李明明向記者分析稱,當前動力電池著火、爆炸不外乎幾個方面的原因:一是電池自身的問題,單個電池可能沒問題,成模組后,電芯的一致性就有差別了,多次充放后,個別電芯就成了危險源,引發著火爆炸;二是電芯的質量問題,最初的幾年,電芯生產質量不高,現在問題累計,到了爆發階段。

煙臺創為新能源科技有限公司

今年以來,全國發生的多起新能源汽車著火、爆炸事故,將動力電池的安全問題推到了輿論的風口浪尖,事實上,技術持續進步和產品安全性能完善一直是動力電池行業發展之要,也是行業內外關注的熱點問題。日前,第6屆中國(青島)鋰電新能源產業國際高峰論壇上,煙臺創為新能源科技有限公司(簡稱:“創為新能源”)技術總工李明明接受電池網特約記者表示,隨著新能源汽車保有量增加,安全因素牽動方方面面的心。

創為新能源技術總工李明明

創為新能源技術總工李明明

在這一背景下,動力電池熱失控的安全預警價值就越發被凸顯出來。作為首創專有技術——“鋰離子電池熱失控模型”,創為新能源專注新能源汽車、動力電池、儲能電站安全防控領域的最新技術研究、解決方案提供與實施。李明明表示,創為新能源致力于成為儲能安全領域世界領先品牌,目前以持續的研發形成了具有自主知識產權的技術體系。

電池熱失控監測預警極其重要

李明明向記者分析稱,當前動力電池著火、爆炸不外乎幾個方面的原因:一是電池自身的問題,單個電池可能沒問題,成模組后,電芯的一致性就有差別了,多次充放后,個別電芯就成了危險源,引發著火爆炸;二是電芯的質量問題,最初的幾年,電芯生產質量不高,現在問題累計,到了爆發階段。

他表示,解決方案要從根本上入手,任何一個起火爆炸事故都是由一個小電芯的熱失控引發的,能在極早期階段進行熱失控監測預警,并配置自動滅火裝置,是當前來看最有效的解決方式。

資料顯示,創為新能源于2011年開始研發熱失控監測預警及自動滅火技術,主營產品為“創為電池箱專用自動滅火裝置系統”,包含動力電池專用版(乘用車專業版、中巴專業版、大巴專業版、專用車版、通用版)、儲能電池專用版、充電機專用版等多個專用版本。該系統主要針對新能源汽車用動力電池的熱失控,進行提前預警和火災控制,是目前較為先進的能夠進行早期預警的產品。

李明明告訴記者,創為基于核心技術“鋰離子電池熱失控模型”打造了一系列電池箱專用自動滅火裝置系統,目前已廣泛應用于商用車、乘用車及儲能系統,客戶遍及寧德時代、億緯鋰能等二十多家電池廠;宇通、中通、比亞迪、上汽大通等近四十家整車廠,儲能方面,還為南都、中天儲能、科信動力、安靠電源及上海采日能源等客戶配套。

然而,電池的熱失控就像SAS,都是不知什么原因、會在哪里發生、都是會傳染、沒有特效藥,要在監控和防護中做到統一、協調的,可謂是難上加難。李明明坦言稱,比如鋰離子電池內部短路目前還沒有有效的技術可以早期識別,但一旦發生熱失控,只要措施得當,還是可以及時監測和防護的。

“創為新能源基于核心技術‘鋰離子電池熱失控模型’研發的CW1160系列產品,可以在熱失控發生的極早期,通過氣體、溫度及煙霧等多因素探測器監測到危險信號,及時報警,進行檢修處理,將出現熱失控的電芯剔除,更換上正常的電芯,使整個電池箱保持正常工作狀態。”李明明對此解釋道。

正攻關三元電池熱失控監測預警技術

對于層出不窮的動力電池著火、爆炸事故,有專家將矛頭指向了三元電池,認為三元電池能量密度高、續航里程長,但在高溫作用下極易發生燃燒或爆炸。

李明明坦言稱,三元電池能量密度高、續航里程長,這是其優點,在高溫作用下極易發生燃燒和爆炸,這也是其固有的不足。三元材料在一定溫度下會分解釋放出一種很活潑的初生態氧,一旦發生熱失控,會形成快速的熱擴散,三元電池起火的頻率比磷酸鐵鋰電池高。

在李明明看來,針對三元電池熱失控的研究應更加重視,通過研究快速充電情況下的瞬時極化現象及負極析鋰現象,及其引起電池壽命快速衰減與電池內短路甚至熱失控的機制。研究低溫充電、快速充電等復雜工況耦合下的對電池壽命與安全的影響機制,分析不同充電模式下電池系統充電效率,建立系統充電效率模型,形成安全的充電安全管理方法,在主動安全防護下輔助被動安全的監測預警和抑制防護措施,研制出適用于三元電池的安全防控裝置,并根據電池系統火災蔓延的多米諾模型制定相應的防控裝置的聯動策略,可以做到有效的防護。

據了解,創為新能源目前已和復旦大學兩位專家組成合作研發課題組,專門攻關三元電池熱失控監測預警技術,項目目前處于第一階段,預計2019年中期便能研制出小試產品。

李明明說,新能源汽車是一個新興行業,也是極具潛力和發展前景的行業。動力電池是這個產業鏈上的關鍵環節,頻發的安全事故意味著現有產品和技術還存在不足和缺陷,更意味著在這一技術領域,還有很多未知的探索空間。截至目前,創為新能源前已形成商用車產品系列、儲能產品系列、目前正在研發乘用車產品系列及智能駕駛輔助產品系統,未來將會向電池梯次利用領域進軍,以核心技術打造電池全周期的安全防護解決方案。

當然,與動力電池火熱相伴隨的是,國內的儲能產業也發展飛快。李明明坦言,儲能市場發展雖然超出市場預期,但也沒有避免事故,國內外經報道的鋰離子儲能電站火災事故已經幾十起,引起政府部門的高度重視。儲能電站安全問題較為突出,直接制約著儲能技術應用甚至是儲能產業發展,特別是鋰離子電池所帶來的安全問題。傳統的煙、溫感探測器消防預警系統已不能適應電池消防應用場景的安全需求,傳統消防探測預警一定是火災已經從電池包蔓延到儲能艙后的結果,在火災發生后的報警已經為時已晚,另外傳統的消防系統是獨立的系統通訊機制,缺少與BMS或EMS智慧聯動的安全管理策略。

“在儲能消防安全法規及建設標準上,目前尚未有文件做規范,現行法規及消防技術要求落后于儲能產業實際的發展需求,預警滯后,聯動通訊系統不完善,滅火劑沒有針對性。”李明明告訴記者。

也正是基于此,創為新能源今年做了大量的開辟性工作,一是配合TüV南德、鑒衡認證等在電化學儲能系統評價規范方面做了些工作;另一個是在中關村儲能產業技術聯盟旗下,主導制定了聯盟標準《儲能系統火災預警及消防防護系統》。

[責任編輯:張倩]

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