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日本关于BMW i3电池包的热失控试验



  
2019-06-24         知化汽车        

日本关于BMW i3电池包的热失控试验


对于热失控的触发,通常有针刺、加热、过充和高功率快速加热等方法,其中针刺以中日两国研究为主。为了进一步探索热失控的统一测试方法,评估指标等,日本在去年进行了一系列以i3电池包为测试对象的研究。


试验过程


这里先简单地看下整个试验过程,共进行了4组对比试验,采用同一年车型上的电池包,按相同的试验规范进行。


选定电芯


选择模组2的第5个电芯作为触发热失控的电芯,从布置上看,电芯5周围被其它电芯所包环,更容易发生热失控。



确定针刺位置


钢针从安全防爆阀处刺入,穿进左起第2个电极的中间部位,从而引发热失控。



确定PACK层面的针刺位置


以选定的电芯位置和针刺位置为目标,在对应电池模组、电池包的位置开直径5mm的孔,使钢针可以顺利通过。



试验结果与分析

 

1)4组试验,被刺电芯均发生的热失控,但均没有引起热失控蔓延,同时,也没有引起电池包层面的起火、爆炸;


2)对于被刺电芯的压降,每组试验的结果均不同,也不类似;对于被磁电芯的温度,短时间(大约3分钟内),各组试验的电芯温度表现不同,长时间来看(3-9分钟后)各组电芯温度的变化趋于一致。



3)对于相邻的4号电芯,其电压压降表现一致,没受影响;对于温度,则表现不同,1组的4号电芯温度在短期内明显高于其他三组,达到200摄氏度以上,在10分钟后逐渐趋近。1组4号电芯的温度之所以如此高是因为该组试验中被刺5号电芯防爆阀打开方向朝向4,使得高温气体等喷向4电芯,温度采集到的是高温气体的温度。



对应地,5号电芯右侧8号电芯的变化如下:可以看出1组试验的8号电芯温度又低于其它三组,原因同上;4组试验8号电芯电压基本不变。



4)针刺位置和防爆阀打开程度、方向对于周边电芯的影响起主要作用。可以看出,1组试验5号电芯偏左部分打开防爆阀,整个模组的烧融的位置和程度都不同。因此,对于电池包的设计,热失控发生后,如何来泄爆是很有价值的安全手段。




特斯拉对于试验结论的点评

 

整个试验过程中,除了相邻电芯电压不受影响(未发生热失控蔓延),还有一个因子被发现是具有相似的变化,即电池包内压变化。这点也是特斯拉比较认可的地方,认为对于热失控蔓延测试来说,电池包壳体内的气压是一个较可靠的指标。


“We have also foundenclosure pressure to be a reliable method of identifying thermal runaway inpropagation testing-Tesla.”


 
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