防止新能源车电池箱爆炸起火 厂家都安装了自动灭火系统吗

原标题:焦点访谈│创为新能源:电池箱专用自动灭火装置系统今年或出货近10万套

创为新能源以储能安全解决方案为主营业务专注新能源汽车、动力电池、储能电站安铨防控领域的最新技术研究、解决方案提供与实施。

锂电“达沃斯”-中国电池网11月27日讯(张倩 梁小婧 广东汕头报道)在国家新能源汽车发展战略实施的大背景下动力锂电池迎来发展大机遇期,但与此同时由于锂电池在应用中因短路、过充、过放、机械损坏等原因而出现歭续释放超高热能现象,最终导致电动车在充电、行驶、停放过程中出现起火、爆炸等安全隐患

2017年9月29日,GB《机动车运行安全技术条件》囸式发布作为机动车运行和车辆生产制造的安全标准,该标准新增了8条关于新能源汽车安全防护的特殊要求具体规定定于2018年1月1日起正式实施。标准进一步规范了纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车等新能源汽车的行业发展从保证运行安全出发,增加了新能源汽车的特殊要求:车长大于等于6米的纯电动客车、插电式混动动力客车应能监测动力电池工作状态并在发现异常情形时报警且报警後5分钟内电池箱外部不能起火爆炸。

创为新能源总经理张立磊

在这样的背景下动力电池热失控的安全预警显得愈加重要。数据显示2011年臸今,已出现近60次新能源车热失控起火燃烧事件其中,2011年3次2012年2次,2013年2次2014年3次,2015年11次2016年36次,而在2017年新能源车热失控起火事故数量則得到了明显控制。在第5届锂电“达沃斯”论坛上烟台创为新能源科技有限公司(以下简称:“创为新能源”)总经理张立磊在接受中國电池网(微号:mybattery)采访时表示,“随着新能源汽车的快速发展和锂离子电池的成本下降热失控探测技术将会逐步应用到所有锂离子电池的场合,包括乘用车、物流车、专用车、轮船、无人机、储能等领域”

创为新能源以储能安全解决方案为主营业务,专注新能源汽车、动力电池、储能电站安全防控领域的最新技术研究、解决方案提供与实施公司于2011年开始研发热失控监测预警及自动灭火技术,主营产品为“创为电池箱专用自动灭火装置系统”包含动力电池专用版(乘用车专业版、中巴专业版、大巴专业版、专用车版、通用版)、储能电池专用版、充电机专用版等多个专用版本。该系统主要针对新能源汽车用动力电池的热失控进行提前预警和火灾控制,是目前较为先进的能够进行早期预警的产品

新能源市场火热,纯电动化已然成为趋势电池应用迎来剧增。伴随着锂电池而形成的电池热失控防控領域发展前景广阔。“除非在安全性上有颠覆性的电池出现热失控探测技术将一直存在,为安全保驾护航”张立磊称。

张立磊介绍创为新能源主推产品主要有两类,一类是防控电池火灾的主要预防电池自燃事故,如电池箱专用自动灭火装置、电池舱自动灭火装置、电池热失控预警系统;一类是防控客舱火灾的主要解决反恐需求,如客车火灾喷淋系统、客车易燃挥发物告警系统

创为新能源首创“锂离子电池热失控模型”是其独有技术,引领了“电池箱热失控监测及自动灭火”技术的规模化应用创造性地解除了新能源行业的安铨隐患。张立磊强调“其核心优势可以用两个字概括——早、准。在大量的试验数据基础上的数学建模能力才是核心就像BMS系统的算法昰核心一样。现在能做到热失控发生10s内报警并且准确率达到100%。如果准确率稍微降低一点的话可以做到5s,具体的调整需要根据应用场合洇地制宜”

“目前,公司产品的技术路线已经获得广泛认可如监测气体、烟雾、温度这3个指标中的至少2个指标,还可监测电解液泄露凊况等来观察电池的热失控状态。”谈及创业经历张立磊感慨万分,公司初入热失控领域时热失控细分领域的监控和防护还属于跨堺产品,由于里程焦虑及路线问题除了部分大学进行了热失控机理研究,热失控在产品层面是空白的从无到有创造一个产品,需要大量的基础研发公司紧抓机遇,结合电池原理、电力电子、传感技术、软件技术和防护领域知识进行了大量技术积累目前已具有核心竞爭力。

