新能源汽车动力电池安全问题分析及解决策略
摘要:近年来,我国的汽车行业有了很大进展,新能源汽车也越来越受到重视。动力电池是新能源汽车的关键零部件,电池安全性能对新能源汽车产业安全健康发展有至关重要的影响。本文就新能源汽车动力电池的安全问题以及解决策略进行研究,以供参考。
关键词:新能源汽车;动力电池;安全问题;解决策略
引言新能源汽车起火
现如今,新能源汽车企业研发主要集中在电池安全功能,并且我国已经生产出质量可靠、应用寿命长、安全性高、成本低的高效新能源电池。要想从根本上解决安全问题,还需围绕新能源汽车动力电池特征、安全问题引发诱因等,制定出完善电池安全管理体系、安全防范机制,充分维护电池应用稳定性,为人们行驶安全保驾护航。
1新能源汽车动力电池安全问题
1.1新能源电池热控问题
新能源电池使用中一旦出现热失控问题,容易引发自燃,严重影响驾驶人生命安全以及财产安全。所以需要针对新能源电池热失控问题有综合认识,导致出现电池热失控的原因主要为:当前新能源汽车企业数量迅速增加,然而电池使用投入金额数量较大,部分企业会将此部分业务整体承包给电池生产厂商,电池生产后经过检验合格才能够到厂家,完成整个车辆的组装工作。在这一方式的应用下容易导致技术上存在不匹配,电力供应和终端用户参数之间有所差异,时间越长电池出现热失控的风险越大。同时在电动车使用中,提速以及加速比较快,部分驾驶人员为获取驾驶激情,会针对电池组实施改装,改装后电池供应电压也会有所改变,和原厂家配置参数存在不同,进而导致电池组运行和充电参数出现改变,进而引发出现电池热失控。关于环境对新能源电池热失控的影响,主要是受到电池结构特性的影响,在高温环境下,SET膜、EC以及电解液等会出现分解,电解液的分解物也会和正极、负极发生反应,电芯隔膜进而被融化分解,各种反应的产生会引发出现大量热量。隔膜融化也会导致出现内部短路,随着电能量的释放也会加大热量生产。在以上累计过程中,进而出现相互增强的破坏作用,最终导致电芯防爆膜破裂,喷出电解液,发生燃烧。其中三元系电池和磷酸铁锂电池相比,正极材料更容易出现分解反应,释氧过程中会进一步加快发生热失控。
1.2生产环节的安全问题
新能源汽车动力电池生产环节中,安全管理与电池安全运用有着直接联系,一旦在操作中没有对其加以管控,也没有采用科学测试维护电池运行稳定性,极有可能对新能源安全行驶造成极大威胁,甚至还会引发一系列安全事故。比如,我国新能源汽车补贴政策是一年,与汽车供应商开发时间不对等,特别是在使用化学材料过程中,体系改革已经超出一年限制,但是企业为了得到相关补贴,极有可能在生产操作期间过于随意,恶意减少测试检测时间,很难在后期使用过程中确保电池安全可靠。除此之外,一些新能源汽车制造商为了减少产品研发时间,刻意采用物理措施,比如降低电池隔膜厚度,增加活性材料厚度,尽管在实际中增加电池能量,对电池安全性造成很大影响,从而对其电池安全运用带来极大破坏。
1.3机械因素
由于机械问题所引发的电池安全问题包括振动、挤压和碰撞。在驾驶电动汽车时,出现交通事故碰撞,可能会导致电磁波在外界压力的影响下引起电池内部出现短路和漏电,进而引发安全事故。若是此时电动汽车为停放在原地的状态,在静态挤压的影响下,有可能会出现电解液泄漏,导致电池内部短路。在电动汽车行驶时,其面对的不确定性因素较多,路况较为复杂,例如车辆的剧烈振动及在道路中的大幅度跌落,都会引发电动汽车的电池鼓包、起火
问题。碰撞是导致电池起火的重要原因之一,在电池出现碰撞的一瞬间,电池剧烈变形,在遇到明火之后,引发起火甚至出现爆炸。碰撞问题的出现,除了会引发火灾,甚至会导致高压电池漏电,因此为进一步确保出现碰撞之后动力电池不会出现爆炸问题,需要进行相应的测试,发挥预防工作的价值。
