電動汽車動力電池組熱失控預(yù)警功能及主流滅火技術(shù)詳解
人們對電動汽車的安全顧慮主要還是源于動力電池的燃燒及爆炸的機率性。動力電池的燃燒及爆炸其原因大多與動力電池?zé)崾Э赜袠O大的關(guān)系。為保障電動汽車的安全使用,進行動力電池?zé)崾Э貦C理和預(yù)警及控制方法的研究,已成為當務(wù)之急。 動力電池?zé)崾Э氐臋C理 熱失控,指的是單體電池放熱連鎖反應(yīng)引起電池自溫升速率急劇變化的過熱、起火、爆炸現(xiàn)象。動力電池工作后是必然要發(fā)熱的,常態(tài)下是可控的,但是非常態(tài)下會失控,如果失控,必然會發(fā)生火災(zāi),甚至爆炸的事故。引起動力鋰電池?zé)崾Э氐囊蛩刂饕型獠恳蛩丶皟?nèi)部因素: (1)外因:過充電觸發(fā)熱失控、外力導(dǎo)致熱失控、過熱觸發(fā)熱失控。 (2)內(nèi)因:電池內(nèi)部短路觸發(fā)熱失控。 目前保障動力電池出現(xiàn)熱失控的基本途徑主要有兩條: (1)事前有預(yù)警,可提前進行人員干預(yù)。 (2)如果預(yù)警功能失效,必須有自動滅火功能。 熱失控預(yù)警及滅火是一個整體 單體式動力電池火情預(yù)警控制裝置和動力電池專用新型氣體自動滅火裝置兩部分組成。干預(yù)控制及火情發(fā)生緊急狀態(tài)下自動高效滅火,具有多傳感器復(fù)合探測,全周期火情探測,熱失控監(jiān)測分析預(yù)警,緊急控制滅火等特征,以探測預(yù)警智能控制的方式解決動力電池組火災(zāi)隱患,最大限度保護電動汽車及司乘人員安全。 實際車載產(chǎn)品必須要求,裝置體積小巧、安裝靈活、運維便捷、綠色環(huán)保、適應(yīng)性強等優(yōu)勢特點,在功能(性能)上要求,有火災(zāi)探測預(yù)警、自啟、人工啟動等,滿足滅火效率和效果要求。 熱失控預(yù)警的基本功能 針對動力電池?zé)崾Э剡M行智能化管理,要實現(xiàn)電池火災(zāi)初期探測、智能分析、提前預(yù)警, 主要功能要求: (1)火情早期準確識別 (2)全周期火情探測記錄 (3)智能判斷,聯(lián)動滅火 (4)數(shù)據(jù)黑匣子功能,數(shù)據(jù)追蹤 (5)滅火劑無殘留,對電器設(shè)備無損害 (6)長壽命,輕維護 (7)開放接口,信息共享 熱失控預(yù)警與滅火系統(tǒng)原理 熱失控預(yù)警系統(tǒng)通過監(jiān)測電池箱內(nèi)部類CO氣體、煙霧、溫度、火焰各探測點的實時參數(shù)及其變化值,使用數(shù)據(jù)監(jiān)測模型對參數(shù)變化進行動態(tài)分析處理,智能判斷是否存在熱失控火情風(fēng)險。動力電池火情預(yù)警控制系統(tǒng)如下: 熱失控預(yù)警工作原理 失控預(yù)警裝置為集主動探測、數(shù)據(jù)分析研判、控制、管理多重功能為一體的集成化設(shè)計,內(nèi)含高靈敏度溫度傳感器、氣體傳感器、煙霧傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?,安裝于動力電池組電池箱內(nèi),與自動滅火裝置及BMS管理系統(tǒng)對接,探測電池箱內(nèi)因內(nèi)部短路、過度充放、外部短路等導(dǎo)致火災(zāi)初期所產(chǎn)生的氣體、熱量、煙霧、明火,通過系統(tǒng)智能分析電池?zé)崾Э仉A段并進行自動干預(yù)控制。 當動力電池出現(xiàn)故障并開始泄壓、發(fā)熱等,探測器可探測到異常變化,將火情發(fā)生的潛在階段、發(fā)煙階段、高溫階段及明火階段通過CAN總線或線束向駕駛員發(fā)出預(yù)警信號,實現(xiàn)分級預(yù)警及控制啟動滅火裝置,系統(tǒng)可以智能判斷并自動啟動滅火裝置以防止火情惡化,也可在緊急狀態(tài)下由人工啟動滅火裝置。滅火裝置通過高效滅火劑在數(shù)秒內(nèi)控制火情,最大限度保護電池組安全。 自動滅火裝置工作原理 動力電池組專用氣體自動滅火裝置日常為無壓力儲存,滅火藥劑具有防潮、耐溫、抗腐蝕等優(yōu)異性能。火災(zāi)發(fā)生時,裝置通過電啟動或感溫啟動方式引發(fā)滅火藥劑發(fā)生作用,迅速產(chǎn)生大量亞納米級固相微粒和惰性氣體混合物,以高濃度煙氣狀立體全淹沒式作用于火災(zāi)發(fā)生的每個角落,通過物理降溫、化學(xué)抑制、稀釋氧氣多重作用,快速高效撲滅火災(zāi),對環(huán)境及人員無毒害。 (本文內(nèi)容來源于第一電動網(wǎng) 作者:雷洪鈞)
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