摘要

隨著時(shí)間的推移，對(duì)這些車(chē)電池狀態(tài)的監(jiān)控和替換，包括降SOC和功率使用可能是必然的。

在最近1月中旬舉辦的EVS-GTR會(huì)議上，有展示目前國(guó)內(nèi)熱失控實(shí)驗(yàn)的實(shí)際測(cè)試情況，在這個(gè)領(lǐng)域里面，國(guó)內(nèi)從測(cè)試到實(shí)施都是走在國(guó)內(nèi)前列的。在第二部分加拿大團(tuán)隊(duì)把LEAF （50萬(wàn)臺(tái)也沒(méi)燒過(guò)幾臺(tái)的車(chē)型）拿出來(lái)做整車(chē)熱失控實(shí)驗(yàn)可以看出兩者之間的本質(zhì)差異。

我個(gè)人認(rèn)為，國(guó)內(nèi)的做法是先通過(guò)各種措施不斷降低電池成本，容許電芯層面有一定的概率問(wèn)題；而日本這邊嚴(yán)守電芯各個(gè)環(huán)節(jié)的結(jié)果層面下不來(lái)，韓國(guó)的幾家電池企業(yè)是介于兩者之間。目前國(guó)內(nèi)的動(dòng)力電池低成本策略已經(jīng)推動(dòng)了電動(dòng)汽車(chē)的大規(guī)模滲透導(dǎo)入的前期準(zhǔn)備，熱失控實(shí)驗(yàn)將是一個(gè)不斷改進(jìn)的過(guò)程。

熱失控的實(shí)際狀態(tài)

這份材料首先說(shuō)明了國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)起火中有63.35%的事故是與電池?zé)崾Э?擴(kuò)散相關(guān)的，其次是充電引起的（充電問(wèn)題其實(shí)也是和電池有關(guān)系的）。在熱失控場(chǎng)景的細(xì)分狀態(tài)下，也是分為駕駛、停置、充電后停置。其實(shí)最讓人擔(dān)心的就是車(chē)輛本身沒(méi)有碰撞或者受到異常的沖擊情況下，在充放電混合場(chǎng)景的駕駛，熱失控比例為45.71%，在充滿(mǎn)電之后停放發(fā)生熱失控的比例為41.91%。

圖1 熱失控的情況

為了應(yīng)對(duì)這種情況，目前車(chē)企這邊對(duì)于一定運(yùn)營(yíng)時(shí)間之后的車(chē)輛限制最高的SOC上限。而電網(wǎng)端對(duì)于快充的最高SOC都有限制，這個(gè)95%的設(shè)置是基于BMS發(fā)給充電樁的。

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)的認(rèn)證實(shí)驗(yàn)情況，這部分是59個(gè)熱失控測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)（包括國(guó)內(nèi)測(cè)試機(jī)構(gòu)的19個(gè)國(guó)標(biāo)強(qiáng)檢測(cè)試和40個(gè)車(chē)企開(kāi)發(fā)驗(yàn)證測(cè)試）。

1）目前選用的熱失控觸發(fā)方式以電芯加熱為主（37個(gè)），外部針刺為輔（22個(gè)），這是因?yàn)閷?shí)際針刺要在Pack上開(kāi)孔。

2）總體來(lái)看，已經(jīng)有20個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了沒(méi)有整包的熱失控，有1個(gè)實(shí)現(xiàn)了60分鐘以后的熱失控。

備注：熱失控實(shí)驗(yàn)其實(shí)對(duì)環(huán)境條件影響很大，不同位置、不同溫度觸發(fā)的熱失控差異特別大。

圖2 熱失控實(shí)驗(yàn)的情況

在19個(gè)做強(qiáng)檢的測(cè)試產(chǎn)品中，都是在10分鐘以上的，到了這個(gè)階段都是比較成熟的產(chǎn)品拿過(guò)來(lái)做實(shí)驗(yàn)，有10個(gè)案例是沒(méi)有起火的（這部分沒(méi)有標(biāo)示電芯能量密度，LFP是很容易實(shí)現(xiàn)這種效果的）。

圖3 強(qiáng)檢的熱失控實(shí)驗(yàn)

開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的情況，就是車(chē)企還在實(shí)驗(yàn)，相當(dāng)一部分拿了高能量密度的電芯去做實(shí)驗(yàn)，有好多都沒(méi)有撐住5分鐘。

圖4 開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的熱失控統(tǒng)計(jì)

在目前的設(shè)計(jì)中，有相當(dāng)一部分是開(kāi)啟10個(gè)水冷工作的，也就是通過(guò)熱失控檢測(cè)感知觸發(fā)水冷系統(tǒng)工作，這里對(duì)于整車(chē)的工作邏輯都有很大的變化，這部分對(duì)于車(chē)輛實(shí)現(xiàn)不熱失控至關(guān)重要，怎么說(shuō)呢，為了熱失控這樣的小概率場(chǎng)景，車(chē)企是需要開(kāi)發(fā)一個(gè)單獨(dú)的控制狀態(tài)來(lái)應(yīng)對(duì)的這樣的特殊而且危害巨大的場(chǎng)景。

圖5 熱失控狀態(tài)下熱管理系統(tǒng)的開(kāi)啟

國(guó)外的研究情況

我最近看了AVL和FEV有關(guān)熱失控方向上面的處理，其實(shí)國(guó)外對(duì)于這個(gè)話(huà)題之前是比較抵觸的。比如LEAF 40kwh這樣的經(jīng)典車(chē)型，50萬(wàn)的存量沒(méi)燒過(guò)幾臺(tái)，做整車(chē)熱失控整體還是蔓延的，但是這種場(chǎng)景在之前AESC的電芯上，由于嚴(yán)格的控制就是沒(méi)發(fā)生，或者說(shuō)概率很低。當(dāng)然這也是導(dǎo)致AESC的成本下不來(lái)的根本原因，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，選擇低成本和高能量密度兩項(xiàng)，還要滿(mǎn)足不斷提高的快充功率，熱失控傳播實(shí)驗(yàn)還是非常需要的。

小結(jié)

從2017年開(kāi)始的120Wh/kg的限制，到2019年大概有200萬(wàn)+存量的三元車(chē)型，這部分在后續(xù)的時(shí)間還會(huì)給我們帶來(lái)很多的起火事故。隨著時(shí)間的推移，對(duì)這些車(chē)電池狀態(tài)的監(jiān)控和替換，包括降SOC和功率使用可能是必然的。而從2021年開(kāi)始導(dǎo)入更多的熱失控控制措施，也會(huì)讓電池包的安全層面有比較大幅度的上升，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程。我相信2020年歐洲大規(guī)模快速擴(kuò)張的130萬(wàn)乘用車(chē)?yán)锩妫矔?huì)有很多的問(wèn)題，我們可能還是長(zhǎng)期要和電動(dòng)汽車(chē)起火相伴。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：【科達(dá)利?總工札記】電動(dòng)汽車(chē)熱失控統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析

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