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电动汽车储能装置防火永远在路上

发布日期:2018-07-10    阅读次数: -

一、电动汽车的构成  

要分析电动汽车火灾的原因,首先应了解电动汽车的构成。电动汽车由电力驱动系统、电源系统和辅助系统等三部分组成。电力驱动系统包括电子控制器、功率转化器、电动机、机械传动装置和车轮,其功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能,并能够在汽车减速制动时,将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。电源系统包括电源、能量管理系统和充电机,其功用主要是向电动机提供驱动电能、监测电源使用情况以及控制充电机向蓄电池充电。目前用于电动汽车上的电源主要是蓄电池,其次是燃料电池。蓄电池是能量存储装置,通过外界充电实现储能;燃料电池是能量生成装置,通过化学反应产生电能,被认为是最有发展前途的电动汽车动力源。辅助系统包括辅助动力源、动力转向系统、导航系统、空调、照明、除霜、雨刮和收音机等,借助这些辅助设备来提高汽车的操纵性和乘员的舒适性。  

二、电动汽车的火灾原因分析  

由上文可以看出,除动力驱动系统之外,电动汽车的其他构造与燃油汽车基本一致,因此二者的火灾危险性也大致相同。电动汽车的电气系统发生电气故障,动力系统发生机械故障,均能引发汽车火灾。与燃油汽车具有共性的火灾原因,在此就不详述了。上述3起案例中,我们可以看出,电动汽车火灾与燃油汽车火灾相比,具有一定的特殊性,因为它们大都是由电力驱动系统或电池引发。电动汽车燃料电池的燃料储存在压力容器内,汽车发生碰撞后,压力容器和燃料供给系统内的燃料存在泄露后引发爆炸和起火的危险。接下来,我们再来分析一下电动汽车在不同的模式下发生火灾的主要原因。  

(一)正常充放电  

此情况下如果发生着火的状况是属于电池本身的问题,在电池连续的充放电过程中。使得电池中缓慢释放出氢气和氧气,由于氢气的爆炸极限比较低,如果在某个密闭空间内聚集,遇到火源时,将会产生燃烧爆炸的情况。另外由于电池在充放电时,会持续的发热,如果处理不得当,随着温度的上升。可能会使电池本身变形,造成电解液的泄露,之后可能会造成短路等故障,以至于发生燃烧爆炸。  

(二)正常行驶条件情况下  

在正常行驶条件下,电动汽车发生火灾事故的可能性很小,但是相比传统汽车,增加的电池也同样的增加了电动汽车的危险系统。对于现在大部分采用锂离子电池的电动汽车,大电流放电降导致电池排放大量可燃气体,而电池的温度也随之升高,电池燃烧的可能性很大。  

(三)发生碰撞时或者翻车时  

电动汽车在碰撞或者撞车时,由于电池受到很大的冲击力,可能受到挤压,穿刺等损坏,由于电池内部压力过高,如果电池本身有设计缺陷。因此在此极端的情况下,发生燃烧,爆炸,电击的情况是最大的。尤其是锂离子电池的负极材料,一旦因为电池外壳损毁与空气接触,有极高的可能发生剧烈氧化甚至燃烧爆炸。因此,电动汽车,尤其是锂电汽车,其电池组务必要设计在最不容易遭遇剧烈碰撞的地方,且必须尽可能采取各类保护措施,防止电池组在事故中,直接遭受剧烈的撞击和挤压。

汽车碰撞时会发生很多不可预测的情况,对于电动汽车的安全更是如此。由于整个电池包是由众多的的零件和小电池组成,某个小零件在碰撞时发生位移或者破损都会导致严重的后果。而当碰撞速度更高时,传统汽车也将不堪一击,更何况电动汽车。  

(四)涉水时  

当汽车遇到暴雨或其他涉水情况时,电池间的接线或者电机控制系统就可能会由于水或者水汽的的侵蚀,造成短路,导致漏电。一旦短路,电池温度迅速升高,引起爆炸或者燃烧的可能性就很大。

三、电动汽车的火灾预防

热失控,是指蓄电池电流和内部温升发生一种累积的互相增强的作用而导致蓄电池损坏的现象。狭义的热失控,其主体指的是单体电芯;广义的热失控,其主体指的是PACK。

引起动力锂电池热失控的因素主要有外部短路、外部高温和内部短路。

外部短路,实际车辆运行中发生危险的概率极低,一是整车系统装配有熔断丝和电池管理系统BMS,二是电池能承受短时间的大电流冲击。极限情况下,短路点越过整车熔断器,同时BMS失效,较长时间的外部短路一般会导致电路中的连接薄弱点烧毁,很少导致电池发生热失控事件。现在,比较多的PACK企业采用了回路中加装熔断丝的做法,更能有效的避免外短路引发的危害。

外部高温,由于锂离子电池结构的特性,高温下SEI膜、电解液、EC等会发生分解反应,电解液的分解物还会与正极、负极发生反应,电芯隔膜将融化分解,多种反应导致大量热量的产生。隔膜融化导致内部短路,电能量的释放又增大了热量的生产。这种累积的互相增强的破坏作用,其后果是导致电芯防爆膜破裂,电解液喷出,发生燃烧起火。

内部短路,由于电池的滥用,如过充过放导致的支晶、电池生产过程中的杂质灰尘等,将恶化生长刺穿隔膜,产生微短路,电能量的释放导致温升,温升带来的材料化学反应又扩大了短路路径,形成了更大的短路电流。形成了累积的互相增强的破坏,导致热失控。

德立科火灾探测报警装置系统 BJ-FD-05 系列

   产品特点

采用高灵敏度传感器,可以在火灾发生前探测到电池箱内的烟雾和 CO 浓度的存在。

实时采集监控环境内的空气环境,发现异常及时上报。

采用 CAN 总线连接方式,可直接与 BMS 通讯,且布线方便,可灵活挂载多路报警器。

采用 CO、烟雾和温度三级预警,精确监测电池箱内空气,杜绝误报、漏报现象。