新能源车的电池过热会爆炸吗,下雨会进水吗

我身边的这一排,是目前主流新能源汽车上面使用的各种各样的锂电池,车厂会根据自己的需求,选用不同的型号。大概就跟你的遥控器会用5号电池,但是电子秤会用纽扣是一个道理。

我曾经给很多朋友展示过这些锂电池,他们看过之后都问了很多问题。但是,有两个问题是所有人都问到的。一个是这个锂电池会不会炸,另一个则是如果下雨进水,会不会漏电。

很显然在大家认知里面,锂电池很不安全;以此类推,装着锂电池的新能源电动车,也不安全。那么问题来了,如果漏电或者过热起火,会出现什么情况。而为了避免这种安全事故发生,车企应该怎样去做?

这个,是大众MEB平台使用的标准化的电池包,图中这个就是一汽-大众ID.4CROZZ装载的。从组成机构上看能够看到,从单体电芯到模组再到整个电池包系统,环环相扣,根据不同容量需求,可以通过增减模组数量来实现不同的电池包容量。

比如说ID.4CROZZ使用的电量为84.8kWh的电池包,就是每16节电芯组成一个模组,一个电池包里面装了12个模组进去。对于这样的电池包而言,从内部来看,最怕的有两个事儿。一个是怕过热,另一个则是怕进水。

这个是过去锂电池充电起火时的景象,大多数都发生在夏天。我们都知道,手机充电的时候都会发烫,这是因为电池都存在内阻,根据电流热效应的焦耳定律可得,Q=IRt,这个发热是跟电流和内阻有关系的,要知道手机充电电流也就是2-5A之间。

而电动车的最大充电电流可以跑到A,发热量可想而知是非常巨大的,如果散热做不好,室外温度又高,电池过热就有可能让内部发生短路,急速升温,内部高温电解液喷出遇到空气就会起火。

那想要电池充电速度又快,还不热,应该怎么办呢——答案是做好热管理。在ID.4CROZZ的电池包里面,我们能够看到在电池底部看到,有一整块水冷板,并且这块板子还跟外壳系统进行了集成。通过独立的液冷回路,当电池温度高于设定阈值时,整个液冷回路会被激活,即时为每一节电芯进行降温。

而一整块板子也能够保证散热的均匀性,最终ID.4CROZZ的电池包,能够把所有电芯的温差控制在2℃以内。当然如果天冷的时候,水冷板还可以变成“水热板”为电芯加热,让电芯能够在零下30℃到零上55℃都能正常工作,而且性能还不受影响,这是很多其他车型做不到的。

除了热以外,大家最关心的那就是水了。其实不只是电池包,所有带电的东西遇到水都有可能发生短路,更不要说V+的高压电池包了。怕水很简单,那就是要做好电池包的防水性能。对于电池包而言,防水的大前提是外壳的冲压跟焊接工艺要足够好,如果出现砂眼、裂缝,其他一切努力都是白瞎。在加工工艺层面,基于佛山MEB智能工厂打造的电池包,专门针对铝合金箱体与钣金上盖板提供了多种焊接、铆接工艺,同时在也拥有远超国标的质检标准,保证了二者在材料层面的表面平整度。

而做好了上下盖的冲压、焊接之后,接下来也就是防水性能的核心了——对上下盖之间进行密封。传统的电池包,一般做法是在电池的上下盖之间通过螺钉连接,中间夹着一层关键的密封条,密封条通过形变将上下盖空隙全部填充,从而实现密封。而这层密封条用什么材料,如何用,就是决定电池包密封性能好坏的关键。

目前市面使用的密封材料,一般包含橡胶密封圈、结构胶和泡棉硅胶带。橡胶密封圈的一般用在管路连接中,价格低廉,但是在水中的密封持久性比较一般,泡在水里时间长了,老化也比较快,使用这种材料的电池包,一般只能达到IP67级别防水效果。而使用结构胶和泡棉硅胶带的电池包,密封持久性好和耐老化性也更好,一般都可以达到IP68级别的防水效果,但是对于成本和生产效率都有更大的挑战。

为了保证密封性能,MEB电池包使用的是聚氨酯的泡棉胶,再加聚碳酸酯的密封胶双管齐下,保证最好的密封性能。以一汽-大众ID.4CROZZ为例,TA的MEB电池包在静态下,可以实现IP68的防尘防水效果,简单来说就是在1米水深浸泡24小时,也能做到不进水。同时在动态下面,ID.4CROZZ电池包还做了用80度的热水,定点高压喷淋测试,密封性能依旧可以保持良好,达到了IPX9K的最高防水级别。

我们能够看到,新能源车锂电池的安全,是一整个系统的工程,刚才我们以ID.4CROZZ举例,给大家解释了两个用户最关心的问题,但是对于电池工程师而言,他们做的努力远不止于此,而这些工作的目的也很简单,安全、安全、还是安全。




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