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各位领导,各位同行,大家上午好!
百人会的《电动汽车安全报告》,每个桌上都放了一本,大家可以直接看。前面上半场我估计是大家最关注的,有一些政府动向,他们做的干货,我就讲不出太多大家感兴趣的内容了,我只讲讲技术,我的题目是“电动汽车安全技术创新与发展”,有三个方面,有些技术方面的内容是有相关性的,政策本来是张永伟讲的,我在PPT里基本删掉了,大概带一点。
首先讲一下电动汽车安全的技术。电动汽车安全技术我们分三块,动力电池的安全、电动汽车整车安全、充电基础设施的安全。首先是动力电池的安全性,是最基础、最核心的,包含了电安全、热安全、结构安全等等。
我要先从科学的角度说一下。如图(ppt),这是电动汽车动力电池的基本特性,中间可以看出我们锂电池安全的范围,一个是电压、一个是温度,对电池安全来讲,这么一个很小的窗口里才能安全工作,如果温度高了会发生一系列的反应,就不正常了。我们具体来定义一下这些温度,这是做一个严格科学的实验,锂离子电池的热失控、温度变化、温度和电压变化的过程。有三个温度,T1叫热失控自生热起始温度,这个温度一般在90度,接近100度。第二个,热失控的触发温度,就是说热失控要开始了。第三个,热失控的最高温度,代表了释放能量。
如图(ppt),给出了一系列的各种类型的动力电池,比方说三元的NCA、NCM、锰酸锂的,钴酸锂、磷酸铁锂,还有钛酸锂的,从中间就看出,电池体系的热稳定性各种类型还是不一样的。这个区域(ppt)是磷酸铁锂电池的区域,总体来看,热失控最高温度比较低一点,这是钛酸锂的。
太过于学术化一点,我稍稍用简化一点的方式给大家描述一下这个过程。热失控,我们先从热的角度,过热之后首先开始自身热的起始温度之后,我们的SEI膜就会分解、负极电解液也会反应,隔膜机制熔化,再到正极分解、电解质分解,最后就涂层崩溃,大规模的内短路电解液燃烧,就形成了热失控。发热量可以使电池的温度升高400—1000度。
另外一个问题,一个单体热失控之后会在电池模组中发生扩展,像放鞭炮一样,一个单体发生热失控能量还是有限的,如果在整个模组系统中间扩展,这个能量就非常大了。我们说其实不在能量的大小,巧克力的比能量比电池的比能量高多了,但是并不是一个危险的东西,关键是没有瞬时释放,这是一个瞬时释放的问题。
诱因,刚才说的是过热引起的,还有电的和机械的,电触发,主要是过充、过放等等,尤其是过充,过充引起的热失控是危害比较大的,这是它过充的一个过程和机理,最典型的过充事故就是五洲龙的过充失火。还有机械滥用,这是特斯拉底部被石子穿透引起的着火,这是在网上搜到的底盘的切割实验,专门看它怎么样,机械诱因就会最终引起短路。
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