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特斯拉自燃事件解析

4月21日,上海某小区地下停车场停放的一辆特斯拉Model S发生自燃,从网上公布的监控画面中看到,整个自燃过程从冒白烟到发生爆炸只不过短短几秒钟时间,并迅速殃及周边车辆。Model S的电池包内使用的是18650锂电池,这款Model S的电池容量为85KWh,电池组板由16组电池组串联而成,并且每组电池组由444节锂电池,每100节带电量100Ah的电芯组成的电池组,失控时能释放相当于57公斤TNT炸药的能量,其破坏力可想而知,所幸本次事故并未造成人员伤亡。

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近年来,新能源汽车起火并不鲜见。但本次从公布的监控画面中可以看到,“惹祸”的特斯拉Model S起火点位于车辆底部,也就是电池包的安装部位,业内人士猜测其自燃的原因可能是“热失控”。热失控就是因为车辆配备的安全断电装置和保护装置无法控制原有电池的正常状态导致的热量激增。热失控开始后,会首先从电池电芯内的负极SEI膜分解开始,继而隔膜分解融化导致负极与电解液发生反应,随之正极和电解质都会发生分解,从而引发更大规模的短路,造成电解液燃烧,也就是我们看见的明火。随后,该化学反应会蔓延至全车的其他电芯,造成了严重的热失控,让整个电池组产生自燃。

说到这里,不得不提新能源汽车的电池管理系统(BMS),BMS是连接电池和整车的纽带,首先要保持电池在安全的电压、电流、温度范围内运行,并预防整个电池包里面单体电池的早期损坏,在异常情况下采取干预措施,根据环境温度,电池状态及车辆需求,决定电池的充放电功率,尽量延长电池使用寿命。其次,保证每个单体电池均衡充电,使得电池组各个电池达到均衡一致的状态。

 

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要想实现这两大功能,必须使用两种关键的电阻:

均压放电电阻和检测电池温度的热敏电阻

 

一辆新能源汽车的电池包通常由数百个单体电池串并联而成,而每个电池实际的充放电情况很难做到完全一致,因此在充放电时通常需要均压电阻进行被动均衡,吸收电量较高的电池的能量,维持整个电池系统的一致性,目前大多数的新能源汽车制造商都采用贴片厚膜电阻充当均压电阻来使用,但是如果贴片电阻的阻值出现异常,电池放电过快,可能会产生过热,自燃,甚至爆炸。我们推荐使用额定功率更高的宽边电极贴片薄膜电阻,作为均衡放电电阻使用,宽边电极薄膜电阻的额定功率更高, 耐电流脉冲能力更强,阻值更为稳定,性能上非常适用于泄放均衡的应用。

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另一方面,热敏电阻在BMS中也是不可或缺的,在日常使用时,当热敏电阻检测到单体电池温度异常,通过信号传输给MCU,对此电池进行隔离措施,将风险扼杀在摇篮中。此应用要求热敏电阻小型化,且非常快的响应时间,TCTR系列0402尺寸的热敏电阻从25摄氏度至85摄氏度的响应时间不足一秒,非常适合此应用。

 

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点击次数: 253 次   更新时间:2019-05-24  【打印此页】  【关闭
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