天天快報!基于鋰電池熱失控所產生的氣體檢測來保障新能源汽車動力電池安全

鋰電池安全

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動力電池作為新能源汽車的核心部件，對于新能源汽車安全性有著重要影響。目前，動力電池由于其內部電化學反應復雜多樣，單體熱失控現象尚無法完全避免。因此，動力電池熱失控早期安全檢測十分必要。然而，傳統的溫度、電壓等安全性監測方法難以實現早期預警，而交流阻抗等創新性方法由于成本和準確度問題尚無法商業化應用。近年來研究發現氣體相對于溫度、電壓、爬電距離等參數具有更短的響應時間。因此，通過產氣現象早期監測動力電池熱安全事件具有重要的預警作用。

1每個細節都可能導致一場意外

近日，晉城市城區某路段一輛正在充電的新能源汽車發生自燃......

消防救援人員接警后立即出動，通過偵查發現，此新能源汽車在充電時，電池發生短路，溫度過高，導致冒煙起火。

消防救援人員通過出水冷卻和泡沫滅火劑結合的方法，經過一段時間的撲救，現場明火全部撲滅，后將車輛側翻，將電池卸下，進一步清理余火，未造成人員傷亡。

2每個標準背后可能都是一個事故

目前， 鋰離子電池以其高能量密度、 長循環壽命、無記憶效應等特點，廣泛應用于電動汽車、便攜式電子產品等領域。

然而，鋰離子電池技術的發展過程中，安全問題始終備受關注，尤其是電動汽車使用的大容量動力電池，一旦發生燃燒和爆炸將對乘員、周圍人員造成嚴重威脅。

在電池火災事故中，大部分情況都是由于電池系統中某個電池單體發生熱失控，產生的熱量導致其他電池單體發生連鎖反應，即熱擴散，最終導致整個電池系統燃燒甚至爆炸。

雖然目前我國已發布動力電池安全強制性國家標準GB38031-2020 《 電動汽車用動力蓄電池安全要求》， 動力電池產品必須滿足相應強制性國家標準。

然而，由于鋰離子電池本身的理化性質，以及產品生產過程質量控制水平所限， 即使通過了上述強標測試， 在使用過程中電池熱失控仍無法完全避免。 因此， 研究鋰離子電池熱失控早期監測方法對于電動汽車產業安全發展非常必要。

3氣體檢測實現鋰電池安全預警

事實上，針對鋰離子電池熱失控的早期監測方法已經有了較多研究，主要是基于電池的熱性能和電性能。

電池管理系統利用傳感器監測和判斷電池的溫度、電壓、SOC（電池容量）等關鍵參數是否出現顯著不一致等異常情況，實現熱失控場景的監測。

然而，通常傳感器只能監測電池外部溫度和端電壓，對于常見的內部短路導致電池熱失控的情況，在初期階段電池的電壓、外部溫度變化不大，因此難以在熱失控更為早期的階段報警。

電芯內部溫度傳感器或者電化學交流阻抗測試等方法能夠提供電芯內部的溫度情況，但由于成本問題目前無法得到商業化的應用。

鋰離子電池在熱失控的早期階段會產生一定量的氣體，為熱失控預警提供了一種有效監測方法。研究表明，氣體相對于溫度、電壓、爬電距離等參數具有更短的響應時間。因此，通過產氣現象早期監測鋰離子電池熱失控具有重要的一項安全預警措施。

慧聞科技自主研發的智能傳感器模組MSZ3005電池/儲能安全監測模塊，可用于判斷當前環境中的危險氣體等級（CO，氫氣，DMC電解液等），可同時識別和檢測異味含量，模組具有高靈敏度、高分辨率、低功耗的特點。

同時也可以根據等級進行高低報警，MSZ3005系列模組的傳感器是不同材料體系組成的多通道氣體傳感器，使用特定的調理電路和精確地算法來判定當前環境中三種危險氣體的預警等級，對于電池組安全的早期預警有非常實用的意義。

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