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经常占据汽车头条的特斯拉最近又惹上了麻烦。6月15日,曾在美国著名政治剧《白宫风暴》中扮演国家安全顾问的好莱坞女演员玛丽·麦科马克(mary mccormack)发推特称,她丈夫的特斯拉汽车停在洛杉矶街头时自燃。幸运的是,没有人员伤亡。据报道,国家运输安全委员会(ntsb)已经参与了调查。
从现场照片可以看出,特斯拉s型车的底部是电池组的位置,这又一次将电动车的电池安全推到了最前沿。那么,在什么情况下电动车的电池会自燃呢?
散热保护不足故障
如今,三元锂电池因其高能量密度成为电动汽车的首选。在解释电池自燃的原因之前,电大咖啡会给你简单介绍一下三元锂电池的工作原理。在工作中,三元锂电池利用锂离子获得和失去电子,迁移和聚集实现电能的储存和释放。
三元锂电池在放电时会产生一定的热量,但它非常脆弱,其工作温度需要在-20℃到60℃之间。如果产生的热量不能及时扩散和积累,将导致电池组内部过热,这将导致自燃的隐患。
如果你没有忘记你在高中学到的东西,你应该对元素周期表最左边一栏中极其活跃的金属还有一定的印象,锂金属就是其中之一。如果电池中反应产生的锂金属暴露在空气体中,它将与氧气发生剧烈的氧化反应,导致燃烧。
为了防止空气体进入电池,汽车制造商通常在电池组内外设计封闭的保护措施,如多层外壳或塑料薄膜,使锂金属不会与氧气接触而燃烧。如果防护措施因撞击而老化或损坏,导致防护失效,锂金属在接触空气体后很容易失控并着火。
电池热量管理系统是如何工作的?
由于三元锂电池的工作环境要求很高,电动汽车制造商自然会尽力给它一个理想的工作环境,于是电池规范化管理系统(btm)应运而生。
在动力电池热管理系统中,根据冷却源的不同,可分为被动冷却和主动冷却。被动冷却仅用于周围环境的冷却,主动冷却用于系统内部装配的包括蒸发器和冷却水通道在内的主动部件的冷却。
空空气冷却成本低
在被动冷却中,空气体冷却应用最广泛。所谓的空气体冷却,顾名思义,是利用空气体作为传热介质直接对transfer/き进行冷却。此外,空气体的自然冷却效率较低,所以大多数电动汽车使用强制空气体进行冷却,电池的热量被排气扇强制带走。
风冷法的主要优点是:结构简单,成本低,散热模块重量相对较小,缺点是传热系数低,与电池壁之间的冷却速度慢。
液体冷却效率更高
正常工况下,采用空气体冷却可以满足要求,但在高温或高负荷工况下,液冷等主动冷却方式可以满足电池组的散热要求。应该知道,在相同的流速下,空气体的传热速率远低于直接接触流体的传热速率。
液冷是指电池组产生的热量通过液体和空气体之间的热交换而散发出去。主要方法是在电池模块之间或模块周围设置管道,或将模块浸入绝缘液体中。如果在液体和模块之间使用传热管和夹套,传热介质可以是水、油甚至制冷剂。如果电池模块浸在电介质传热液体中,必须采取绝缘措施防止短路。
液冷的主要优点是:与电池壁的传热系数高,冷却速度快,体积小等。缺点也很明显——液体泄漏的可能性、相对较重的模块重量、相对复杂的结构、不方便的维护等。
此外,三元锂电池的放电效率在低温下会降低,导致续航里程缩短。因此,电动汽车的热管理系统通常支持电池加热功能,并通过空调节、加热板或液体加热来保证电池在低温天气下能够在正常温度范围内工作。
大量生产前需要进行许多测试
为了防止组件的冲击和疲劳造成的潜在安全危害,应在电池组的设计和生产过程中进行安全测试。“电大咖啡”了解到,国内主流电池制造商设计的电池组要经过很多测试,如高温燃烧、挤压、振动、海水浸泡、高低温冲击等。,而且只能在“八十一难”后才能治愈。
