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探究动力锂电池系统安全性问题之扩展

导读: 在前两文中,我们对锂动力电池近些年的安全事故进行了回顾与分析,并对安全问题的“演变”和“触发”层次进行了分析,这里我们继续与大家分析安全事故最后一个层次”扩展“的机理。

在前两文中,《探究动力锂电池系统安全性问题之演变》《探究动力锂电池系统安全性问题之触发》我们对锂动力电池近些年的安全事故进行了回顾与分析,并对安全问题的“演变”和“触发”层次进行了分析,这里我们继续与大家分析安全事故最后一个层次”扩展“的机理。

4.锂动力电池安全事故扩展

热失控触发后,局部单体热失控后释放的热量向周围传播,将可能加热周围电池并造成周围电池的热失控,也称之为热失控在电池组内的“扩展”。单体电池热失控所释放的能量是有限的,但是如果发生链式反应造成热失控的扩展,整个电池组的图6 事故触发的分类 能量通过热失控释放出来,将会造成极大的危害。

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图4、图5 所示的25 A·h 三元锂离子电池(具有约0.1kW·h 的电能)热失控时释放出的能量约为630 kJ,相当于0.15 kg TNT当量。对于一个具有60 kW·h 的纯电动车的动力电池系统而言,如果所有单体由于热失控扩展而释放出全部能量,将会相当于释放出90 kg TNT当量的能量。也就是说,热失控扩展一旦发生,造成的危害将会很大。因此,人们需要防范热失控扩展的发生,把热失控局限于部分单体。

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热失控扩展的机理

从能量守恒的角度而言,当热失控单体的周围电池受到的热失控扩展造成的加热功率大于其本身的散热功率时,受到加热的周围电池的温度就会升高,继而发生热失控触发。如图7(a)所示的方形电池模块内,热失控扩展过程中的热量传递有3条可能的主要路径:

1)相邻电池壳体之间的导热;

2)通过电池极柱的导热;

3)单体电池起火对周围电池的炙烤。

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责任编辑:LGM
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