創為新能源總經理張立磊認為:在電動汽車行業中,“公交先行”帶來了新能源客車的大量應用,燃燒和爆炸事故也屢見不鮮,客觀上這是必然的,不是單純由于電芯、PACK、客車質量不過關,而是樣本達到一定數量和時間,由于人們對新事物(熱失控)機理的認識有一個過程,此類事故必然出現。

新能源汽車生死關已到 起火事故開啟辨別技術真偽

8月26日晚6時22分,在安徽銅陵市,公交總公司一輛開往老洲換乘中心方向的38路公交車(G13583),在五松隧道內行駛過程中,儀表盤故障燈報警(一級故障),車輛突然無法移動,并伴有電池爆裂聲響和火光。駕駛員當即果斷切斷電源,疏散乘客,當時車內僅有2名乘客。幾分鐘后車輛開始冒濃煙,稍后自動滅火裝置啟動將火熄滅,其間伴有爆鳴及明火。據現場采訪,從今年三月份起,大概發生五起(車輛著火爆燃)了。

此前數月內,國內外多個品牌的新能源汽車出現著火事故多達十余次(僅限公開報道的,為報道的還很多)。隨著新能源汽車保有量的逐漸增大,按照安全事故發生概率來測算,著火爆炸的事故一定會越來越多。一方面是國家鼓勵發展使用新能源汽車,另一方面是頻發的著火爆燃事故不斷打擊消費者的信心,引來消費者的嘲諷。

新能源汽車的消防安全,以后會怎么發展呢?關注已經犯過的錯所,可以幫助我們辨別技術的真偽;關注下一步如何正確行事,那任何一個事故,都是技術進步的起點。

一、純電動汽車熱失控引發起火爆炸原因

創為新能源產品圖

創為新能源產品圖

國內動力電池熱失控監測預警技術及自動滅火的創領者——煙臺創為新能源總經理張立磊認為:在電動汽車行業中,“公交先行”帶來了新能源客車的大量應用,燃燒和爆炸事故也屢見不鮮,客觀上這是必然的,不是單純由于電芯、PACK、客車質量不過關,而是樣本達到一定數量和時間,由于人們對新事物(熱失控)機理的認識有一個過程,此類事故必然出現。

新能源汽車生死關已到 起火事故開啟辨別技術真偽

2017年以前,乘用車此類事故較少出現,是因為樣本使用時間和數量未達到而已。進入2018年,乘用車著火爆炸的事故一起接著一起,安全保障技術的缺陷,已經影響了人們對純電動汽車使用的信心。

6-西格瑪過程控制允許每百萬只電池故障概率3.47。每輛車按500只電芯計算,故障概率為1.74‰,其絕大多數表現為燃燒。從行業長期發展的角度出發,傳統的消防及滅火措施,對動力電池是沒有效果的。要從根本上解決問題,需要全行業乃至全社會增強對動力電池熱失控機理和預警及控制方法的認識,這是抓住問題的根本,有助于徹底解決安全隱患的措施。

熱失控根本上來說,是熱量聚集引發的,且由互相疊加而加劇。如果能有效提高散熱效果,并且采取某種措施斬斷“互相疊加”,從而將電池溫度控制在一定范圍內,則會出現一款安全的電池。這正是從業者孜孜不倦的追求。業內為此進行了不懈的努力,并且初見成效,例如良好的熱管理設計,最近的內部短路器等,但是,仍然不能從根本上解決問題。

二、偽技術帶來的災害是不可控的

防范純電動汽車起火爆炸事故,首先需要排除的一個錯誤邏輯是:電池起火是必然的,關鍵在于滅火。

鋰電池熱失控問題的防控措施是一個系統工程,正確的做法是:預防為主,滅火為輔。眾所周知,動力電池是儲能單元,其火災是由內存的電能和化學能轉化而來,電能和化學能消耗未盡時,其熱量處于持續散發階段,此階段滅火效果極為有限。尤其是三元電池,電池火災發展極為迅猛,且本身釋氧,火勢發展起來后基本無法撲滅。當然,采取一定的針對性方法,是可以抑制火災的產生和蔓延的。

最重要的措施,也是最有效的辦法就是應用早期預警技術。“發展早期預警的監測技術是美國能源部的優先考慮,以提供人員反應時間。這個時間避免因單體電池失效而傳遞給其他電池造成更大的災難是極其關鍵的?!保绹茉床繃夷茉磳嶒炇摇峨妱榆囉眯铍姵啬K安全路線圖指導》)。

