-
热失控着重的新挑战与新有策画
发布日期:2024-09-28 15:50 点击次数:176能源电板热失控防衬范畴出现了一个新的着重念念路,一个新的着重挑战。
1、矛与盾的倡导
新着重念念路称之为“热-电永别”,新着重挑战不错称之为“热-电耦合”,这两个倡导从字面道理上看是矛与盾的对立联系,有热电永别,就不应该再有热电耦合,但本体上这二者所对应的场景不同。
热电永别是旧年中翻新航与宁德期间同期提议来的一个倡导,大体的兴致是将电芯的防爆阀位置/朝向与电芯极柱永别开,不在消亡个场地,这样在发生热失控的时候,能最大终结镌汰对整个这个词电板包电气安全的影响。
而热电耦合则是咱们在考虑比亚迪CTB和特斯拉4680电板包进程中发现的一个景观,尤其是比亚迪的CTB,让咱们坚韧到当电板系统集成时刻到达CTB和CTC时,整包势必靠近的这个新问题和新挑战。在详备论述这个挑战之前,有必要系统地梳理下能源电板的热失控着重历程,以便咱们不错从一个全局视角来看待、知道热失控的着重有策画和它背后的演变逻辑。2、能源电板热失控着重要求实时刻演变
热失控并非是在能源电板哄骗之初就被发现和率先应酬,而是作陪单电芯比能的晋升和系统集成度的晋升而突显出来的安全问题。为什么这样讲? 纵不雅国内电芯时刻迭代,在早期磷酸铁锂(LFP)时期,LFP的优胜安全性让热失控问题极少出现;跟着电芯转向三元材料,东说念主们率先热心到的三元(NCM111/NCM523等)电芯的延伸力,并在这个问题上合手续攻关,热失控依然莫得成为主要焦点;到了后头,高镍三元(NCM811等)的出现,热失控问题在全行业内赶快爆发了出来,无数的自点火车事件,让热失控合手续成为居品开采的重心和难点。也即是在这个时期,行业内暴露了多千般种的热失控着重材料与有策画,并逐步形成针对方形电芯较为闇练的被迫着重有策画。咱们以云母的哄骗为例,不错更明晰地知道这个进程。图片
(1)云母最早哄骗于能源电板的热失控着重是从特斯拉Model S(2011年量产)运转的,这个时期特斯拉如故率先接管了NCA三元电芯,其比能、安全性与NCM811十分,因此,特斯拉更早地坚韧到热失控问题并对其选拔了系统性的着重;(2)2016年之前,国内继承外洋电芯时刻阶梯,处于由磷酸铁锂向三元调节的阶段,在应酬电芯延伸力、隔热方面形成灵验的时刻,亦然后续热失控电芯层级的有策画基础;(3)2016~2019年,受补贴战略的催生,国内电芯材料时刻快速迭代,很快历经NCM523,径直跳至NCM811;此时,特斯拉推出了2170版Model 3,延续使用云母动作热失控着重的主要有策画,而使用NCM622电芯的欧洲车型i-Pace、北好意思车型Bolt EV也运转大面积使用云母动作着重技巧,国内企业运转跟进;图片
(4)2019~2022是国内企业热失控着重时刻形成的主要阶段,自2019年全球首个NCM811量产电芯搭载于宁德给良马供的X1 PHEV升级版以来,在各企业不同车型上,NCM811电芯哄骗初期带来的严重的自燃等安全问题,倒逼行业一方面再行回到NCM523阶梯上,另一方面连接优化电芯同期加强系统性的热失控着重。加之国内热失控强制步伐于2020年追究实施,让以云母为代表的被迫热失控材料和有策画急速地现实开来,委果成了标配。图片
(5)跟着比亚迪刀片电板的推出,高集成度的CTP与CTB,热电耦合的问题更为隆起,这让云母也浸透到了磷酸铁锂的系统集成中,而且跟着集成度的晋升,云母的用量、哄骗样子在不休增大。除了云母,这个时期热失控着重的其他材料还包括:泡棉(+回形框)、气凝胶(主要为预氧丝气凝胶和陶瓷气凝胶)、相变材料、着重涂层和硅橡胶(国内俗称哥斯拉)等,这些材料的哄骗对比如下:图片
图片
举座上来看,气凝胶、泡棉和硅胶垫更符合于电芯之间,云母则在电芯间以及模组/Pack层面均有庸碌哄骗。本体哄骗来看,方形电芯间以气凝胶垫为主,模组及PACK层级哥斯拉早期有极少哄骗(包括上汽ER6,高合Hiphi等,以防火罩的样子),后续绝大多数切向了云母,哥斯拉的主要问题是资本高、质地重、占空间,关于空间体积敏锐的乘用车不太符合。