動力電池十大安全問題及核心問題解決思路

動力電池十大安全問題包括：1.電芯安全 2.成組安全 3.電池管理 4.設(shè)計安全 5.充電安全 6.使用安全 7.安全預(yù)警 8.日常維護 9.安全保護 10.安全等級劃分。本整理稿件是從10個問題中挑選3個核心問題進(jìn)行重點討論，并提出本組的解決思路，具體如下：

1.電芯安全的解決思路

C組：電芯、電池模塊標(biāo)準(zhǔn)化

通過標(biāo)準(zhǔn)化可以改善幾個方面：

（1）設(shè)計方面，把電芯的設(shè)計問題集中暴露，集中處理；

（2）生產(chǎn)設(shè)備方面，設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化程度也會相應(yīng)高一些，設(shè)備企業(yè)產(chǎn)品迭代會更快；

（3）持續(xù)改進(jìn)和經(jīng)驗推廣，通過標(biāo)準(zhǔn)化，可以把優(yōu)秀的設(shè)備配套商和零配件配套商的經(jīng)驗向行業(yè)推廣，這樣整體提高了電池行業(yè)的安全技術(shù)水平。

D組：電芯的標(biāo)準(zhǔn)化

電芯的標(biāo)準(zhǔn)化可以降低低層次勞動的重復(fù)。電芯標(biāo)準(zhǔn)化本身對電芯的安全性能有很大的提升，更多廠商做同一個標(biāo)準(zhǔn)的電芯，電芯成本會下降，安全性會提高。從緊迫性和可實現(xiàn)性來看，是比較緊迫也比較容易實現(xiàn)的。

2.成組安全的解決思路

D組：熱管理設(shè)計對電池安全非常重要

成組安全方面，熱管理設(shè)計的好，熱量均衡，BMS雖然很小的電流均衡，但是可以把不同電池之前的溫度差導(dǎo)致的電壓差均衡起來，因為電池就是電化學(xué)里能斯特方程的溫度，正極是正相關(guān)，負(fù)極是負(fù)相關(guān)，電壓差是正極減負(fù)極的話是更大的，所以溫度對它的電壓影響是很大的。

當(dāng)然焊接工藝也是很重要的一個方面，焊接工藝不一樣會導(dǎo)致內(nèi)阻的不均衡上升，所以從這幾個維度來提高它的成組安全。

F組：PACK的電管理、熱管理

安全性問題最終要歸結(jié)為電池模塊，運用系統(tǒng)論的方法來考慮電芯和PACK的安全問題，BMS要對每個電芯做精確的檢測、管控和預(yù)警。

同時也不能因為只考慮電池的安全問題，而忽略了它的壽命，我們既要保證電池的安全性，也要盡可能的提升電池的壽命。如果沒有好的壽命，就失去了利用鋰電池的理由。

3.電池管理的解決思路

C組：BMS安全策略

將電池系統(tǒng)分級并制定相應(yīng)的安全目標(biāo)，根據(jù)目標(biāo)制定測量、識別、處理的安全策略并進(jìn)行驗證。如果行業(yè)集中精力做這方面的工作，能夠在短期內(nèi)提高電池安全水平。

F組：BMS對電芯檢測、管控、預(yù)警

我們應(yīng)該從根本上認(rèn)為鋰電池本身是不安全的，對它進(jìn)行有罪推論，它本身是不安全的能源裝置，需要在BMS管控的基礎(chǔ)上，外加熱失控、及時滅火機制和裝置，如一發(fā)現(xiàn)火情，馬上啟動滅火裝置滅火。

4.設(shè)計安全的解決思路

F組：體系設(shè)計科學(xué)、合理，生產(chǎn)過程控制

各種電池材料、電池結(jié)構(gòu)均有優(yōu)缺點，只是對安全性影響的程度不同而已，只要設(shè)計科學(xué)、制造精密，在一定程度上都可以制造出安全性可以接受的動力電池。

5.充電安全的解決思路

A組：充電設(shè)備上增加電池快速體檢功能

車輛充電完成80%-90%時做大電流檢測，通過直流內(nèi)存的變化找出電池組中不一致的地方，達(dá)到電池快速體檢的目的。

PACK在出廠前，都會做一個大電流的脈沖充電和放電，在充電的末端做一個大電流的脈沖充電，在放電的末端做一個大電流的脈沖放電，通過這個方法，把電池組合中不一致的地方找出來，可能是電芯的問題、可能連接有問題、也可能是數(shù)據(jù)線有問題，這些大電流脈沖會明顯的顯示出一些異常。

把這種方法應(yīng)用到用戶端，因為用戶端除了充電樁外沒有什么可檢測的手段。

D組：充電初期對電池進(jìn)行電流脈沖檢測

對于不同電池的SOE、SOH充電的電流，在充電初期對它進(jìn)行電流的脈沖檢測，發(fā)現(xiàn)不一致性，提前發(fā)出安全警報。因為在充電初期，電池PACK是常溫的，充電末端的時候電池PACK的溫度可能已經(jīng)上升了10°或者15°，導(dǎo)致電池的電壓不均衡，所以在均衡的時候檢測它的不一致性可能誤差更小。

另外，對BMS進(jìn)行實時診斷、檢測，對車、充電樁、電網(wǎng)這三方進(jìn)行協(xié)調(diào)，充分保障充電安全。

6.使用安全的解決思路

E組：在單體熱失控狀態(tài)下如何保證人員安全

（1）延緩熱失控方面，有一些成熟的設(shè)計方法：

采用防火材料，在防火結(jié)構(gòu)上做防火隔熱處理，如特斯拉的設(shè)計里可以看到，確實在一定程度上能夠延緩熱失控的過程，延緩單體熱失控到整組熱失控的過程。

（2）增加人員逃生時間方面，主動做些檢測：

煙霧的檢測、化學(xué)成分的檢測、熱的檢測等，通過檢測發(fā)現(xiàn)早期單體熱失控，并給駕駛員和乘客發(fā)出警報，提醒人員逃生。

（3）做限制處理：

不能讓駕駛員按照常規(guī)的功率去使用，通過限功率的模式，讓車子有一定的動力，但動力很弱，可以靠邊停車做處理。

（4）增加滅火設(shè)備：

目前電動客車國標(biāo)正在推動增加滅火裝置，增加滅火裝置可能有好處也有壞處，因為現(xiàn)在電池箱的設(shè)計都會增加防爆閥，如果噴射大量氣體或者氣凝膠出來，它會導(dǎo)致內(nèi)部壓力增大，可能把防爆閥沖破，會帶來另外一個問題。

如果誤檢測單體熱失控，把這些東西噴出來，可能會導(dǎo)致整組電池的報廢，如果噴出來的氣體、液體或半凝膠物質(zhì)對電池?zé)o危害會是比較好選擇，希望有這種材料能夠達(dá)到這種效果。

（5）整車設(shè)計：

在整車設(shè)計方面要增加安全逃生裝置，電動車和傳統(tǒng)車不一樣，電池作為電動車的唯一動力來源，在熱失控的情況下如果通過切斷動力的方式停電，車門有可能會打不開，所以在整車設(shè)計上如果能增加可以快速、方便打開的逃生門或者其他的逃生裝置也是個可行的選擇。