7月26-27日,由电动汽车资源网与重庆车辆检测研究院有限公司联合举办的“2017中国新能源汽车测试评价技术发展高峰论坛”在深圳坪山金茂园酒店盛大来袭。本届高峰论坛吸引400位来自权威检测机构与整车、零部件企业的精英人士出席。
26日下午,福建猛狮新能源科技有限公司副总经理王民波作题为“动力电池热失控技术研究及策略分析”的主题演讲。电动汽车资源网整理王民波演讲的主要内容如下:
福建猛狮新能源科技有限公司副总经理王民波
不容忽视的锂离子电池热失控问题
热失控是指单体电池放热连锁反应引起电池自温升速率急剧变化,不可逆,引起过热、起火、爆炸现象。在新能源汽车领域,由电池热失控引发了多个起火事故,这些安全事故无疑给人们的生命财产安全造成极大的打击。因此,新能源汽车的健康发展,动力电池热失控问题必须要得到有效的抑制。
热失控的诱因主要有机械触发、电触发和热触发。所谓的机械触发即电池受到挤压、碰撞、针刺等外力时,会产生大量的热量;电触发即短路,在电触发过程中也会产生热,能量积累到一定的程度就会引发失控。
王民波表示,在锂离子电池制造过程中,为了避免引起整个电池过热,要保证锂离子在操作系统中,不能有常用的内部金属杂质引起的不良反应。在研发过程中,技术上要保证产品在发生危险时能够控制热量反应。
针对热平衡的解决方案
为了控制电池发生热失控,猛狮通过加入一定比例的导热材料,起到导热与延缓热量释放时间的作用。王民波举例说,在55度循环测试中,加入一定的导热材料后发现,温度上升得到了延缓,电阻的增加比例变小,循环性得到了很好的改善;在短路测试中发现,在一定范围内,温度的变化速度不但降低,甚至渐渐趋于平衡状态;通过对比放电性能发现,加入导热材料后并没有对低温产生影响,只作用于控制电池热量。
王民波表示,在电池热平衡管理上,失效模式分为几个阶段,在没有添加导热材料的情况下,电池在逐渐发热的过程中,到第四个阶段就冒烟了,而在加了导热材料后,无论是热的反应积累时间还是热量都得到一定控制,到第五阶段还可以起到延缓的作用。
PACK技术的设计上,猛狮也是从散热的角度去考虑温度平衡关系。针对PACK模块的热平衡问题,在采用新的结构和新的材料后,表面温度降低了8度。改进前的最高温度为46度,最低41度,温度差为5度;改进后最高温度39.7度,最低36.8度,温度相差2.9度。可见,此种研发技术对电芯温度的平衡能起到很大作用。
PACK系统的热平衡问题,改进前,1C放电下,最低温度33.2度 ,最高温度58.1度,温差25.1度,改变结构后的最低温度30.5度,最高温度47.6度,温差17.1度。
在平衡分布上,以液冷方式为例,内部热量导到电源壳体的导热系数提高了10%-20%,散热系数也提升了5%-8%。
王民波最后总结说,猛狮的目标就是要在电池本体能量释放的过程中,尤其意外发生后,急剧释放能量的过程中,把热量导出或者阻止能量继续释放,通过特殊技术手段控制热失控的发生,管理电池热平衡。
