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图12 电池包内部过压气体释放示意图
7 电池包内部预置消防水箱抑制热失控蔓延
参考美国专利US20120111445,US 20120111444,在电池包内部设置一个储备水箱,当发生热失控并造成内压增大时,预置的尖钉会因为受到压力作用而将水箱刺破,水箱内部储存的水则会沿预设的管道进入电池包内部,可起到降温灭火,抑制热失控的蔓延的作用。
小结
(1)动力电池系统是Tesla电动汽车的核心技术之一,其中安全相关技术是重中之重。
按专利发布日期,可查询到Tesla电动汽车公司自2009年5月14日至2013年11月17日累计发布电能储存系统相关的专利数量共约121个,其中与安全相关的专利数量共约59个,比例达48.8%。
(2)电芯和模组的独立性设计可提高电池包的可靠性
Tesla通过在电芯、模组两端均设置保险丝、电芯发生泄放时断开其电气连接、模组的独立隔离结构设计等方式,可减少单体电芯之间,以及模组与模组之间在电芯发生失效时的相互作用,减少连锁失效反应,则可大幅提高电池组的可靠性。基于电芯、模组的独立性结构设计,可提高电池包的可靠性。
(3)动力电池系统的能量受控是实现安全的前提
无论是采用磷酸铁锂电池的比亚迪纯电动E6或丰田Prius PHEV-15,或是采用三元材料锂电池的ChevroletVolt,还是采用钴酸锂电池的Tesla Model S,已经用多次事故充分证实这样一个事实:就目前锂离子电池的技术水平而言,结合电动汽车恶劣的应用环境,电池发生热失控并非小概率事件。因此,防患于未然是必须的,同时,当电池包内部发生起火燃烧时,如何将能量的释放控制在有限范围也是必须面对且需要解决的问题。
锂离子电池作为能量的载体,有能量就有危险,本质上就存在不安全因素,特别是采用能量密度高但热稳定性较差的钴酸锂电池。Tesla从单体电芯容量的选择、模组内部隔离结构设计、电池包隔离结构设计等方面均体现了区域能量限制要求,以达到抑制热失控蔓延,做到能量受控,最终实现产品安全。
不过,事实证明Tesla做的仍远不够,且随着运行时间的累加,安全性问题必将更加突出,Tesla能否经受住时间考验,拭目以待,而我们也终将不会只是旁观者!
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