动力电池包安防系统基本原理及实例介绍

发展新能源汽车（电动汽车），电池是一个瓶颈。为了破解这个，大家把精力放在提高动力电池的比能量上了，于是比能量目前是天天在提高。但是，从理论上讲，比动力电池能量越高，将其安装到车上后，其安全性的考量也越来越重要了。今天，纯电动汽车一次充电行驶里程超过200公里了，市场上接受度基本得到认可了，但是对电动汽车安全性，用户接受是“零容忍”。如何做到绝对安全？才是电动汽车推广又一个要面对的新瓶颈。下面介绍《动力电池包安防系统原理及实例》，就是要求实现电动汽车在动力电池这一块必须是100%的安全。

动力电池是电化学产品，即是危险品。但是其危险品的等级是相对较低的，国际上有关组织对危险品等级进行了划分。动力电池等级是第8、9级的危险品。其与炸弹、鞭炮、汽油、柴油相比，在常态下，不会爆炸、不会起火。但是动力电池装到了汽车上以后，其环境发生很大变化，而汽车发生安全事故频率目前还是很高的。动力电池在汽车发生事故（碰撞、翻车等）当中，能不能保障不发生次安全事故？如果动力电池系统在意外情况下发生了内部短路，能不能保障不发生安全事故？如何发生了电动电池安全事故，有没有办法防止其放大？以上是必须要回答的，是不能回避的。

在目前的技术条件下，汽车在高速行驶过程中，发生安全事故的概率是相对高的。在技术能力不能满足要求的前提下，目前基本做法是，通过教育和管理手段，来保障汽车的安全性。而实际上传统汽车安全措施也是在持续改进，但是汽车发展速度也越来越快，汽车驾驶从一种职业变成了个人的生活技能。这个对汽车安全性要求也越来越高了。同理，动力电池在常态下，其危害性不大，但是电动汽车要进入平常老百姓家里了，电动汽车就是一件家用电器，其安全性必须保障100%。笔者认为目前家用电器能做到，电动汽车也是能够能做到的。动力电池作为一个汽车总成件，市场要求其安全性必须做到与汽车同生命周期的100%。

动力电池安全措施是一个系统工程。从动力电池单体生产到电池包的集成、到电池系统装置完成、到整车安装布置、到用户日常车辆保养，都是有安全技术要求和安全责任的。而重点是动力电池包的安防技术的提升，这已经深入到安全消防范畴了。目前动力电池安全技术，从电体的材料、电池包、电池系统及接插件、线束的安全等级安全都是在持续提高。但是按家用电池的安防要求来讲，其差距依然较大，否则就不会出现一次会烧80、90台新能源客车事件。人命关天，安全无小事。要发展新能源（电动）汽车，必须把不安全的可能性降到零。

按照国家有关标准，对6m以上客车的车载电池包，要求配置自动灭火器总成。当然从技术上，对车载动力电池包的基本要求是，其技术指标稳定性要好、他自己不出现质量问题。在出现极端情况下，也不能出现短路、过热、不能起火，更不能出现爆炸。如果出现了以上情景，必须在相当短的时间里，把安全事故的危险降到最低，必须确保人员的安全。

（1）这个总成件体积要小、重量要轻，相对电池包而言，要做到可以忽略不计。其理由是，动力电池包空间十分有限，目前提高电池包的比能量，其任务很重。

（2）主动探测、数据分析及研判、控制、管理多重功能高度集成，能智能分析电池热失控阶段并进行自动干预控制，理由是电池包是一个动态工作系统，其指标值是不断变化的，而且是随机的。这些功能必须是智能化的。

（3）与BMS管理系统必须能对接。将探测到电池箱内因内部短路、过度充放、外部短路等导致火灾初期所产生的气体、量、烟雾、明火等信息，通过数据总线及时传递给控制总台。其理由这已经是基本功能了。

（4）在无电源条件下，当环境温度到规定值时，灭火装置能自动启动，完成其设计功能。其理由是，电动汽车经常处于停止状态，而动力电池内部做功并没有停下来，而这个时间内发生安全事故的概率极大。有了这个功能，才能做到安全万无一失。

目前二氧化碳类的产品已经普遍用于发动机舱和客车车身上了。这类产品用于动力电池箱灭火，开始用到电动包里。但不足的是，体积过大，灭火后遗留物太多，清理十分困难。发生新的安全事故，目前其控制智能化较低，推广十分困难。七氟丙烷用于动力电池箱灭火，也有不足，主要是与电池包生产厂家对接，要将液态运输到电池包内部，要一定长度的管路支持，其工艺布置比较困难。