電池阻燃排氣實(shí)驗(yàn)

就電池排氣系統(tǒng)這塊說(shuō)一下看法，電芯的泄壓過(guò)程我們都是沒(méi)有質(zhì)疑的、模組層面隨著電芯多了以后接連的排氣過(guò)程到整包對(duì)外釋放壓力，是一個(gè)連續(xù)的持續(xù)數(shù)十分鐘的過(guò)程

特斯拉接連不斷的自燃事故

接前面特斯拉的自燃的事故，前兩天又發(fā)生了一起。對(duì)于特斯拉的案例來(lái)說(shuō)，Z方向的泄壓閥和上方的若干層隔離泄放過(guò)程的設(shè)計(jì)，還是起到作用了。

Z方向主要是頂住這個(gè)沖擊的氣流，在這個(gè)方向上，不同的閥出來(lái)的結(jié)果類(lèi)似小子彈還是一個(gè)大的榴彈，整個(gè)結(jié)構(gòu)件的韌性倒是很大的考慮，其他的沖擊過(guò)后，就要考慮整個(gè)其他產(chǎn)生量。

與方殼電芯相比，圓柱的在模組層面等于在放鞭炮，而方殼則是一個(gè)個(gè)在釋放手榴彈

方殼電芯

方殼電芯焊接式的防爆閥是電池封口板上的薄壁閥體，當(dāng)電池內(nèi)部壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)，防爆閥閥體破裂，避免電池爆裂。這兩家電池廠(chǎng)家的都采用激光焊接牢固的、兩個(gè)鋁質(zhì)金屬片；但當(dāng)內(nèi)部壓力升高到一定值時(shí)，鋁片從設(shè)計(jì)的凹槽位置處破裂。

備注：以下的圖是采用薄壁的整合式設(shè)計(jì)，與上面的也有相似性，本質(zhì)是突破薄弱環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要考慮電芯的長(zhǎng)期壓力增長(zhǎng)過(guò)程，如電池遭遇濫用（如電池遭到擠壓、穿透等異常情況造成電池短路時(shí)，內(nèi)部壓力急劇增加）的時(shí)候產(chǎn)生氣體的內(nèi)部壓力大于設(shè)定值時(shí)，安全閥將立即開(kāi)啟泄壓，電池內(nèi)部壓力EOL值需要小于設(shè)定值時(shí)安全閥將關(guān)閉密封。

集中式的壓力釋放過(guò)程

我覺(jué)得問(wèn)題最為復(fù)雜的就是，遭遇熱失控過(guò)程中的釋放過(guò)程和這個(gè)泄壓閥的匹配工作。如之前所談的，其實(shí)多個(gè)電芯并聯(lián)的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)多種濫用狀態(tài)，當(dāng)濫用中局部短路電壓變化，外部并聯(lián)的電芯會(huì)對(duì)于這個(gè)電芯予以更多的電應(yīng)力以激發(fā)這個(gè)泄壓和熔斷的過(guò)程。

如果卷芯多了以后，整個(gè)過(guò)程全部集中于電芯內(nèi)部，如果閥的設(shè)計(jì)缺乏足夠的靈敏度，在濫用中開(kāi)閥的時(shí)機(jī)和相應(yīng)的噴出電解液的溫度也不同，特別是可能在冒煙之后還會(huì)進(jìn)一步起火。比起單個(gè)26.5厚的電芯的泄壓閥設(shè)計(jì)，內(nèi)部進(jìn)行并聯(lián)的電芯，設(shè)計(jì)這個(gè)閥的難度還是非常大的。

從系統(tǒng)來(lái)看，泄壓的事情

我們可以分析評(píng)估出，從40kWh-100kWh，分模組燃燒的整個(gè)時(shí)間，還有有沒(méi)有可能就是往不容易出問(wèn)題的類(lèi)似內(nèi)燃機(jī)廢氣排氣管路的設(shè)計(jì)，把這些高溫的氣體沒(méi)辦法完全杜絕的情況下，以合適合理的從內(nèi)燃機(jī)的系統(tǒng)上借鑒過(guò)來(lái)。讓能量有序的釋放，這個(gè)我覺(jué)得是我們下個(gè)階段，能做的最大的機(jī)遇。主要的課題包括：

單點(diǎn)觸發(fā)，能不能不要燃燒

分析出燃燒是否蔓延的觸發(fā)條件指針的各種邊界

失控燃燒的定向性

失控燃燒的延緩時(shí)間

失控燃燒的外部處理有效機(jī)制

備注：成本約束、對(duì)原始材料的約束擺脫都是切切實(shí)實(shí)要做的事情，這個(gè)大前提不能變，能變的是我們的工程設(shè)計(jì)思路

SAE J1495 的阻燃排氣標(biāo)準(zhǔn)

單就排氣問(wèn)題來(lái)說(shuō)，SAE在12月份更新了的《SAEJ1495

Test Procedure for Battery Flame Retardant Venting Systems》

在內(nèi)容里面，把電動(dòng)汽車(chē)的涵蓋到里面去了

This SAE Standard details procedures for testing lead-acid SLI (starting, lighting, and ignition), heavy-duty,EV (electric vehicle), and RV (recreational vehicle) batteries, to determine the effectiveness of the battery venting system to retard the propagation of an externally ignited flame of battery gas into the interior of the battery under sustained overcharge conditions.

這個(gè)實(shí)驗(yàn)本身是按照危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)估的。

WARNING: Testing of a battery venting system can result in an explosion. Extreme caution must be exercised to avoid personal injury, including the selection of appropriate personal protective equipment (PPE).

在設(shè)計(jì)取向里面，我們主要看在模組端，在防護(hù)到位的一步步下，在IP67完整到泄壓閥開(kāi)啟過(guò)程中電池系統(tǒng)產(chǎn)生的氣流排氣過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題。

當(dāng)然，這個(gè)測(cè)試對(duì)于密封的12V鋰電和48V鋰電池可能更適用一些。對(duì)于動(dòng)力鋰電，這樣一個(gè)體積很大的電池系統(tǒng)可能有一些差異。

小結(jié)：