新能源汽车渗透率的快速提升,使得整车安全事故也渐渐增多。根据相关车辆事故梳理后发现,出现事故的主要原因包括电池部件老化、外部碰撞、高温天气、电池热失控、高负荷等。其中,用火用电因素所导致的火灾占一半以上。
另一方面,从终端来看,安全、续航、充电、成本和残值仍然是影响消费者购买电动汽车的主要顾虑,而其核心对象仍然是需要从动力电池着手。
底部防爆阀设计成新趋势?
日前,蜂巢能源之前在其电池日上正式发布的“龙鳞甲电池”,此款电池系统的一大特点就是电芯防爆阀设计与传统设计相比有了改革性创新,“龙鳞甲”采用的电池防爆阀安放于电芯底部。现阶段,电池企业的习惯仍然是将电池防爆阀设计在顶部。电池防爆阀在顶部,对整个电池框架的设计来说,在单电芯热失控中,就要求电池防爆阀的上方需预留泄压通道,把电池热失控的气体引导到侧面或者底部排除。然而这一过程中这些高温极易蔓延到电芯或者电气单元,进而使得电池安全隐患再次增加。事实上,针对这一问题,我们国内的车企已经在尝试改变。上汽集团的魔方电池,就是将“电芯躺着放”。躺着放的一大好处就是电芯喷发口不再向上,改为侧向喷发到底部托盘结构上,减少蔓延至周边电芯的风险。无独有偶,作为新晋电动汽车制造商的小米,也发布了新车预告,其电池防爆阀同样也设立在电池底部。
电池包要更安全,热电分离是迭代方向
常规电芯防爆阀和极耳在同一边,热失控泄压区与高低压线路处于同一区域。一旦一个电芯出现热失控,喷发物非常容易在泄压通道堵塞,造成高压短路。因而,要做到电池包真正的不冒烟,甚至不起火,热电分离必然是其电池的发展趋势。防爆阀设计在电芯底部,基于当前电池、整车企业基于电池热失控的研究和安全设计其实已经非常成熟了,但是电芯一旦出现热失控,喷发出来的气-液-固混合体非常容易引起热失控的“二次危害”,其中由“电”造成的二次危害是最严重的,像电弧(击穿金属板、烧熔金属板等)、短路、绝缘失效等,“在这种情况下,本来可以压制住的热失控,瞬间就变成无法控制了。”
而不管是将防爆阀安装在电池上方还是下方,它们的关键作用都是在电池内部气体过压或温度异常时,通过阀门迅速排放气体,保护电池的安全。从技术上来说,无论防爆阀安放在电池的哪个位置,其工作原理和效果是一样的。最后,根据实际情况和安全要求,选择将防爆阀安置在电池的上面或下面都是可以接受的。关键是在实际应用中,要根据电池的特性、工作环境和安全标准等因素来综合考虑,并保证防爆阀的正常工作和安全保护功能。
而随着新能源车型不断增多以及电池防爆阀的生产成本逐渐增高,电池厂商寻求到能与之匹配的防爆片生产商会有一定难度,就算通过测试后,也需要很长时间验证它的可行性,对于整车企业来说,自然又增加了匹配、采购的难度。
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