3、代表车型的热失控着重有策画在具体着重哄骗时,往往是接管不同的有策画组合,这里咱们以几个代表性车型来看下系统层级的有策画:Model S-2011 : 云母板(模组的高下场地)+均衡防爆阀组件+纵横梁结巴;Model 3-2017: 云母板(下箱体内名义)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴;i-Pace-2018 : 云母板(模组-上盖之间)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴;高合Hiphi-2018 :哥斯拉着重罩(每个模组区)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴;上汽ER6-2020 : 哥斯拉着重罩(整个这个词PACK内)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴;爱驰U5-2019:哥斯拉垫(粘于模组上方)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴;X1 PHEV-2019:云母板(模组上)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴;北汽EU5(CTP1.0)-2020:云母板(模组上)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴;小鹏P7-2020:云母板(3大块,模组-上盖之间)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴;宇宙ID.4-2020:云母板(模组汇流排上方)+防火涂层(上盖表里名义)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴;图片
蔚来100kWh(CTP1.0)-2020:云母板(整片粘于上盖内名义)+云母纸(模组汇流排上方)+云母纸(模组电芯侧边)+云母纸(箱体某些部位)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴;Model S Plaid-2021: 云母板(整片,模组与上盖之间)+云母纸(箱体某些部位)+云母纸(高压汇流排裹覆)+云母板(高压汇流排裹覆)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴;阿维塔(CTP2.0)-2021:云母板(电芯区与上盖之间)+云母纸(电芯区汇流排上方)+云母纸(箱体某些部位)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴。从上述有策画不错看出,跟着系统集成度的晋升,除了需要对热失控中的“热”也即是高温进行着重,增多了关于部分走漏(箱体)金属件的裹覆,主淌若进行高温下的绝缘,以防电弧、短路的产生。这是因为在CTP/CTB和CTC有策画中,电芯与箱体金属件斗争地更笼统、一些高压集合之间斗争的更笼统,传统的电气安全设施已不有利仪此时的“电”安全。云母纸裹覆成为应酬高温下绝缘为数未几的一种灵验技巧。4、比亚迪海豹CTB的“热-电耦合”除了电芯与箱体的金属结构件斗争得更笼统,关于比亚迪海豹CTB和特斯拉4680电板包来说电芯与东说念主之间的距离也更近了,因为电芯与东说念主之间有且唯有一层金属上盖板组件!电芯与下箱体、电芯与上盖皆是通过胶粘径直链接的,一朝发生热失控,电芯是极容易与上盖或下箱体产生电弧或短路,形成热失控要求下的二次电危害而且不错快速地传递到东说念主!这恰是“热-电耦合”,即使电芯的泄爆阀朝下,也很难对此时的热电调处进行永别。因此,咱们看到比亚迪海豹选拔一系列的组合有策画:上盖(钢板内名义+玻纤)+箱体4个内侧壁(云母板)+电芯组端面(低密度灌封灰色胶)+电芯与冷板斗争面(云母纸)+电芯侧面与箱体/纵粱(气凝胶+塑料支架+灌封灰色胶)+箱体(某些部位绝缘板)+均衡防爆阀组件+纵粱结巴。图片
这是当今最复杂的着重有策画,总的起点即是“将电芯与金属件尽可能地物理断绝开”,无数使用耐高温、绝缘性好、体积浮滑的材料,比如云母。电芯时刻的升级和调节是一个始终的进程,因此,刻下的热失控着重时刻基本皆所以“云母+胶粘”诞生起来的有策画,还包括方形电芯间的气凝胶和软包电芯间的泡棉,在很长一段时刻内皆将是接管它们过头繁衍体。本站仅提供存储就业,整个内容均由用户发布,如发现存害或侵权内容,请点击举报。