从可燃性气体冒烟甚至到起火的状态当中温度和烟雾的变化来判断电池热失控的等级,然后根据热失控的等级向驾驶人员提供预警,最后也可以控制相应的灭火器的启动,延缓热失控的时间。

根据创为售后服务记录,4年的时间,其产品在使用过程中,已发现200多起准确有效地预警了萌芽状态的热失控起火隐患,消除了多次恶性安全事故,挽回了大量的财产损失。这些众多的预警案例,验证了创为技术的领先和产品的可靠。

目前,探测方式主要采取的是气体传感器、温度传感器和盐雾传感器来实现分级的预警,共有4级预警,二级报警是探测电解液的泄露,三级报警就是可燃性气体在高温环境下冒烟,四级就是一个着火的状态。

2017年3月12日,某公交公司3路纯电动公交3号电池箱报2级预警,驾驶员及时上报公司,并停止车辆运行。采集数据分析,其他箱体电池气体含量和变化率正常,3号电池箱气体含量和变化率明显高出。判定为电池危险气体超标,可能为电池漏液导致。后经公交公司、车企、电池企业协同努力,拆箱检查,证实为电池漏液。更换电池后不再报警。

创为新能源在传感器的冗合上,早期是通过气体传感器和烟雾传感器探测可燃性气体和烟雾浓度的变化,来实现早期的预警。此外,可以做到长周期火情的检测,不管车辆在正常使用过程中还是在充电、以及正常停车放置当中,可以做到24小时监控。第三个就是通过采集的参数来判断是不是符合热失控模式,这也是核心技术,通过热失控判断达到的预警的级别。最后一点就是应用性。

2017年3月16日,某交运公司某纯电动公交4号电池箱报2级预警。据驾驶员描述,第一次2级预警在2016年12月份,拆箱后报警消失;第二次预警2017年2月份,拆箱后报警消失;本次是第三次预警。交运公司高度重视,协调报警系统厂家、电池企业、车企协同判定,经采集数据分析,该4号箱数值及趋势与其它箱体完全偏离,结合以往报警及消失现象,初步判定为电解液漏液。拆箱检查,证实为某只单体电池安全阀不明原因受损,电解液泄露。用胶带封住此安全阀门,2分钟后打开胶布瞬间闻见电解液味道。打开电池箱后,又再次连接设备读数据,再没有达到报警值。重现前两次报警取消的过程。更换电池后,不再报警。

创为新能源产品的几大亮点:

2017年3月19日,某公交公司某纯电动公交报7号箱2级预警,驾驶员及时上报公司,并停止运行。数据分析判定为电池危险气体超标,可能为电池漏液导致。后经车企、电池企业协同努力,拆箱检查,证实为电池漏液。更换电池后,不再报警。

第一是能够发现的早,也就是灵敏度的问题。如何能够在热失控发生的前提下快速地探测到热失控已经发生了?预警上要做得早。第二是对火情的分级预警,其次是“漏液”的预警,对于“漏液”的预警,行业内目前只有创为新能源可以做到。

2019年6月,某公交公司某纯电动公交一电池箱报3级预警,系统自动启动灭火装置,灭火装置喷发后,报警停止。后经公交公司、车企、电池企业共同努力,拆箱检查,证实为电池加热片烧毁,引发报警并自动灭火。

其次是在智能方面,通过探测的数据,根据热失控模型能够判断热失控发生的程度,自行判断而不需要人为干预;第二是多传感器的负荷,第三是关键信息的存储,就像是飞机上的黑匣子一样,能够将热失控发生时的一些数据存储起来,便于事后分析发生热失控的状态。

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