新能源汽車生死關已到 起火事故開啟辨別技術真偽

如果安徽銅陵這次著火爆炸的車輛配置有電解液漏液檢測技術,如果車輛配置的電池箱滅火系統具有極早期的熱失控監測預警能力,那么,這輛車在單體電芯熱失控的萌芽階段(泄壓閥爆開,電解液及氣體開始泄露時)就會被識別和預警,技術及維修人員就能及時檢修,找出問題電池,及時更換,保障車輛正常安全運行。

如果車輛具備電解液漏液檢測技術,具備極早期的熱失控監測預警能力,那前面起火爆炸的四輛車也不會出現事故,這輛車更不會。但是,這只是美好的愿望,只有事故出現后,查找原因,才發現技術達不到使用要求,悔之晚矣。偽技術的帶來的不僅是生命及財產安全的損失,更嚴重的是誤導人們對新興事物的認識,嚴重阻礙行業的發展。

三、有效的技術一定是經過實踐檢驗的

對于國內動力電池熱失控監測預警及自動滅火技術的創領者——煙臺創為新能源科技有限公司而言,2017年初就實現了運行車輛的電解液泄露有效檢測和預警,并成功排除了幾十輛運營車輛因電解液泄露帶來的安全事故隱患。

對于創為新能源來說,監測電池的生命健康狀態是技術研發的遠期目標,目前的技術能市場化的最早監測階段是單體電芯防爆膜爆開的階段,此階段的有效預警和控制能避免更大災難的形成,底線是保障生命安全。目前做的最好的是單體防爆膜爆開后4s實現預警,如采用磷酸鐵鋰電池,能實現火災前10分鐘預警,如采用三元電池,能實現火災前2分鐘預警。2分鐘,可以滿足人員逃生的最低要求。

創為新能源首創“鋰離子電池熱失控模型”,促進了電池箱熱失控監測及自動滅火技術的規?;瘧?。

“鋰離子電池熱失控模型”分為縱向、橫向和垂向三維。縱向為多傳感器的數據冗合,即對多組同環境下的傳感器數據進行多次擬合,模擬不同材料、不同環境的數據表征曲線;橫向為對傳感器的歷史數據進行連續時間算法,排除噪聲干擾,有效解決了閾值法監測方式的漏報、誤報、預警滯后問題;垂向采用穿刺、鈍針積壓等不同方法模擬不同類型容量動力電池熱失控過程。

通過三維融合,用數學手段,以大量實驗及真實運行數據為基礎,歸納熱失控導致的各種變量之間的內在關系,采用神經學原理,形成極早、高可靠、自運行的“鋰離子電池熱失控模型”,實現電池活在隱患的早期預警和智能控制。

大量實車運行中發生的預警實例證明了此模型的有效性和先進性,使之成為當前電池箱熱失控預警及自動滅火的核心技術。

預警實例一

2017年3月12日,**公交公司3路純電動公交3號電池箱報2級預警(安全隱患等級),駕駛員及時上報公司,并停止運行。采集數據分析,其他箱體電池氣體含量和變化率正常,3號電池箱氣體含量和變化率明顯高出。判定為電池危險氣體超標,可能為電池漏液導致。后經公交公司、車企、電池企業協同努力,拆箱檢查,證實為電池漏液。更換電池,不再報警。

預警實例二

2017年3月19日,**公交公司某純電動公交報7號箱2級預警,駕駛員及時上報公司,并停止運行。數據分析判定為電池危險氣體超標,可能為電池漏液導致。后經車企、電池企業協同努力,拆箱檢查,證實為電池漏液。更換電池后,不再報警。

大量實車運行中發生的預警實例證明了電池箱專用自動滅火裝置系統的有效性和必要性。

創為新能源電池箱專用自動滅火裝置系統居于行業領先水平,已廣泛應用于宇通、中通、比亞迪、長江汽車、吉利、上汽大通、安凱、亞星、銀隆等近四十多家客車主機廠,被CATL、中航鋰電、普萊德、力神、盟固利等近三十家電池廠標配或選裝,產品已在五萬余輛新能源汽車上安全使用。

除此之外,擴展產品還應用在南都、國軒、易煥騎、科信、力信、采日、安靠等儲能站上。

[責任編輯:張倩]

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