新能源汽車(chē)與動(dòng)力電池的安全可靠性測(cè)試分析

新能源汽車(chē)與動(dòng)力電池的安全可靠性測(cè)試分析

①動(dòng)力電池的安全隱患②動(dòng)力電池的可靠性失效模式③動(dòng)力電池可靠性設(shè)備的安全預(yù)控④三木公司簡(jiǎn)介及服務(wù)動(dòng)力電池的安全隱患電池事故典型案例特斯拉汽車(chē)起火事故背后的原因電池能量及能量密度的提升，給電池的安全設(shè)計(jì)提出更高挑戰(zhàn)；電池使用過(guò)程中性能衰減及可靠性衰退；電池管理系統(tǒng)及電池保護(hù)保護(hù)失效，導(dǎo)致電池安全事故發(fā)生；電池系統(tǒng)終端產(chǎn)品連接松動(dòng)、傳感器失效、安全保護(hù)失效；電池事故原因是由于電池或電池系統(tǒng)受到高溫、碰撞、擠壓、加熱、過(guò)充過(guò)放電等外在因素。電池?zé)崾Э剡^(guò)程中釋放巨大的能量鋰離子電池?zé)崾Э啬芰酷尫艅?dòng)力電池失控模擬計(jì)算電池爆炸壓力計(jì)算：電池實(shí)驗(yàn)室體積：5m*4m*4m=80m3電池：25Ah電池質(zhì)量約為600g*10只1KG電解液氣化壓力=9bar1KG石墨燃燒產(chǎn)氣壓力=10bar電池隔膜及其他材料燃燒產(chǎn)氣壓力=9.3bar電池燃燒氣體的量通過(guò)氣體方程計(jì)算約為：4.7bar爆炸時(shí)間：30ms爆炸瞬間沖擊力：Pmax=250kN/m電池爆炸相關(guān)信息電解液等爆炸物質(zhì)的閃點(diǎn)爆炸極限空氣密度比爆炸氣體的最低燃點(diǎn)最小點(diǎn)燃能量最大爆炸壓力電池存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)爆炸危害度假設(shè)：爆炸在不受阻條件下發(fā)生爆炸壓力為30kPa一個(gè)成年人的身體面積約為0.8m2，體重80kg當(dāng)人距離爆炸中心距離60cm，爆炸沖擊壓減弱至10kPa。計(jì)算爆炸對(duì)人產(chǎn)生的沖擊力為8000N，在爆炸瞬間產(chǎn)生的沖擊加速度為100m/s2,相當(dāng)于重力加速度的10倍電池系統(tǒng)爆炸風(fēng)險(xiǎn)例如：過(guò)充測(cè)試當(dāng)電池電壓臨界危險(xiǎn)值時(shí)，瞬間出現(xiàn)電池的熱失控，電池溫度急劇上升導(dǎo)致電池出現(xiàn)爆炸起火等嚴(yán)重現(xiàn)象。電池失控反應(yīng)速度快新能源汽車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)五大國(guó)標(biāo)SAE2464SAE2929FreedomcarUSAISO12405-1ISO12405-2ISO12405-3ECER100UL1642UL2580新能源汽車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)三木科技動(dòng)力電池可靠性實(shí)驗(yàn)室整體解決方案SANWOOD產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于以下行業(yè)：……行業(yè)應(yīng)用電控系統(tǒng)、部件各類(lèi)電池、PACK各類(lèi)電池材料各類(lèi)電池研究、檢測(cè)國(guó)防、軍工電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)車(chē)國(guó)家工程研究中心西北儲(chǔ)能項(xiàng)目武廣高鐵上海地鐵系統(tǒng)行業(yè)應(yīng)用電池內(nèi)部釋放的可燃?xì)怏w、電解液等腐蝕性物質(zhì)的揮發(fā)、有機(jī)會(huì)揮發(fā)、失控過(guò)程中高溫氣體揮發(fā)電池?zé)崾Э禺a(chǎn)生的高溫，以及爆炸電池系統(tǒng)存在的高電壓、大電流、短路等風(fēng)險(xiǎn)累積的電氣和化學(xué)風(fēng)險(xiǎn)：電池?zé)崾Э亍⑵鸹?