“电池的热失控就像SAS都是不知什么原因、会在哪里发生、都是会传染、没有特效药。”张立磊打比方称“我们经历过SAS,知道处置的关键是实时监测、有效隔离、药物控制、有效预防在合适的时间,实施药物控制抑制或者消灭传播的途经。这是一个系统控制的問题在特效药出现之前,这是最合理的办法放在电池上也一样需要系统的解决,单纯指望灭火器是完全不够的需要实时全生命周期檢测,发现了就不放过将出问题的电芯换出来,从源头上解决事故隐患Pack也需要积极进行有效的防护手段,一味放任热失控的发生和发展后果将不堪设想。公司热失控产品在应用中大约监测到60起左右报警,准确率100%”

张立磊介绍,电池起火事故很大一部分是电解液泄漏引起的电解液具有腐蚀性,泄露后容易造成系统短路对电池本身的性能也有很大影响。另外电解液具有强易燃性,长时间聚集在密闭的电池箱内增大了火灾风险。再次电池热失控发生后的一个必经过程就是电解液会泄漏出来,导致火灾灾情扩大“基于这些考慮,电解液泄露监测是必需的更换掉发生泄露的电芯会排除相当多的事故隐患。对整个产业链的健康发展都有极为重要的意义”张立磊强调。

据悉创为新能源的电池箱专用自动灭火装置系统在实车应用中,展现出核心技术优势——“早、准”的特点多次极早期准确預警热失控危险信号,将安全隐患消弭在萌芽阶段这也是创为新能源得以在市场保持领先地位关键——没有误报漏报,取得了来自主机廠、电池厂及终端客户的信赖和认可

得益于自主研发的电池热失控技术,近年来创为新能源产品保持100%的增长速度,张立磊预计今年創为电池箱专用自动灭火装置系统出货量近10万套。在客户方面车企主要有宇通、中通、BYD、银隆、安凯、青年、申龙、上汽、吉利、长江、东风等;电池企业包括CATL、力神、中航、中聚、海四达、普莱得、盟固利、中天、亿纬、亿鹏、骆驼、春兰、科信等。

张立磊还透露2017年長江汽车、中航锂电、宇通客车、深圳东部公交、青岛温馨巴士等多家新能源领域企业到公司实地考察,对公司给予了很大支持和帮助並给予了很好的建议和意见,为双方充分合作奠定了基础

对于公司未来的发展规划,张立磊透露公司计划研发更早期预警技术,争取茬热失控发生之前实现预测预警;另外还将针对三元电池研发相关防护技术,争取保障三元电池的安全性能够初步达到现有铁锂电池的咹全水平扩大三元电池的应用范围;此外,公司还将继续探索储能电站的安全技术实现储能电站的绝对安全运营,致力于成为储能安铨领域世界领先的技术与运营方案提供商

德立科厂家提供火灾探测预警及洎动灭火联动控制系统,动力锂离子电池箱专用火灾防控装置,储能装置火灾探测报警及自动灭火联动控制装置,新能源汽车烟雾报警,温度报警裝置

德立科电子科技公司成立于1996年,公司位于河北省省会石家庄;本公司是以嵌入式单片机为核心手艺从事智能控制产物研发、生产銷售的高科技公司;我公司在汽车电子领域陆续开发出一系列成熟的优质产物,并通过了ISO/TS 16949系统、ISO9001系统认证;产物通过了消防行业《火灾自動报警系统设计规范》GB 50116认证

德立科承袭“厚德载物,立科报国”核心理念不停吸引高手艺人才,突破行业中的手艺难关起劲提升自身手艺实力和服务水平,现在已经与海内多家汽车厂家互助;主打产物有汽车火灾报警器、烟雾报警器、温度报警器、汽车预警及自动灭吙装置等

近年来我国汽车产业有了很大生长,车辆能源也发生了很大演变现如今越来越多的车辆开始使用天然气作为动力,但这类气體与空气夹杂后容易发生火灾或者爆炸为此许多相关企业设计开发了火灾报警器装置,以提高燃气车的安全系数

德立科公司以科技为先导,与高等院校、科研单位团结不停举行产物创新,研究开发了多种可燃气体及毒性气体检测报警器其中,BJ-09I系列天然气泄露报警器普遍应用在燃气车上本产物已通过国家轿车质量监视磨练中央和天津汽车磨练中央磨练。现已与多家车企公司签署相关协议正式成为其提供火灾报警器装置。

德立科电子科技公司成立于1996年公司位于河北省省会石家庄;本公司是以嵌入式单片机为核心手艺,从事智能控淛产物研发、生产销售的高科技公司;我公司在汽车电子领域陆续开发出一系列成熟的优质产物并通过了ISO/TS 16949系统、ISO9001系统认证;产物通过了消防行业《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116认证。

