深化動力電池熱擴散多米諾效應研究,提升安全防護技術
基于“動力電池熱失控模型”,創為新能源在前期研發試驗的基礎上,根據電池熱失控的發生、發展及擴散規律,在沈陽消防研究所、大連國家化學工業氣體質量監督檢驗中心等單位的支持下,重點研究了熱失控初期的熱傳導、熱輻射、熱對流等各項因素下,火災(熱失控)主發電池對毗鄰電池的熱傳播貢獻,厘清火災蔓延的主導傳播路徑。通過對PACK內部電池模組、間距、容量、環境溫度以及工作狀態的多次分析擬合,來模擬電池系統火災蔓延的規律,最終形成電池系統火災蔓延的多米諾效應模型。
電池系統火災蔓延多米諾效應模型通過對熱失控傳播主要途徑、主控因素、臨界條件等多方面的研究,一方面可以優化現有電池系統熱失控傳播的阻隔方法,有效阻隔電池組內熱失控的傳播,使熱失控阻隔與系統散熱二者協同作用,有利于減少熱失控的發生;另一方面,可以指導設計電池安全防護策略,從電池內部安全設計、外部安全設計到早期熱失控預警、防護技術及控制措施的制定都具有明確的針對性,有利于熱失控的極早期準確預警和處置。
聯合國家級專家,技術創新研發再加碼
當前,在長續航里程的要求下,乘用車絕大部分使用三元系電池。2018年以來,接連爆出特斯拉在國內外多次起火傷人事故、國內某品牌乘用車4S店電池接連續爆炸事件、國內某品牌乘用車當街爆燃事件、某品牌乘用車電池爆炸事件等幾十起惡性事故,引發了社會和行業人士的廣泛關注,三元電池不可忽視的不安全缺陷不斷暴露出來。
在針對磷酸鐵鋰熱失控監測預警技術相對成熟的基礎上,2017年初,創為新能源即開始悄悄發力研發三元電池的熱失控監測預警技術,至今,已通過多次反復試驗,摸索出了三元電池熱失控的發生、發展及擴散規律,形成了熱失控隱蔽發生、快速發展狀況下的監測及預警技術。
2018年6月,創為新能源與復旦大學兩位研究正負極材料的國家“千人專家”在“鋰離子電池火災防控關鍵基礎問題研究”科研項目上達成合作,擬在未來五年內,投入3000萬研發資金,針對以下課題展開深度技術研發:
(1)針對鋰離子電池的熱仿真研究;
(2)鋰離子電池發生過充過程中的正負極分解的氣體研究;
(3)研究動力電池的產熱特性、溫度對動力電池性能的影響;
(4)依據熱失控模型和致災分析結果,構建熱失控早期表征參數體系,建立電池熱失控預警模型,制定電池系統安全防護技術和防護裝置聯動控制策略,研發面向乘用車的電池系統熱失控預警及控制裝置;
(5)研究快速充電情況下的瞬時極化現象及負極析鋰現象,及其引起電池壽命快速衰減與電池內短路甚至熱失控的機制;
文章來源:新能源汽車網