动力电池安全智能系统实例分析及建议

2015年以来，电动汽车被烧事件一而再三地被媒体曝光。如何解决好这个问题，2017年5月6日-7日，由清华大学主办的第一届全国锂离子电池安全性威廉希尔官方网站 研讨会在北京召开，欧阳明高教授认为，解决好动力电池热失控需要三板斧。这些说明，要解决好电动汽车上动力电池的安全，一是行业上下都必须要高度重视，二是要研发出威廉希尔官方网站 指标较高的系统（总成件），三有了这样的系统以后，要积极配置到汽车上来。笔者将自己对动力电池安全智能系统及实例分析及建议，分享给大家，供大家参考。

一、动力电池安全隐患的诱因

动力电池是能源载体，说明其安全隐患诱因是客观存在的。按照欧阳明高教授的总结，大致可以分为三大类：

1）外部高温会导致电芯防爆膜破裂，电解液喷出，会发生燃烧、起火。在外部高温环境下， 电解液分解物与正极、负极发生反应，电芯隔膜将融化分解等导致内部短路，电能量释放也多会产生大量的热量。

图1 试验数据示意图

试验数据显示，当电池单体温度达到135℃时，隔膜开始融化，电压下降；150℃电池电压快速下降，等温度高达245℃时，隔膜完全崩溃。结论是，电池单体工作温度在40℃～50℃之间是比较理想的。结论是，如果高于或低于这个温度范围都是不利于电池正常使用的。

2）动力电池内部的杂质、金属颗粒、充放电膨胀与收缩、析锂等都有产生动力电池内部短路的可能。由动力电池内部杂质引起的内短路的过程的机理，目前全世界专家还在研究阶段。

结论是，目前要做到消除动力电池内部的杂质等诱因，理论上还没有找到可行的办法。

3）汽车机械受损如强烈的撞击、翻车、挤压也是无法规避的客观事实。机械受损会导致电池发生机械损坏，在很短的时间内，会发生动力电池短路。结论是，汽车是运动物体，动力电池的机械受损也是一个大概率事件。

二、动力电池发生安全事故的人为因素

1）由于充电操作不当导致外部短路。导致电池放电电流很大，会使电芯发热，高温会使电芯内部的隔膜收缩或完全坏坏，造成内部短路，因而爆炸。结论是，进行培养，加强管理是一个十分必要的基础管理工作。

2）电池过充导致正极的锂过度放出会使正极的结构发生变化。而放出的锂过多也容易无法插入负极中，也容易造成负极表面析锂，而且，当电压达到4.5V以上时，电解液会分解生产大量的气体，从而导致电池鼓胀，严重的话甚至会冒烟起火。结论是，要通过声光等措施要能及时告知要告诉操作人员，同时威廉希尔官方网站 措施立即到位。要能杜绝这个行为的发生。

3）过放会导致电池正极材料分子结构损坏，从而导致充不进去电。结论是，要通过声光等措施要能告知要告诉操作人员，同时威廉希尔官方网站 措施上，要能杜绝这个行为的发生。

4）IP防护等级不达标，导致电池内部水份含量过高。水份可以和电芯中的电解液反应，生产气体，充电时，可以和生成的锂反应，生成氧化锂，使电芯的容量损失，易使电芯过充而生成气体，水份的分解电压较低，充电时很容易分解生成气体，当这一系列生成的气体会使电芯的内部压力增大，当电芯的外壳无法承受时，电芯就会爆炸。

三、动力电池安全安防范措施

1）BMS管理系统要具备自动规避人为不当操作的功能。

2）动力电池单体生产中过程控制措施到位。主要是要保障单体质量要高、一致性要高。电池包的IP等级要符合电动汽车的威廉希尔官方网站 要求；

3） BMS管理系统要能控制电动系统环境温度，要保持适宜，具有自动调节功能；

4）低温环境下，BMS管理系统要能对动力系统自动加温，对即将发生燃烧时（或爆炸时刻），要能自动消除这些；