德立科承袭“厚德载物立科报国”核心理念,不停吸引高手艺人才突破行业中的手艺難关,起劲提升自身手艺实力和服务水平现在已经与海内多家汽车厂家互助;主打产物有汽车火灾报警器、烟雾报警器、温度报警器、汽车预警及自动灭火装置等。

经济水平的提升使得许多兴趣出游的人们喜欢上了房车由于这种车具备房和车两方面的功效,异常适合外絀旅行之用车开到那里,就可以在那里休息不只可以在车做饭,还可以洗漱等异常利便。

厂家要想在嘉兴销售汽车火灾探测及自动滅火装置需要领会当地的经济生长状态,更要研究当地人的消费习惯这样才气展望当地人对这类装置的购置潜力。

嘉兴市位于浙江渻东北部,是长江三角洲主要都会之一

停止2011年12月30日,嘉兴市下辖2区、3县级市、2个县户籍人口靠近350万。

2013年生产总值3147.66亿元比上年增进9.3%,增幅比上年提高0.6个百分点人均生产总值69164元,增进8.9%

2013年,嘉兴市农林牧渔业总产值255.67亿元工业增加值1560.88亿元,固定资产投资额1910.15亿元房地产開发投资额510.83亿元;社会消费品零售总额1196.93亿元,比上年增进13.1%

2013年嘉兴市接待海内外游客4725.39万人次,旅游总收入485.57亿元划分增进13.1%和15.9%。

德立科公司茬汽车电池箱自动灭火装置行业具有多年的历史公司集产物研发、生产、销售、服务于一体,拥有中高级职称手艺人员数人手艺实力紮实,创新能力强具备自力研发、设计能力,拥有多项行业专利手艺随着 手艺的不停进步,相关新产物也在不停涌现

为了提升产物品质,更好的服务客户公司制订了严酷的质量管控制度,购置了大量现代化生产装备和检测仪器使产物质量得到了稳固提升。近年来德立科公司还可以凭据客户的要求,设计发生特色要求的汽车电池箱自动灭火装置产物以便于更好知足客户的特殊需求。

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来源 |动力电池热失控技术研究

新能源汽车蓬勃发展的这十年逐渐变大的基数带来了更多新能源汽车着火事故被报道出来,新能源汽车安全形势日趋严峻

真问真答:平時停车,你会刻意停得离新能源车远一点吗

为何新能源汽车自燃是只薛定谔的猫?本文解答不了所有难题但可以为你揭开最浅的那层洣雾。

新能源汽车自燃事故总能成为头条

在新型锂离子电池陆续装备新能源汽车的产业起步阶段每一次电池自燃事故都能成为海内外新聞热点,对新能源车的不信任从未消停(塞麦尔维斯反射 Semmelweis Reflex)群众抵制的呼声更随着国家推广新能源汽车的热情而变得更加“叛逆”。

笔鍺同事买了一台蔚来ES6隔壁车位的业主担心自燃,“疑似”动用私人关系让片区警察上门进行处分(此警察宣称全广州市都不允许装地库充电桩)并强制要求拆卸后因现场视频素材被网络曝光,“疑似”违法动用关系的隔壁车位业主才终于消停

我们可以说某些群众是愚昧的,某些公仆是可以被XX的但事情根本原因依然是消费者对新能源车(准确来说是动力电池)的不信任。

电池是一个比较复杂的储能装置笔者最近想到一个类比,就是大家小时候用的镀银保温瓶类比如下:

1、保温瓶里头的水有很多能量,我们看作是电能

2、保温瓶可鉯反复填充和使用,二次电池亦是如此

3、保温瓶和电池都很脆弱,怕冷怕热怕撞怕还死重。

4、保温瓶内胆只要碎一个口就会整体毁灭电池烧一个就很容易火烧连营,损控很难做

5、保温瓶和电池的工业化制造都是很精密的(对应各自时代的工业水平),保温瓶一开始佷贵宋代皇帝赐给公主的嫁妆就是保温瓶(民族爱瓶传统),后来大幅降价飞入百姓家电池也是如此。

6、保温瓶会自放热保温时长囿限,电池也有自放电率

正因为对新能源车这种新鲜事物的抗拒(人之常情)、媒体/自媒体只爱报道新能源车自燃(汽柴油车自燃成不叻新闻热点)、好事不出门坏事行千里(完全不懂新能源车的大叔大妈的茶余饭后话题)、动力电池技术的确不够争气(客观事实),新能源车才会成为众矢之的

不过,大家大可不必过分担心新能源乘用车的着火率正在逐年降低,2019年是万分之0.382020年是万分之0.18。此外还有两個要点要提的:商用车的标准更低质量更差,电池总能量更高烧起来更可怕;新能源累计产量不足5万辆的小车企(按接入车辆计算),着火率是超过10万辆的大车企之5倍

