鉅大LARGE | 點擊量:2649次 | 2019年11月21日
電池的內部短路有多可怕?造成熱失控分分鐘造成自燃事故!
內短路觸發熱失控
波音787客機曾因電池爆炸起火。在查找事故原因時,發現電極和隔膜上有金屬物,產生了內短路。雖然專家無法100%確認熱失控是由內短路觸發的,但它是最可能的原因,因為找不到其他原因,且內短路沒辦法浮現。
電池制造雜質、金屬顆粒、充放電膨脹的收縮、析鋰等都有可能造成內短路。這種內短路是緩慢發生的,時間非常長,而且不知道它什么時候會出現熱失控。若進行試驗,無法重復驗證。目前全世界專家還沒有找到能夠重復由雜質引起的內短路的過程,都在研究當中。
要解決內短路問題,首先要找到產品品質好的電池廠商,選擇電池及電池單體容量;其次對內短路進行安全預測,在沒有發生熱失控之前,要找到有內短路的單體。
這意味著必須要找到單體的特征參數,可以先從一致性著手。電池是不一致的,內阻也是不一致的,只要找到中間有變異的單體,就可以將其辨別出來。
具體而言,正常的一個電池的等效電路和發生了微短路的等效電路,方程的形式實際上是一樣的,只不過正常單體、微短路的單體的參數發生了變化。可以針對這些參數來進行研究,看其在內短路變化中的一些特征。
其中特征之一就是內短路單體的電勢差,比較其內阻跟其他單體的差異。歐陽明高提出,研發人員要利用模型來進行單體的辨識。在測出每個單體的電壓、電流后,利用這些數據再結合模型,就可以把每個單體的內阻預估出來。再把單體的參數全部預估出來后,根據參數的變化,便可以判斷其一致性是否發生了顯著性變化。
機械觸發熱失控
碰撞是典型的機械觸發熱失控的一種方式。特斯拉屢次發生起火事故就是這個原因。歐陽明高透露,清華大學跟MIT共同合作對特斯拉在美國的碰撞事故進行過分析。如果在實驗室進行碰撞的一個仿真,最接近的是針刺。
解決碰撞觸發熱失控的辦法就是做好電池的安全保護設計。而這需要研發人員先了解熱失控的發生過程。