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动力电池安全测试与标准化评价

北极星储能网  来源:中国汽车报  作者:赵玲玲  2019/10/12 13:24:23  我要投稿  

北极星储能网讯:10月7日,由清华大学电池安全实验室主办的第三届国际电池安全研讨会在北京召开。中国汽车技术研究中心有限公司试验研究所副总工程师王芳就动力电池的安全测试与标准化评价进行了探讨。

在王芳看来,研究动力电池的安全测试,首先要考量电动汽车到底存在哪些事故形态,然后去制定相应的测试方法和项目,从而达到提升动力电池产品安全性的目的。通过调研发现,占比比较高的有充电或过充电然后是机械破坏、自燃等,此外还有内短路、热失控等,最终在电池部位发生自燃。

具体来看,第一,充电和过充电。目前出现的充电事故多数在充电的末期或者是充电完毕以后搁置一段时间发生的,大家要更深层次的思考到底什么样的原因导致了这样状态事故的发生。 第二,碰撞。碰撞导致的问题应该归类为机械,表现的形式除了直接机械碰撞以外,大家更关心的是在电动汽车使用过程当中,动力电池的机械可靠性带来的次生的机械安全性,即在长期的使用中,可靠性的降低潜在引发的安全事故。第三,泡水。这也同样是机械可靠性带来的安全性的事故。第四,热扩散的状态。

通过事故分析,可以发现很多事故不外乎有制造的原因、使用的原因和监控的原因,很多是多种因素的综合。首先,原材料本身的一些缺陷和生产制造质量控制水平带来的问题。第二,系统集成过程当中技术的缺失带来的安全隐患。第三个,实际使用过程中,第一类是滥用,第二类是正常的老化导致的枝晶生长、结构损伤等等带来的隐患,积累到一定程度以后爆发导致了安全事故。

当前,大众对电动汽车长续航里程的要求与对快充的一些诉求,一方面带来技术变革快速的发展,同样也带来一系列的挑战:首先,能量密度提升带来的挑战。通过近些年实验室测试的结果来看,系统的能量密度从2015年的90瓦时/公斤,到现在的140多瓦时/公斤,其热特性、热稳定性也发生了明显的变化。

第二,材料体系变化的挑战。要想追求高比能,必然要从磷酸铁锂往三元走,这个变化也带来热稳定性的变化以及热失控时间的提前和释氧量的差异。

第三,长续航里程的挑战。要在有限的空间里安装尽量多的电池,而这种情况下,电池就会越做越大。这样一来,就要把电池的铝箔和铜箔做薄,而且隔膜也会尽量的做薄,这种情况下对于正极、负极、隔膜、电解液等技术又是很大的挑战。

第四,全生命周期安全性的挑战,在调查的众多事故当中,有很多事故都是1万多公里以后发生的,这就证明了电池性能是一个动态变化的过程,在全生命周期内它的可用、可控和失控的评价是我们面临的挑战。在这个前提下,我们对于电池的测试评价技术可能会是一个贯穿全生命周期的评价工程,包括在全生命周期内寿命和安全性的衰减,不同的循环周次下性能表现。

可以说,在整车应用工况下,动力电池应该包含多层次的评价,比如从储能材料到电池闭环的构效关系是复杂的构效关系、全生命周期衰减的变化规律和BMS精准的评价以及PACK可靠性的评价。


原标题:王芳:动力电池安全测试与标准化评价

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