、?nèi)部有毒氣體、有害氣體、爆炸碎片造成的風(fēng)險(xiǎn)電池管理系統(tǒng)功能失效的風(fēng)險(xiǎn)：能量系統(tǒng)突然被終斷、電池管理系統(tǒng)失效鋰離子電池系統(tǒng)潛在風(fēng)險(xiǎn)高溫下電池電極材料分解、電解液分解導(dǎo)致電池產(chǎn)氣、鼓脹;高溫造成隔膜收縮引發(fā)電池內(nèi)部短路，出現(xiàn)安全事故持續(xù)在高溫下使用造成電池塑料部件的老化及破碎高溫引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)釋放熱量加速電池升溫，引發(fā)電池?zé)崾Э仉姵卦诟邷睾偷蜏丨h(huán)境中沖擊，電池極片膨脹/收縮，造成電池內(nèi)阻增加電池衰減，及安全狀況變差。高/低溫風(fēng)險(xiǎn)熱失控起始溫度熱失控過(guò)程中能量釋放正極材料熱穩(wěn)定性電池低溫放電測(cè)試電池安全測(cè)試失效模式熱濫用重物沖擊擠壓泄氣起火爆炸破裂過(guò)充過(guò)放內(nèi)部受熱針刺碰撞短路海水浸泡冒煙動(dòng)力電池的失效跌落翻轉(zhuǎn)電池可靠性測(cè)試失效模式溫度循環(huán)冷熱沖擊高溫老化泄氣起火爆炸破裂防腐、鹽霧枝晶防水綜合環(huán)境高空低氣壓振動(dòng)、沖擊冒煙動(dòng)力電池的失效濕熱溫濕度交變對(duì)電池可靠性影響溫濕度交變過(guò)程中，由于產(chǎn)品材料熱膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上變形，濕熱空氣的舌頭，引發(fā)電子電路短路、或引起電路間腐蝕，造成電路板失效。從而引發(fā)電池系統(tǒng)安全失效。鹽霧對(duì)電池可靠性及安全的影響鹽霧引起電池線路板腐蝕、電池連接、焊縫的腐蝕從而造成電池接觸電阻增大，在充放電過(guò)程中發(fā)熱嚴(yán)重；線路板及連接腐蝕，引發(fā)電池外短路發(fā)生；電池異常的感應(yīng)方式一溫度監(jiān)控通過(guò)電池內(nèi)部和外部表面溫度傳感器，釋放安全信號(hào)，當(dāng)電池溫度出現(xiàn)大幅波動(dòng)或熱失控的時(shí)候，在1秒之內(nèi)，反饋型號(hào)到試驗(yàn)設(shè)備，提前通知實(shí)驗(yàn)室人員，保證人員安全及財(cái)產(chǎn)安全。同時(shí)連接滅火裝置及泄壓裝置，在1秒之內(nèi)啟動(dòng)排風(fēng)，滅火及泄壓裝置電池異常的感應(yīng)方式二煙霧感應(yīng)溫度不高的前提下，煙霧感應(yīng)，可以探知電池是否安全當(dāng)電池出現(xiàn)泄漏，燃燒的時(shí)候，能通知設(shè)備及使用人員做出適當(dāng)?shù)膽?yīng)急反應(yīng)電池異常的感應(yīng)方式三紅外熱感通過(guò)電池?zé)崃勘O(jiān)控，可以感知電池的安全當(dāng)電池?zé)崃砍霈F(xiàn)大幅降低或增加的時(shí)候，必然出現(xiàn)電池的內(nèi)部異常這種監(jiān)控方式可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及操作電池異常的感應(yīng)方式四稀有氣體感應(yīng)通過(guò)對(duì)電解液分析，內(nèi)部氣體，氣壓的監(jiān)控從而得到電池運(yùn)行情況電池正常下，電解液不會(huì)泄漏，內(nèi)部氣體不會(huì)超額泄漏，氣壓穩(wěn)定電池出現(xiàn)鼓包，內(nèi)部熱失控，蔓延的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)環(huán)境的異常電池測(cè)試中的安全預(yù)控稀有（危險(xiǎn)）氣體監(jiān)控報(bào)警裝置噴淋滅火裝置液氮滅火裝置電池測(cè)試中的安全預(yù)控監(jiān)控中心高壓滅火網(wǎng)高壓滅火水槍或水浸近程視頻監(jiān)控可靠性測(cè)試設(shè)備的安全預(yù)控防爆門(mén)鎖防爆式安全手設(shè)計(jì).直徑12mm鋼鏈4條防止電池測(cè)試時(shí)異常情況下爆炸彈開(kāi)箱門(mén)導(dǎo)致人員受傷壓力釋放裝置配備爆炸壓力感應(yīng)裝置一套便于監(jiān)控試驗(yàn)箱內(nèi)部壓力大小壓力超出警戒線時(shí)，能發(fā)出警報(bào)或啟動(dòng)泄壓裝置氫氣感應(yīng)裝置配備便攜式氣體檢測(cè)儀,可檢測(cè)多達(dá)30種有害氣體.