- 電動汽車動力系統安全性設計與工程應用
- 中國汽車工程學會組編
- 629字
- 2024-05-10 11:23:23
1.5.5 動力蓄電池系統的防火、防爆、防泄漏
續駛里程短、熱安全性能不佳以及充電時間長等一直是電動汽車動力蓄電池的痛點,近年來快速充電(簡稱快充)技術成為各大電動汽車廠商爭相發展的熱點,而快充所伴隨的大倍率充電給電池的安全防護設計提出了更高的要求。
針對動力蓄電池系統高化學能量、高電壓的特點,安全防護設計主要考慮防火、防爆、防泄漏。在非正常狀態或者典型的失效模式下,電池所存儲的化學能通過本身不可控的方式釋放,導致電池系統發生熱擴散,引起火災或爆炸。從物理層面,可以在動力蓄電池系統內部設計相關結構(如隔熱膠、隔熱棉、隔熱陶瓷片等)防止熱失控,也可通過關鍵部件的阻燃設計,來確保動力蓄電池系統的熱安全。動力蓄電池在失效情況下除了會釋放熱量外,還會產生大量氣體,當內部氣體積攢到一定程度沒有得到釋放便會引起爆炸,所以動力蓄電池系統應具備有效的泄壓裝置,用于平衡內外部氣壓,防止因內部氣壓過高造成殼體變形,從而引起防護等級降低或失效。泄壓裝置安裝的位置和方向應避免對乘員艙或車輛周邊人員造成人身傷害,泄壓位置需要根據電池包內部結構和整車布置設計。
另外,動力蓄電池含有電解液,液冷或直冷系統也存在易導電的冷卻介質,若電池系統內部發生電解液或冷卻介質泄漏,容易造成絕緣防護失效或者外部短路,從而導致整個電池系統發生熱失控和熱擴散,引起起火或者爆炸等安全風險。因此,動力蓄電池系統結構設計中應該考慮到提高熱管理系統結構強度,同時可使用絕緣材料涂覆電池系統箱體,提升絕緣防護性能。