电动汽车电池为啥爆炸?都是热管理的锅?错!BMS才是关键!

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文|Lei
对于电动汽车车主或者对电动汽车心动的潜在顾客而言 , 最害怕的也许是哪天一个不小心 , 又刷到了某车自燃爆炸的新闻 。
现实生活中 , 只要是关于新能源车的负面消息 , 90%也都是和电池相关 。
电池为什么会爆炸?遭到碰撞?温度太高?其实这些都是原因 。 然而 , 很多人把电池爆炸的罪魁祸首归结于“热管理” 。 认为是热管理技术不够好 , 电池温度过高时没能及时处理或者处理不当 , 才导致了车辆的爆炸 。
但实际上 , 决定热管理功效发挥的 , 是BMS(电池管理系统) 。 简单来讲 , 你可以把BMS理解为热管理的“老大” 。 除了电池质量本身外 , BMS才是决定电动汽车电池是否安全的关键 。
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热失控与电失控
首先 , 从原因上看 , 电池的爆炸基本都可归结为以下两种失控:即热失控与电失控 。
热失控主要是电池内部短路后产生大量的热量 , 导致电池内部温度持续升高 , 从而导致电池破裂、自燃、爆炸 。 比如 , 之前特斯拉ModelS在上海地下车库发生自燃的事件 , 就是因为热失控 。 而各类电动汽车受到撞击之后 , 如果电池被穿刺 , 也会导致电池短路 , 造成电池内部短路从而失火爆炸 。
而电失控主要是人为原因导致的 。 在电池已经被完全充电的情况下 , 如果电路控制系统并没有结束充电过程或者放缓充电速度 , 那么电池将被过度充电 , 导致电失控 。
而不管是热失控还是电失控 , 合理设计电池管理系统(BMS)对预防电池爆炸至关重要 。
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电池的“大脑”
如果说电池是骨骼、肌肉 , 那么BMS就是大脑和神经 , 它管理着电池的方方面面 。 BMS主要包括传感器、控制器、驱动开关、信息通讯存储模块等 , 它的核心功能在于 , 可以根据不同情况 , 对电池的充放电过程进行监测、控制和优化 , 在保证安全的前提下 , 最大限度地利用电池所存储的能量 。
通常情况下 , BMS包括状态监测和分析、安全管理、能量管理、信息管理五个部分 。 首先 , BMS会对电池状态进行监测和分析;其次 , 分析完成后 , BMS在确定电池状态安全的基础上进行能量管理;最后 , BMS会把过往的信息进行储存 , 以便于出现故障后进行排查 , 或者是对用户体验进行优化 。
而这几个模块都是层层递进的关系 。
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BMS与热管理
电池的温度过高或者过低 , 都会造成电池性能的衰减 。 为了保持电池始终处于最佳状态 , 热管理就需要通过冷却、加热的方式对电池系统进行温度管理 。
电池的冷却方案实际上是硬件设计的层面 , 但例如水冷 , 涉及到具体的水泵、风扇动作 , BMS是需要发起请求的 。
比如大众的MEB纯电平台 , 其BMS可以依据当前的实际工况提出需求 , 在单体电池的热均衡性能上 , 大众MEB能做到所有电芯温度保持在前后2℃的差异以内 。
而在应对故障问题时 , MEB通过四重电芯安全设计 , 从壳体强度、表面绝缘、及时断电、防爆泄压上了四重保险 , 将漏电、起火、爆炸的可能性降到了最低 , 这些设计的执行策略 , 就都在BMS里头 。
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