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新能源汽车自燃屡上热搜,降低安全隐患该从何做起?

新能源汽车自燃屡上热搜,降低安全隐患该从何做起?

近期沸沸扬扬的高速收费站出口的新能源车碰撞自燃事件又一次沸沸扬扬...

新能源汽车最大安全隐患就是自燃风险。

目前主要通过电池热管理系统、整车及电池PACK强化等方式降低自燃安全隐患。

未来想要真正消除自燃安全隐患需要电芯材料维度创新(不可燃固态电池等)去消除自燃安全隐患。

By 蝈蝈一直都在家

一、新能源汽车自燃隐忧:

新能源汽车自燃的话题屡上热搜,我就不在这里赘述。回到最基本的化学知识:

燃烧的基本三要素就是:助燃物+可燃物+着火点

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类比到新能源汽车燃烧的三要素则是:助燃物(氧气)+可燃物(电解液)+着火点(依据材料特性),通常而言依据电池材料活性,燃点会有所区别,典型的磷酸铁锂为500-800℃,三元锂大致为200℃。

机械/电/热的滥用→诱发隔膜破裂、刺穿、收缩变形、融化失效,导致电池内部大面积短路(温度上升)→达到电池燃点→更进一步的剧烈化学反应→1200℃火焰高温熔穿铝制壳体(铝制壳体熔点为660℃)。

二、新能源自燃降低安全隐患方法

第一个方法就是降低材料的活性,从着火点这个要素上当前降低安全隐患的方式主要就是磷酸铁锂电池,同样热失控到了200℃时,三元锂电池的高活性、低着火点会更容易连锁反应开始燃烧,磷酸铁锂则会好一些。

第二个方法则是主动温度控制,通过BMS(battery management system)以及整车热管理系统给合理设计,来时刻监控电池状态,让每一颗电池始终处于最理想的工作温度及环境;而电池管理系统BMS(Battery Management System)则承担起此部分重任,此处也能体现出各OEM的调教功底。BMS就好呵护外孙的姥姥,天冷了就给他添衣(电池加热),天热了就给他扇风(风冷/液冷…),运动了(高功率输出)就给他擦汗,睡觉了(低温充电)就给他保暖,确保“外孙”不会感冒,有的“姥姥”带“外孙”经验更丰富,照顾的就更加妥当。电池管理系统需要保证车辆在充放电、高低温使用环境下,电池整体温度的均匀性,防止局部过热产生热失控,以及每个单体工作时持续的温度稳定性。

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【姥姥般的温馨呵护】

第三个方法则是被动安全防护重点在于预留碰撞变形空间、强化电池舱壳体、做好电池舱内结构防护,技术理念本质上和桃子很像,外面一层 “桃肉≈碰撞变形空间”,碰撞过程中负责吸能,中间一层坚硬的“桃核≈电池壳体”保护“桃仁≈电芯”不被碰撞变形。

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三、新能源自燃“消除”安全隐患方法

还是回归到燃烧三要素上,如果我的电池本身就是不可燃物,那岂不是就从根源上杜绝了新能源汽车电池自燃的可能性?固态锂电池不可燃&高机械强度&高化学稳定的固态电解质来替换原本的液态电解质,或许会成为消除新能源汽车自燃的最好方法。

诺贝尔奖得主stanley whittingham也曾提到过:固态电池是发展方向,它肯定安全,但真正的挑战是,能否利用现有的技术以经济的方式生产固态电池。对于固态电池而言低成本(全固态电池从1992年就已经商业化应用,但成本是现有的几万倍,高成本成为发展掣肘原因)大规模(现有液态锂电池产线标准设备应用可能性)应用的曙光也即将到来~

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