电气设备行业新能源车前瞻技术研究之一：新能源车自燃问题分析-20211016（25页）.pdf

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1、智己汽车采用的设计思路基本与“弹匣电池”一致。上海车展期间智己汽车首款车型亮相，采用了“永不自燃”的技术方案，通过“预、导、构、隔、疏”五重防护方案，确保其动力电池达到较高的安全系数：“预”，指从云端实时预警，一旦系统判断电池有热失控风险，能立即召回故障车辆;“导”，指主动冷却系统; “构”指低热导结构，“隔”指全方位热隔离设计，利用新型隔热材料，使电芯之间的热传递尽量缩小;“疏”指高效排烟通道，可以把单个电芯热失控产生的高温烟气尽快定向排出包外，不至于引发其他电芯的热失控。以表 6 中的电池方案为例，从单体释放能量、单位散热能力、周边电芯隔热能力三个维度分析软包电芯的热失控措施。单体释放能量

2、：软包电池与方形电池基本相同。两片软包电芯并联，每两片电芯之间隔一张泡棉，针刺一颗电芯必定引发另一片并联电芯热失控，故单体释放能量应该是两片电芯的总能量即0.876kwh，单体释放能量是方形电池的84%。单体散热能力，软包电池弱于方形电池。软包每度电水冷面积为 0.017 m2，略高于方形电池的0.0158 m2，但考虑到软包电池侧面并非平整面，且铝壳的导热率效果优于铝塑膜，综合考虑软包电池的散热能力弱于方形电池。周边电芯的隔热能力：软包电池和方形电池表现出明显的差异：1)方形电池有防爆阀，可以定向将热量释放至电芯上方，而软包电池目前做到定向泄压难度较高，热失控发生时热量可能直接对着周边电芯喷

3、发，进一步弱化防护效果;2)方形电池的铝壳在热失控的一段时间内可以保持结构完整性，软包电池的铝塑膜结构强度低，在电芯间的隔热材料必须有一定的结构强度，否则在高温条件下易结构坍塌，无法起到隔热的效果;3)隔热材料的选择上，软包电池受到的限制也更多，软包电池间的泡棉的主要作用是吸收电芯膨胀，但泡棉的结构强度低，隔热性能差。如果换成隔热效果更好的气凝胶材料，则成本会有较大幅度的提升，如果使用支撑结构强度稍好的材料，则电芯间隙必将增大，导致系统能量密度降低;4)软包电芯是大面接触，需要隔热的面积很大，按照每两片电芯隔一片防护材料，每度电需要的隔热面积是0.0976 m2，是方形电池的 3.1 倍。至今

4、为止尚未有软包电池企业发布“永不自燃”的热失控防护方案。相比于圆柱电池和方形电池，软包电池的热失控防护难度最大，成本最高。目前部分软包电池企业试图每 5 片左右电芯隔一片复合隔热材料，试图平衡结构强度、膨胀空间以及隔热效果，但真正的防护效果如何仍然有待验证。.大量灌注水是目前唯一能够熄灭锂电池火焰的方法，第二代热失控防护方案就是利用电池冷却液进行灭火。设计方案主要是在电池泄压阀上方新增一套水冷系统，在电池发生热失控时，高温气体从泄压阀处喷出，融化电芯上方的铝板后，铝板内的冷却液由于重力向泄压阀处灌注，实现灭火冷却，安全性能得到大幅度提升。缺点是该系统占据一部分空间，降低体积利用率及能量密度。目前已经有包括宁德时代、上汽智己等多家企业在研究，已完成初步的可行性评估。在合适的实验条件下，在单颗电芯热失控后，冷却液可以顺利注入电芯壳体中，没有明火蔓延至电池包外。