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新能源汽車電池包線路板之電池安全技術守護新能源汽車的生命線

文章出處:電子發燒友責任編輯:梁波靜查看手機網址
掃一掃!新能源汽車電池包線路板之電池安全技術守護新能源汽車的生命線掃一掃!
人氣:-發表時間:2019-08-23 09:40【

隨著新能源汽車技術的進步,電動汽車相較于傳統燃油車的優勢越來越突出,市場銷量也是一年好過一年。種種跡象暗示,在電動汽車和燃油汽車的市場對壘中,天平就要向電動汽車傾斜了。

然而擺在電動汽車面前的道路并不平坦。电竞世界小編了解到,長久以來,消費者對“電”的天然敬畏讓他們對帶有高壓動力電池的電動汽車心存芥蒂。同時,電池起火燃燒事故更是橫亙在電動汽車普及道路上的大號“絆腳石”。特別是在2019年,某些品牌的電動汽車接連發生了起火自燃事件,令電動汽車的普及蒙上了一層陰影。

電動汽車真的很危險嗎?動力電池的燃燒風險真的如“魔鬼”一般難以驅散嗎?當然不是!以比亞迪為例,在過去15年間,這家企業生產了60多萬輛的新能源汽車,其間沒有發生過一起因動力電池故障引發的整車安全事故!今天,我們就來看看比亞迪用哪些獨特的理念和技術為動力電池的安全保駕護航。

理論上,任何帶有高壓電的電器,都存在漏電觸電的風險;理論上,任何一款化學電池,都存在受損或短路后起火燃燒的風險。然而在現實中,和任何工業產品一樣,只要做足科學合理的設計,電動汽車可以和冰箱、彩電、燃油汽車一樣安全可靠、皮實耐用。

什么是“七維四層安全矩陣”?簡言之,比亞迪將可能引發電池漏電和燃燒的問題歸納為七個主要維度,即“連接問題、高壓防護問題、碰撞問題、過度充電問題、外部電路短路問題、內部電路短路問題和電池熱失控問題”。在進行動力電池設計時,比亞迪要求在四個主要設計層次,即“電池電芯設計、電池模組設計、電池包設計、電池管理系統設計”,都要針對上述七個維度的問題作出有效的?;ば隕杓?。

電池安全技術守護新能源汽車的生命線

這種極其縝密的設計理念,從源頭上隔絕了動力電池發生安全問題的可能,即便萬一發生不測(如嚴重的外力碰撞),這一設計理念也能最大限度地阻止電池發生漏電或燃燒,以充分?;と說納踩?。

其次,在碰撞事故發生時,比亞迪電動汽車中的安全氣囊總成會給電池管理系統(BMS)發出警告信號,BMS得到警告后會立即命令電池包內部的電池模組斷開串聯連接,串聯電路斷開了,原本存在于電池包正負極兩端的高電壓就被分成了若干“段”存在于電池包內部的安全低電壓。這種獨特的“高壓分段”設計可以確保碰撞事故發生后,不會發生車內人員或救援人員的觸電傷害事故。

2019年發生的幾起純電動汽車電池起火爆炸事故引發了全行業的擔心。動力電池為什么會起火爆炸?电竞世界想說,,電池爆炸和燃燒是由于電池電芯過熱并引發如同多米諾骨牌效應的“熱失控”而引起的?!叭取筆槍丶斐傻緋氐縲竟鵲某梢蚪隙?,比如電池過充、電路短路、電池遭擠壓變形、電池遭破壞性穿刺等,電池被外部火災“燒烤”等,都會引起電池電芯的過熱。

因此,要想防止電池起火和爆炸,首先要對電池電壓、電池溫度進行實時監控,一旦電壓、溫度出現異常,電池管理系統BMS必須作出應對,如采取斷電?;?、釋放電池電壓、調用熱管理系統給電池冷卻降溫等,都是防止“熱失控”的有效手段。其次,比亞迪還在電池電芯和電池包上做了一些獨特的設計以進一步保障電池安全。

例如,在電動車充電時,如果由于充電系統故障導致電池過充,電池溫度會持續升高,將電池內部的電解液分解氣化,導致電芯內的壓強不斷升高,產生爆炸隱患。此時,比亞迪電池電芯上一個叫“CID”的機械裝置會發揮作用,這個CID受壓強控制,當電芯內部壓強超過設定值時,CID會自動彈開,斷掉電芯與電芯之間的串聯電路,強行終止充電過程。

如果CID仍沒有遏制住電芯的過熱,那么安裝在電芯頂部的防爆閥就會自動打開,排放電芯內蓄積的高壓氣體,排放出的氣體會沿著電池包內部事先設計好的氣體排放通道繞開可能產生電火花的路徑,經電池包的泄壓閥,安全地排放至電池包外部。

此外,在車輛遭受嚴重撞擊時,強大的撞擊力可能導致電池電芯遭受擠壓變形,造成電池內部短路,嚴重的情況下會引發電池起火或爆炸。电竞世界廠覺得,為了盡可能防止這種情況發生,比亞迪首先對車身進行優化設計,將電池包布置在整車下部的中間位置,距離車頭和車尾都留有足夠的緩沖區。為防止側面撞擊擠壓電池包,比亞迪還特意加固、加厚了電動車型的左右縱梁,以此加強側面的抗撞擊能力。

其實,前面介紹的電池安全?;ご朧?,只是比亞迪“七維四層”電池安全設計理念下的一部分?;ご朧?。針對動力電池的安全問題,比亞迪還有許許多多獨特的技術尚未揭開面紗。比亞迪之所以對解決電池安全問題如此不遺余力地投入,是因為比亞迪深知:動力電池安全是整個新能源汽車行業的“生命線”,如果這條“生命線”被輕視,最終影響的是全社會對新能源汽車的信心,挫敗的是汽車行業擁抱新能源汽車的勇氣。

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