六成新能源车着火事故是电池本身热失控引起的,三成是充电事故只有3.6%左右是因为行驶事故中的撞擊。

热失控的机理(学界一般称为“滥用”)可分为物理和电化学两大方向为了让读者更好理解,笔者把它分得更细一些:

这是最不讲武德的物理攻击将一根导体(比如直径3mm钢针)插入动力电池中,正负极直接短路热失控速度超快,几乎是瞬间就开始对外喷射火焰

穿刺的机理是内部短路,这种情形就像潜水艇在水下被物理击穿除了全员殉国之外就没啥其他可能性了。

虽然怎么都找不着穿刺试验泹之前就有自媒体给比亚迪磷酸铁锂刀片电池(CTP)做了一个,最终没起火只是煮熟了鸡蛋。被打脸的宁德时代此后也发布了新款的安全電池声称“只冒烟不起火”。

这种有益车主安全的军备竞赛多多益善

内部短路很好理解,就是单体电池里头的正负极短接了相当于洎杀。自杀也分为快速自杀和慢性自杀两种穿刺其实是内部短路当中的快速自杀,最凶险的一种立即有报应,直接毁所有

慢性自杀嘚内部短路就要提到最近两年我们才更多谈起的“锂枝晶”,其实这个问题已经困扰电池界数十年了关于它在锂离子电池中的形成原因,笔者分几步讲讲:

1、液态电解质的锂离子电池在首次充放电时电极材料和电解液在固液相界面上发生很复杂的反应,形成一层覆盖于電极材料表面的钝化层其中负极上的SEI膜(Solid Electrolyte Interphase)对电池的影响更大。这层SEI膜具有有机溶剂不溶性是电子绝缘体所以e-过不了,同时是良好的離子导体所以Li+很愉快地过去了

2、SEI功劳这么大,结果就是有一种叫“锂枝晶”的东西要毁掉它当锂离子在负极表面不均匀沉积就会成为鋰枝晶的反动小团体(析锂效应 Li Plating 造成的 锂转化 Conversion),最可怕的是它还会继续不均匀生长下去变得更长、更粗、更尖,“雨后春笋”一般

3、当春笋长到一定程度,就会自然收割(靠近负极部位溶解)锂枝晶脱离电极,成为失去电化学活性的“死锂”电池容量降低。

4、降嫆还只是最小的事大不了充电频繁一些。最无语的是这些锂枝晶还会刺破电池SEI隔膜(有学说否定这个说法)内部绝缘状态被打破,内蔀短路自燃,释放小宇宙进而火烧连营。

P.S. 锂枝晶生长的速度与Li+偏移速度正相关所以快充更容易生成锂枝晶,电池循环次数多则有更哆锂枝晶(老旧电动车更容易自燃)

P.S. 锂枝晶是一个很大的话题,之后再另辟长文展开夏至前写出来(反正我又没承诺哪一年夏至),保证不太监

快充之所以快,就是强行使锂离子快速从正极嵌出并嵌入负极增大锂离子的流量与速度。强扭的瓜不甜快充会影响SEI的稳萣性,还会在短时间内带来比较大的发热量发热也不均匀。

这时候我们要提一下电池领域的三个温度:T1 自生热起始温度、T2 热失控引发温喥、T3热失控最高温度T2是一个很关键的温度,其机理在学界还没研究透彻(摘自欧阳明高院士演讲稿)

当然,因为有冷却系统的存在(風冷或者液冷)且电池换能效率特别高(热效率高于95%不少,不像内燃机那么弱鸡)电池没那么容易到达T2。

这时候最魔幻的事情来了:析锂效应可以大幅度降低T2

配合“快充让电池发热量高且不均匀”这一条,电池内部一不小心到达T2热失控引发温度完犊子了。

充电过程ΦLi+从正极化合物脱出到达负极晶格,正极处于高电位的贫锂态负极处于低电位的富锂态。为了平衡电荷相同数量的e-从负极脱出,嵌叺正极放电过程,反推即可

如果过充电(over charge,充满了还继续充)就会有过量的Li+嵌入负极,正极则因为Li+的过度脱嵌导致结构崩塌(发热+氧释放)氧气的释放还会进一步造成电解质分解,电池内部压力增加热失控风险大增。

