引言

在B&C兩家圍繞針刺實(shí)驗(yàn)對(duì)峙的時(shí)候，去年11月韓國(guó)參加EVS-GTR的代表分享了一些信息，主要是他們做熱失控實(shí)驗(yàn)的一些信息，特別是廣泛運(yùn)用的60Ah的實(shí)證實(shí)驗(yàn)還是有很大的價(jià)值。我個(gè)人覺(jué)得有以下的兩點(diǎn)感受： 1）單個(gè)挑電芯出來(lái)，要把它要弄燒起來(lái)是比較容易的 2）在評(píng)估熱失控傳播實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，最重要的事情就是注入的能量控制在最小，把整個(gè)反應(yīng)過(guò)程做的不要特別劇烈，能評(píng)估出整體的效果（電芯內(nèi)短路引起的時(shí)間比較長(zhǎng)，過(guò)程并不劇烈，但是會(huì)著） 3）目前從軟包來(lái)看，電芯之間沒(méi)有有效設(shè)計(jì)隔離手段，在一定的模組設(shè)計(jì)下隔離辦法是主流的選擇，所以軟包要往CTP來(lái)做封裝層面可能比較難

01

KATRI提供的熱失控觸發(fā)方法

目前全球在動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要考慮，就是在熱傳播測(cè)試中能夠有很好的解決方案。這項(xiàng)測(cè)試目的是評(píng)估由內(nèi)部電芯內(nèi)短路故障引發(fā)的電芯熱失控，然后評(píng)估電池系統(tǒng)內(nèi)防止火勢(shì)蔓延現(xiàn)象，最終是要實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)乘員的保護(hù)。所以測(cè)試中，要盡量模擬內(nèi)部短路熱失控的啟動(dòng)方法，并且引發(fā)的熱失控狀態(tài)對(duì)相鄰電芯要盡量低，要具備重復(fù)性和再現(xiàn)性（目前熱失控傳播的波動(dòng)實(shí)在是很大，一會(huì)天上一會(huì)地下）。有關(guān)不同方法的討論，在后續(xù)會(huì)逐步給出，其實(shí)歐洲和美國(guó)也有各自的看法。韓國(guó)KATRI提出的方式是做一個(gè)鎳鉻材料做成的加熱器（覆蓋耐高溫膠帶和耐火板），這個(gè)加熱器的阻抗為1.6~2.0歐，最大承受的功率為100W，可以在5分鐘把電芯局部加熱到800℃ 

圖1 微型加熱器的搭建

如下圖所示，我們?cè)趩蝹€(gè)帶內(nèi)心來(lái)看，從開(kāi)始加熱之后，電芯的熱失控發(fā)生在之后的200秒，電芯的整個(gè)表面溫度在200秒后急劇上升，這時(shí)候電芯也開(kāi)始劇烈的排氣，電芯熱失控是方向?yàn)門(mén)C1 → TC2 → TC3 → TC4 → TC5 → TC6 → TC7，軟包排氣之后有連續(xù)的火焰。

圖2 軟包60Ah電芯引發(fā)熱失控的情況 

02

模組和Pack的情況

如前面一位朋友所說(shuō)的，電芯熱失控和在模組里面的狀態(tài)是不一樣的，在模組的實(shí)驗(yàn)中是在加熱啟動(dòng)之后600秒之后，排氣之后有持續(xù)的火焰。

圖3 2.6kWh的模組熱失控傳播的情況 

如下圖所示，我們進(jìn)一步擴(kuò)展到Pack，由于節(jié)約成本的考慮，可以把三個(gè)相鄰模組放在一起，然后考慮整體的傳播情況。在一定的間距和防護(hù)設(shè)計(jì)下，模組熱失控只發(fā)生在涉事的模組中，并沒(méi)有燒毀整個(gè)Pack，和方殼相比，由于排氣的非指向性就不會(huì)有方殼那么恐怖的類似火焰噴射器那樣的超級(jí)壓力+超級(jí)火焰。在電芯排氣和火焰燒完以后，整體Pack拆解下來(lái)的沒(méi)有出現(xiàn)全局的熱失控傳播情況。

圖4 Pack層面的熱失控

小結(jié)：我是覺(jué)得要做長(zhǎng)模組，類似特斯拉那樣寬320mm長(zhǎng)度1.8-1.9米的，就需要仔細(xì)設(shè)計(jì)好單個(gè)電芯之間的間隔或者隔一段采取很厚的隔熱材料，然后檢測(cè)到熱失控以后采取強(qiáng)制的散熱措施輔助散熱，在增加一定成本的情況下我們可以在系統(tǒng)層面有一些辦法的。如果說(shuō)LFP可以一整排或者雙排全部排列的話，三元就要多努力一些，特別是大容量泄放壓力比較大的電芯困難度比較大。

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