2新能源汽车动力电池安全问题的解决策略
2.1电池热能失控的分析与应对
第一,设置安全阀,同时也需要严格把控安全阀压力值范围;第二,安装热敏电阻,以免出现电池过充或者短路问题;第三,实现BMS精确热管理,电池使用中也可以积极采用水冷、风冷等实施电池降温;第四,在电解液中适当添加添加剂,以能够有效降低电解液的可燃性;第五,提升SEI成膜质量,比如可以适当的在电解液中添加LiCF3SO3等,以能够进一步提升SEI中的无机成分;第六,阻止正极材料和电解液发生反应,比如可以在电解液中使用添加剂或者采用材料实施正极材料包覆;第七,提升隔膜熔点,比如可以在隔膜两侧涂陶瓷层;第八,提高新能源电池使用规范性,减小或杜绝过充、过放电等人为因素影响。
2.2完善充电安全管理工作模式
为了达到电池充电的安全管理效果,必须不断创新管理方法,严格规范电池应用行为,在使用前也会对应用者进行专门电池安全使用培训,围绕充电注意事项、充电操作等开展培训。值得注意的是,在培养过程中时刻提醒使用者不能私自改装电池,否则会面临重大安全事故。另外,要求使用者定期对新能源汽车电池进行保养维护,实时排查故障,及时掌握其安全隐患以及排查情况。当汽车底盘受损、激烈撞击、雨水浸泡等情况下,提醒使用者快速在附近维修点进行整体检查,指导使用者在充电过程中到安全问题引发的具体位置,强化管理力度,充分保障新能源汽车电池应用安全。
2.3企业应高度重视技术投入,加强安全监测工作
建议企业持续加大安全技术研发力度,加深产业链上下游企业协同合作,多维度融合各层级安全技术,从本征、主动和被动三个层面提高产品安全性能;企业应进一步优化安全监控平台建设,提高安全监测能力,实现动力电池全场景、全生命周期的安全监测,大幅提升监测平台的安全预警能力,做到根据事故危险程度合理划分风险等级,并建立相应的事故报警及应急处理预案;整车企业应结合自身销售情况,对早期未接入监测平台的车辆研究制定相关应对方案,考虑通过以旧换新、免费安全检验等优惠政策鼓励用户定期维护,消除潜在安全隐患;做好用户使
用指导,完善新能源汽车用户使用手册,针对不同工况、不同倍率充电等使用场景,进一步明确用户使用要求,帮助消费者建立良好的车辆使用习惯。
2.4满足市场高需求
在新能源汽车动力电池中,锂电池具有高效锂金属特征,但是同等锂电池性能只有铅酸电池的20%,所以科学运用锂电池能够为新能源汽车功能设计、制造生产等方面提供更多发展空间,充分满足各渠道客户需求,实现多元化新能源汽车设计。除此之外,锂电池具有良好绿环保特点,与新能源绿环保节能概念完全相符,并且在以后发展中可以根据市场需求进一步更新锂电池产品,不仅延长新能源汽车电池应用期限,还能提高应用安全性。
结语
在新能源汽车产业发展进程中,不断提升产品质量已成为一道“必答题”。“三电”系统是电动汽车的核心,电池是“三电”系统之一,其品质重要性不言而喻。在新能源汽车步入市场化驱动的新阶段,期待电池产品质量能与销量齐头并进,真正让消费者买得放心、用得安心。只有这样,新能源汽车行业才能持续健康发展。
参考文献
[1]胡惠芝.新能源汽车动力电池企业资金管理存在的难点及对策建议[J].财经界,2021(31):101-103.
[2]辛明华,王军雷,吕惠.基于专利分析的新能源汽车动力电池热管理技术发展现状分析[J].汽车文摘,2021(11):25-28.
[3]冶存良,王学军.我国纯电动汽车产业发展瓶颈问题综述及发展建议[J].时代汽车,2018(10):66-68.