1.着火点测定
火灾试验是所有试验中最重要的一个环节,电池组要在高温的火灾下生存就必须接受挑战。
在这个极其危险的测试中,行业的国家标准是在室外燃烧130秒,电池组不会着火或爆炸。
2.振动试验
如果电池组的装配质量不符合标准,可能会出现固定不良、零件松动、外壳破损等情况。当电池组在崎岖不平的道路上受到振动时,很容易导致安全措施失效。因此,国家标准也要求对动力电池进行振动测试。
振动测试环境包括模拟颠簸的振动台、提供不同环境温度的环境箱以及模拟充电和放电的模块。在振动测试中,电池组应每秒振动200次,并在-30℃至60℃的环境温度下连续随机振动21小时,相当于模拟数十万公里的驾驶疲劳。
3.加速冲击试验
冲击试验类似于振动试验,是用来测试电池组机械结构的稳定性,模拟车辆通过路障时瞬间碰撞对电池组结构的冲击。
冲击试验设备的最大加速度一般为100克。100克的概念是什么?当电动公交车被时速50公里的汽车撞上时,电池组的加速度约为30克,人体心脏能承受的最大加速度为50克。
4.挤压试验
电池组的挤压损伤是交通事故中电动汽车起火的主要原因之一,利用挤压试验来模拟电池组的挤压。
一辆2吨重的汽车以90公里/小时的速度坠毁,其冲击力约为10吨。在挤压试验中,当对电池组施加10吨的力时,由复合铝制成的电池组的外壳已经明显变形,并且试验的合格标准是不着火和不爆炸。
从那以后,经过许多测试过程,一个合格的电池组终于诞生了,它的安全性能足以应付日常驾驶条件。
在炎热高温的夏天如何安全使用汽车?
尽管汽车和电池制造商已经对电池组采取了许多保护措施,但在实际车辆中,我们仍然需要更加重视电池的安全性。随着夏季的到来,每个人都特别关注高温环境下的电池安全。电动大咖啡介绍了夏季使用电动汽车的注意事项。
1.注意车辆电池组的温度和冷却系统
夏天开车时,要注意电池的风冷或水冷系统。如果冷却系统的故障灯亮起,应尽快在维护点进行检查和修理。
在高温和极端环境下,应尽可能避免车辆充电,直到电池温度降至正常水平。如果行驶过程中电池组温度超过合理温度(一般为55度,详见车辆手册),应立即找一条安全的道路停车、熄火、切断电源,然后通过电话咨询车辆售后服务。
2.及时检查和维护,防止线路老化和短路
尽管有电池热管理系统的保护,但线路和部件的老化是无法防止的,许多燃料汽车的自燃大多源于这些问题。因此,在炎热的夏天到来之前检查和维护汽车是最安全的。
3.不要用飞线充电
许多消费者因为无法安装充电桩而遭受痛苦,只能通过室内飞线充电,这实际上是非常危险的。首先,电动汽车的充电功率远远高于普通家用电器。如果所用电线的额定功率很低,很容易熔断和着火。
此外,我国夏季气候雨水相对丰富,输电线路的绝缘措施通常较差,即使没有绝缘措施,一旦出现降水,也容易发生短路火灾。
4.使用常规充电桩
燃油汽车可能会添加劣质油,电动汽车可能会遇到劣质充电电池。许多私人建造的充电桩没有通过技术测试,电压和电流稳定性差,没有专业的检查和维护。使用这种充电桩会损坏电池组,甚至有火灾危险。因此,有必要使用通过国家测试并合法运行的充电桩。
虽然电动汽车的技术路线不如燃油汽车,但ta不是纸,所以不要低估ta的安全性,当然也不能高估ta的安全性。希望广大新能源汽车车主能更多地了解电动汽车,安全使用新能源汽车。
标题:特斯拉又自燃了?是时候聊聊电动汽车电池安全性了
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