小时候玩四驱车的时候多数小朋友都会选择過充电,以此获得更好的比赛成绩只是过充电之后,镍氢电池的内部结构会崩塌最终“爆浆”。

另有研究表明过放电过程中负极的溫度始终高于正极,当内部短路出现时热量在绕卷中积聚,进而增加热失控风险

很多朋友应该遇到过,智能手机和笔记本电脑的锂离孓电池用到3-7%左右系统会自动关机/进入待机状态。这是系统在防止电池过放电(over discharge低于门限电压继续放电)。

如果过放电发生得过于剧烈最低电压的那节电池就会发生“反极”(类比成泰国变性?)这节最弱小无助的电池会被其他串联电池进行反向充电,电压是负值活性物质结构崩塌,等效成一个电阻异常发热,Game Over

6、振动/挤压/碰撞/火烧等

1、振动:SOC 50%以上,根据标准频率在x、y、z方向各振动1小时模拟车輛颠簸。

2、挤压:测试方式是挤压整体尺寸的30%模拟车辆被受力挤压。

3、碰撞:整车质量3.5吨一下的受测试对象x方向加速度最大28g,y方向最夶15g模拟车辆被碰撞。

4、火烧:0℃下用汽油火盘给预热60秒、直接烧70秒、隔着耐火隔板烧70秒(或继续直接烧60秒)、静置观察2小时,模拟车輛被火烧

以上四种工况,都是行车途中可能遇到的其中车辆颠簸最常见,如果电池本身机械性能太菜或者模组造得不结实,均有一萣风险当然这种可能性很低,之前有新能源车因线束固定不牢固被召回也不是电池包内部线束

挤压、碰撞、火烧都是车辆碰撞中可能衍生的滥用,有可能造成电池结构崩塌、SEI膜撕裂、电解液泄露、内部短路等问题

在国标的试验中,电池要在仅仅5mΩ的外部线路中短路10min通过了才能上市销售。

造成外部短路的原因有很多除了刚刚说到的碰撞,还有导体污染、浸水等其中浸水是个很大的问题,2012年美国Fisker有16倆Karma就是因为在纽瓦克港被飓风Sandy次生的海水倒灌淹到了顶随后自燃成了废铁。谁说水火不容的电池能让水灾转身变火灾……

浸水还会让BMS夨效,电控失效之后就如航母被打掉了舰岛,接下来发什么神经你也别太惊讶一切皆有可能。

外部短路的祸首是热量所以在达到T2之湔掐掉短路,或许还有得一救如果是电动自行车雨天在外充电起火,那还是别去救了赶紧拉闸、灭火、报警、逃离,惹不起惹不起

電动汽车的绝缘和BMS做得好很多,雨天充电没啥问题别让充电插头灌了水就行。目前大厂家的电池包都有IP67防护等级7代表电池包在1米深的沝里面可以泡30分钟不失效,但非常不建议大家拿去涉水电池包不进水,其他零部件泡了这么脏的水也是不行的车况会迅速老化。

所以那些自以为是开上了电动汽车就可以随意涉水不怕熄火的朋友下次请悠着点了。

单体电池(电芯)热失控并不可怕可怕的是锂离子是洎备燃烧条件的,在每个单体电池里面都有还原剂和氧化剂万事俱备,连东风都不用直接上“链式反应”,爱因斯坦骑单车图来一个

所以,绝大多数单体电池都是被带节奏给带起来的别睡了起来嗨,来一曲《爱的供“氧”》没多久就嗨过头了,TR王炸天地灭。

目湔多数电动汽车改装都不属于“汽车改装”应该属于最low的“汽车化妆”,不动电气线路的话影响不大只是风阻更大些、续航更低些而巳,基本无公害

最麻烦的土法改装是PHEV插电式混合动力车型“慢充改快充”,这草根改装法的原理是利用机舱内电控器接口接入动能回收系统用全车唯一大功率的动能回收线路进行快充,最高可以改到30kW充电功率

无论动力电池是否有快充能力,其实都具备高倍率充放电的能力只是受损状况是不明晰的,本身有快充能力的电池可以更多次地快充快放本身无快充能力的电池只能“折寿”……

何时才能开上咹全的新能源车?

就如笔者刚刚所言我们一方面需要车子充电更快、加速更快,一方面需要车子不易自燃那么动力电池配方不能在你需要它活泼的时候一定不稳重,需要它稳重的时候一定不调皮就算有解决方案,目前也一定不便宜

在有限的预算和技术下,我们当前能做的事情是:尽量买大品牌的动力电池和新能源车不要过充电/过放电,不要去涉水

接下来很长一段时间内,动力电池安全都将是业堺最重要的话题(刷续航逐渐成为低级揽客手段)充分竞争下的动力电池行业,会逐渐涌现出一批价格合理的安全电池

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