2018年3月召开的联合国世界车辆协调论坛(WP29)第174次会议上,由中国、美国、欧盟和日本共同牵头制定的电动汽车安全全球技术法规(EVS-GTR)经《1998年协定书》缔约方投票表决,获得全票通过。EVS-GTR紧紧围绕整车及动力蓄电池的安全性能提出技术要求,同时规定了电动汽车满足安全性能要求的试验方法。这里的核心点是动力电池热扩散的加入,在中国新能源补贴政策对于能量密度的提升每年一变,而相应的企业也需要立即着手对于热失控和热扩散方面的进行控制。在这个领域里面,包括测试方法和步骤是最为初始的一部分,这里要解决的是测试和设计的统一性;而第二步是电池热失控和扩展的预警机制,通过加入更新的传感器来更快的捕捉这个过程;第三步则是应对更高能量密度的电芯,在不同SOC和不同条件下把整个失控的过程的危害,通过隔热来分隔问题区域,导热来把已经热失控的电芯所释放的热量和气体合理的排放出去。
第一步,这篇文章我们还是通过已经设计好的电池系统来看看实验过程能得到哪些有价值的结论,以帮助我们在后续的过程里面进行。这里的数据和实验是根据参考文章里面摘录出来的,我主要做一些整理和解释。
1) 实验构建过程和实验结果概述
之前反复探讨的是引起热失控的条件,这里选用了BMW I3的电池系统,选了4个样品进行测试。基本的测试条件如下:
选取这颗电芯主要考虑模组位置和模组内的位置,5号模组在整个电池系统内是360°周围都有其他电芯从整体来说是有可能引起电芯热失控的传播的。
选定电芯之后,需要在位置上确定插入的坐标点,以确保钢针插入之后能够引起内部芯包的内短路。
为了保证实验的顺理进行,需要现在上壳体和模组表面的塑料盖板上钻洞,以保证钢针能够顺理进入电芯。
测试结果如下图所示,整个过程的重复性还是很高的,都是区域性的热失控都形成了,但是热传播没有发生。对于热失控的电芯和相邻电芯上面都有温度的变化,整个电池系统内出现了压力的变化。
2) 实验结果的细节解析
2.1 热失控电芯的电压和温度
从温度电压来看,这里有几个结论:
l 热失控电信的跌落是要晚于电芯温度上升的,也就是在实验的问题发生的时候,电压是保持的,然后到后期才会出现电压的骤降
l 电芯的温度上升过程速度其实有很大的差异,但是最终的过程是相似的
以下是实际的样品结果图,我们可以看到电芯热失控造成的结果,热失控电芯本身热量是充分释放的,但是对于周围的破坏是不同的。
80%
1
步电池
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