PPT动力电池安全性研究报告

1、PPT 动力电池安全性研究报告41 2019年动力电池安全事故图为2019年国内新能源汽车車故共性特 征的统计分析结果。从发生第故的电池类塑来右，相当多的 事故车辑配备了三元锂离子电池.从电 泡的形状来看，较多的事故来自于方壳 电池从事故起因来看大部分事故发生时， 电动汽车处于搁行驶状态，两富的 比例相差不多兗电相关的事故比例也 较高。对比2018年国内新能源汽车事故的统计 特征.可以发现.二元电芯占比更高了 ;方売电迪成为了装车的主流；同时 克电相关的事故仍然很多。1| 2019年动力电池安全事故事故车辅集中批次的线计对比可以看岀，19两年的规律相似，电动汽车岀现问题一般仍是在出 厂之后的第

2、二个夏天发生。5可以许2020年的报告岀 来之后再看一下相关 的结果这个结果可能是与车坐 开发的测试匕证朗期大 釣足912个月有关从电动汽车质保8年12万 公里的娶求来番.这个 问題需雯菱视50l IiG«£>tt£w妊累二tiA fu4 MU :; "0 一f rtHU : «L 4IZu4I 2 3 4 5 e 1 6 e IO 11 12 13 H 19 10 Ir 10 1« 20 21 22 23 24 M 金W批衣2015«2016«2017«2018$ZOI9«2电动汽车安全

3、事故原因解析2019 4»15.52019.420192事故滥用一般分为机械浜用电滥用和热濫 用三类可追湖的机械滥用和电滥用怙形较多热滥用Jl權引发热失桂事故中伴貓有1S1烟起火和加炸2019.5W段生电I澄用P盘用«锂蔑子电池的热失控是动力电池安全事故的核心原因92电动汽车安全事故原因解析我们械理了现有滥用条件之间的相互联系以及现吉安全测评标進包含的内容从电池失效的机理来看，深层次地H学问題 足电化学动力系统的失效.电化学盪用是滥用机理层面的问越，需雯加 以董视对电化学溢用机理的深入认识有助于1）对已发矯故规象的合理解軽；2）提高测试评价标准的权威性和預见性VlMrwil

4、HIM*II Cm4 ltetMB Mwrtm. ImHe4*r, vrrmle*82|电动汽车安全事故原因解析 CEVE测试评价规程莱承科学的标准制定M,对所提岀的测试规程进行了深入的机理研究测试r>feXSES:足于严肘可能岀JXffiS全冋IL SX 关SCiiMiuvr尿律的总結申.携出科加范話渣性務肌為试方 审并編出瞬确Filw评价方注EflfiF 示tt<7¾IFJi*e4Bl H*KHiX评饥方沅9Mttt±. -®nk Sa用般测 MKHMM不囿CfiMflLSZ紅mIt化件 IilnA4WK8 的不ra«»iUMr

5、jirtniaHU.虑边正交買駅帕分4RBWH试S囲IKJfffIiEMa方i1f正黔 irsK»nMH»it9n*a»«e9i86n用QJl理.注可复TiC可 »««««»Tt另歼.疔牌列滇愉事悴啊嬢的MAftn机“厉 illMfitfia分侨.（Kftmtf 勾定定许价的帕林EFn2电动汽车安全事故原因解忻在电池失控的主雯越发条件当中，短路占绝大多数(>90%) J随着电池比能量的提升，以及对材料利用效率的压榨，析锂问題逐渐显现; 高線正极可能降低高温释放活性埶的温度，不过目前还未见事

6、故报道2.1|短路失效机理11短路可以由多种可能的滥用情况造成.星电池热失控过程中普遍伴随的共性特征。机境 酒用rriM电池系统浸水 非纯水为身电介质 导致外血略电池机植挤圧穿剌导致埸腴机械確坏电池正负极搭樓引发内想路析铮号致枝品生长枝晶制穿隔腰诱发内短路也烯自引发内娉厨和B亨 *÷KJMAtt*lfm JMI*MS >*士代伦文 2u. !, II. XU . Aw Q.J r*frtemx. t!7US7:612.1短路失效机理电池系统浸水时，外矩路电解水产气祺合作用导致拉弧，电弧击穿电池壳体导致电解液泄減，泡満 的电解液逸出岳.遇空气点燃高温电6也可以导致电池热失控，加剧

7、浸水失效的危害，X C (>ngM. el.<t L FC5TrGm. !T. TIIr UXU . Wlrrrbkii T. ¼Nrwi » . rt al. ii.111 WIW AeN m<. MIu 2?: 7TT132.1|短路失效机理-电池系统底BPil受异物挤压（底部球击）可能导致动力电池内/外短路进而诱发冬失控离連公SHftSI金异物系荧庭部!护不足导敎电池S5<lrtf5權组内电芯移位导St外短S82.1短路失效机理自引发内短路在电池结构内的微小尺度上产生是威胁电池使用安全的癌症。采用宴於MMa的大容JB车用益力电;6也面IS相忍的

8、冋曲I内短路2(3<液音787飞机电池系统系列起火事故 局部应力集中一锂感失控MJevidH 0adre ambt of Mataos x< 7.lL<Jia.2J. ll*1.§ 1 Mi. IflTCTfI Bo4<at fftf*: uUm Po«*rrWalter* f JfM< *rn tk*ua . JA I2J¼. < 4ir*r wfU«n IBertrei mtt*M* r* ell >f mm w*><. U4 1¾M*j ”Hl14152.1短路失效机理 一种可能的自引

