劉萬(wàn)青:液冷消防一體化技術(shù)在新能源鋰電池上的應(yīng)用
發(fā)布日期:2022-09-09 瀏覽次數(shù):3457
一、新能源電動(dòng)汽車行業(yè)背景
電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)逐步凸顯,市場(chǎng)銷量飛速增加。鋰電池作為新能源汽車的動(dòng)力來(lái)源,對(duì)新能源汽車的安全具有重大影響,一旦電池發(fā)生熱失控,就可能引發(fā)后續(xù)一系列的自燃、爆炸等事故,嚴(yán)重威脅人們的生命健康,所以電池的安全管理技術(shù)也是電動(dòng)汽車商業(yè)化的最關(guān)鍵技術(shù)之一。
二、新能源電動(dòng)汽車行業(yè)痛點(diǎn)
目前電動(dòng)汽車乘用車上沒(méi)有滅火系統(tǒng),當(dāng)電池著火時(shí),鋰電池起火是從內(nèi)部開(kāi)始的,由于鋰電池外部還會(huì)有一個(gè)外殼存在,這個(gè)外殼防護(hù)密封好,干粉滅火器無(wú)法噴入到電池內(nèi)部,因此車上自帶的干粉滅火器基本無(wú)效,這也是電動(dòng)汽車一旦自燃就很難撲滅的原因。所以最好的滅火辦法就是水或水基類滅火劑,這是因?yàn)樗悳缁饎┎粌H可以冷卻電池,降低電池溫度,還可以流到電池內(nèi)部,阻緩燃燒速度或撲滅火焰,給車上人員的逃生爭(zhēng)取寶貴的時(shí)間。
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1、機(jī)械及電氣誘因
電池組受到了諸如機(jī)械撞擊、擠壓變形、因工藝或其他原因?qū)е碌耐獠炕騼?nèi)部短路等引起的升溫、自燃和爆炸;
2、電化學(xué)誘因
在給電池大功率充電時(shí),鋰電池內(nèi)部釋放氣體和熱能會(huì)讓電池相對(duì)不穩(wěn)定,遇到充電過(guò)載和電壓不穩(wěn)等發(fā)生自燃;
3、熱誘因
電池組的管理系統(tǒng)BMS出現(xiàn)故障引起電池爆燃。
絕大多數(shù)電動(dòng)汽車廠家的電池系統(tǒng)中唯一含有水介質(zhì)的,就是以乙二醇為基液的電池溫控液,它的主要功能就是給電池散熱,讓電池運(yùn)行時(shí)處于適宜的恒溫狀態(tài),同時(shí)也防凍。但這因乙二醇自身作為燃燒物,在418℃時(shí)會(huì)燃燒釋放出一氧化碳、二氧化碳和水,有助燃和閃爆風(fēng)險(xiǎn),所以不能用作滅火劑或滅火水媒。
如何開(kāi)發(fā)一種新型電池溫控液,既具有液冷功能,同時(shí)還能作為電池著火時(shí)的滅火冷媒,將液冷技術(shù)和消防技術(shù)相結(jié)合,為電池的安全管理提供一種新型的技術(shù)路線,對(duì)于解決鋰電池?zé)崾Э貑?wèn)題至關(guān)重要。
三、華清產(chǎn)品
合肥華清液冷研發(fā)團(tuán)隊(duì)針對(duì)液冷消防一體化的耦合技術(shù),研發(fā)出帶有滅火功能的新型鋰電池溫控液:HQ-EV3系列,該產(chǎn)品除具有滅火和防凍冷卻功能外,其低溫流動(dòng)性、導(dǎo)熱性和金屬耐腐蝕性優(yōu)異,不會(huì)氧化產(chǎn)生腐蝕降解產(chǎn)物,且無(wú)毒環(huán)保,可生物降解、不促進(jìn)微生物生長(zhǎng),且不易燃。可在-60°C和120°C范圍內(nèi)有效運(yùn)行。
HQ-EV3滅火特點(diǎn)
1、響應(yīng)速度快,低溫時(shí)亦可應(yīng)用:液冷消防一體化,通過(guò)煙霧傳感、溫度傳感等儀表及時(shí)發(fā)現(xiàn)并自動(dòng)滅火,響應(yīng)時(shí)間迅速,且在低溫時(shí)亦可使用。
2、滅火劑量增多:一般乘用車整體冷卻液為15kg—25kg,在電池著火初期使用,效果較為顯著,為滅火或逃生贏得寶貴時(shí)間。
3、滅火機(jī)制多元化:有水降溫,有生成二氧化碳稀釋或隔絕氧氣,有表面活性劑減小水的表面張力,增強(qiáng)滅火功能;也可將其作為水媒,與車現(xiàn)有滅火系統(tǒng)結(jié)合使用等。
4、環(huán)境友好,運(yùn)維便捷:綠色環(huán)保,無(wú)毒無(wú)害;利用原有液冷管網(wǎng),安裝運(yùn)維成本低廉便捷。
HQ-EV3產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
1、增加滅火功能:有水降溫,有生成二氧化碳稀釋或隔絕氧氣,另外金屬離子起自由基吞噬者的作用,阻斷支持燃燒的自由基鏈反應(yīng)等;
2、液冷性能優(yōu)異:該產(chǎn)品化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、低溫流動(dòng)性和導(dǎo)熱性比乙二醇基液優(yōu)異很多,特別是使用過(guò)程中不會(huì)氧化產(chǎn)生腐蝕降解產(chǎn)物。
3、無(wú)毒環(huán)保:該產(chǎn)品另一突出的特點(diǎn)是無(wú)毒環(huán)保,廢棄時(shí)不需要危險(xiǎn)廢料處理,可直接排放。(其LD50>5000mg/kg,注:LD50≤5000mg/kg歸類為有害物質(zhì))
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