其中:H2量程為0～10%,精度1%；可燃?xì)怏w濃度超限報(bào)警同時(shí)可靠性測(cè)試設(shè)備的安全預(yù)控?zé)o線遠(yuǎn)程報(bào)警器采用無(wú)線遠(yuǎn)程，自動(dòng)將設(shè)備使用情況，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)報(bào)告到手機(jī)終端，可減少人員的誤操作及提高設(shè)備安全，異常情況，應(yīng)急的快速處理頂部防爆泄壓口配備爆炸壓力釋放泄壓口（頂部）一個(gè),用于監(jiān)測(cè)艙內(nèi)壓力,在電池爆炸時(shí)自動(dòng)沖出防爆口(防爆口泄壓時(shí)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)壓力限制是0.104兆帕)，排出高壓氣體.防積熱裝置意外故障停機(jī)時(shí)循環(huán)風(fēng)扇不停設(shè)計(jì),防止積熱損毀測(cè)試品或瞬間短路引起起火爆炸.同時(shí)能將內(nèi)部壓力降低，起到保護(hù)試驗(yàn)箱及人員安全的作用可靠性測(cè)試設(shè)備的安全預(yù)控加了爆破膜的泄壓孔消防控制箱電池可靠性低溫沖擊三木電池測(cè)試失效后的預(yù)控措施的研究1.二氧化碳2.降溫3.砂子4.大量的水5.惰性氣體6.液氮7.氧氣隔離法8.凝膠阻燃劑9.四氯化碳10.。。。。。電池可靠性及安全測(cè)試可靠性測(cè)試腐蝕測(cè)試溫度沖擊濕熱測(cè)試溫濕度交變耐氣候測(cè)試高海拔模擬。。。安全測(cè)試測(cè)試耐高溫測(cè)試過(guò)充測(cè)試過(guò)放測(cè)試外短路測(cè)試擠壓測(cè)試針刺測(cè)試。。。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬條件評(píng)估電池的穩(wěn)定性和安全性測(cè)試參考標(biāo)準(zhǔn)EV類(lèi)大型鋰電池測(cè)試方案參考標(biāo)準(zhǔn)：

GB31467.1，GB31467.2,GB31467.3（我司參與編寫(xiě)）

GB31484GB31485（我司參與編寫(xiě)）GB31486（我司參與編寫(xiě)）IEC62660-1,IEC62660-2,IEC62660-3UL1642，UL2580，UL1973。。。。。電池可靠性測(cè)試及設(shè)備高低溫測(cè)試防爆高低溫試驗(yàn)箱高低溫沖擊測(cè)試電池冷熱沖擊試驗(yàn)箱高空低壓測(cè)試低氣壓試驗(yàn)箱模擬海水淹泡海水浸泡試驗(yàn)箱極端溫度快速變化電池快速溫變?cè)囼?yàn)箱熱濫用測(cè)試電池防爆烤箱實(shí)際環(huán)境工況測(cè)試三綜合試驗(yàn)箱PACK環(huán)境模擬步入式高低溫防爆倉(cāng)模擬高低溫鹽霧腐蝕復(fù)合鹽霧試驗(yàn)箱模擬淋雨或水浸測(cè)試淋雨試驗(yàn)箱模擬戶外沙塵砂塵試驗(yàn)箱高溫環(huán)境測(cè)試高溫烤箱（老化）1、與日本技術(shù)合作，在臺(tái)灣成立，時(shí)間：1995年2、國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，廣東省后備上市企業(yè)3、現(xiàn)有員工：81人，江蘇、湖北、福建、天津、東北有建設(shè)分公司4、工業(yè)廠房：現(xiàn)有8000平方米5、年產(chǎn)能：環(huán)境可靠性，耐氣候設(shè)備500套/年6、公司積極參與國(guó)標(biāo)3項(xiàng)、地標(biāo)6項(xiàng)，專(zhuān)利12項(xiàng)7、出口國(guó)家：美國(guó)、俄羅斯、丹麥、希臘、越南、新加坡、韓國(guó)、巴基斯坦、土耳其、德國(guó)等40多個(gè)國(guó)家與地區(qū)三木公司簡(jiǎn)介三木科技可提供的設(shè)備1.按電池標(biāo)準(zhǔn)要求提供全套可靠性試驗(yàn)設(shè)備2.按電池標(biāo)準(zhǔn)要求提供全套安全測(cè)試設(shè)備3.按客戶要求設(shè)計(jì)非標(biāo)設(shè)備設(shè)備3.按客