9、发原因是充电析锂.不断生长的锂枝晶刺穿隔膜适成内短路ipdK > 8N t.CwXXlLAF.ff 9L ACS(.e*Et SattCe 20W.2(1U .WWi2.1短路失效机理自引发内短路孕育时间长分类复杂.需要通过替代试验来研究其特征自引发内短賂发農过程自引发内短路智代试验氏材的具父刖细帕的乂忙令内尬搐 IIXAfMLk«»内，MttMIUi評空OlMI MmnIdMIlff«a -， -Ino)OoSe0«JtTWn h«M#»ILBaw4. Il< '1¾. Bwvtf h*1 <v*

10、fMN rw*l.I t U 1"KIM <V>MUMW÷MAflKH2> 即T : a M <JMK M*ct " k<5<m J . M<IJ S VB44.*9V MI2i¼A162.1|短路失效机理研究表明，内短路分为四类.三个阶段。危险类别的内垢路需要在早期提前识别。四类内短路机理r<m h.mn内越路发展的三个妙段&IMV!HTrtS?HiaiKiflra BmWBl se>M, ImU BXttactMlVUtmmuwiu19AUWWWfIR 祝ICIrAta8i斥KQii 債*

11、fIM*MJ會MlfwA J匚<HIt I13«-HttaASXIWJW3RJ ItateVOIKaA; M Iel O« M I lM<r*Hm m. JIIMllJr KrH U7” e< . Otf>l Mrw Mle*k Ml JM J2.2员极析锂失效机理快速充电过程中，如充电电流过大，可能导致负极农面析出活性很高的金属锂*>n<saena*. hh.182.2负极析锂失效机理活性锂与电解液之间发生放热反应，可以导致电池异當产热.甚至自燃!IJLWg- 5e电杯快充电浪快 ¼l *N«c91.0121.67.

12、4朋2VC21522190107.094 1VC925 0486 159473804TlffTa ft2M6¢943.2I电芯快充,鹤失椁的科制大幅缩厢. 7耳急Sl降低，q从215RC降低卒 07 SC 安全性急下床快充后戈1极折锂，与电解液反ISL活住;&別堆 加析&负扱与电驟液的反应是引友电池在 107 OeCiAfl5JR2l19R* 09>b、* D .<M¼c M<t>l Jnerwif fW I ctr<f 4 Jt> JlX.I<<l: .CH*¼!*X l.A IMnNWm Xl M

13、H.I4 MRL2.2负极析锂失效机理析锂/法锂平衡的打確罡负极析锂的基本原理，负极表面过电势绘析锂问题的关键。Q*IVu evcttTM"Ill1$A 1i 0、 0、A 1i .1儿 A Oto%w. U JbwrWwrf ««/«<X :l> 卵八)Mg/IItmD,mK.CMf> .O,a H Sw”IUrnV h««nAwl Jo nS M(l MA4!l*a2.3|基于"平均+差异"模型的电池组失效检测方法对于多节电池组成的电池组，可以使用平均+差异”的思想进行失效的故阳检测。&quo

14、t;7e2.3基于“平均+差异”模型的电池组失效检测方法 “平均+差异”模型建立的关键是基于故陣机理，提取出共性的故障特征。搖于棋型分析内爼路特征23V<ci I I<M4m>Jfblr<aiib41WZl M>I14M5HJ2.4|电池组电成组理论内短路、析偉等故障起于微末电池系统的故障隐含在电池（不）一致性当中CCLrrWl<.v023TfnGX1025rC<14246 IO 1214SamPiM>t MIllG«« 4lll<n <B I 0f««l r*l of mw W«&#

15、187;«m. 211 JU IM IlK24|电池组电成组理论Wie传统方法利用统计的方式对电池组的容内阻佶息进行分析，对电池系统一致性的分析结 果不够直观。BMvV i3Lst*hHJ2524M- s<buMrf <t M. Jiwreal <4 IHlWCf uwr% Kr UI5) 242X<I.2.4电池组电成组理论清华大学发明了独特的"容量电量”二维矢量图方法.使得电池组一致性变成线性问题, 并可以图形化。BMvVi3电池组中色古96 W牢联电池” tZ 4*avw ./小八.OWM<QSaJgE<>dk MmK &qu

16、ot;氏 2W2T 2氐卜 N Hu I. U、Qg U Q 仆y. Ia<mt>m>l JgnuM of Mxrr ZZ <H2 W ¼k Wt n rM<.mu2.4电池组电成组理论滴华大学发明了独特的橫容量电IT二维矢量图方法使得电池组一致性变成线性问麵, 并可以图形化。电池ffl-tt性由图中梯形面积曜一确定电池老化而变差（梯形面积増大电池老化而变差（梯形面积増大*m.q *补d电X ZZ*÷MM Z冷Z *二二 Ol g梯形页积计算公式S 冷 L2gcejjMwe.Oaac tL1祕乂小 <.f PWCr SMraK 2I21&

17、#39; 2% XHaC.( X HuI. Ur、* U "vc.M MWrV ZZAn2'；"H :tnu X263.1基于电成组理论的电池系统一致性评价滸K基干电池组的电成组理论，电池组一致性可以通过图形虽化评价。电池ffl-性由圈中梯形KRPt-定电池组一败性的计）1实例29梯形面积计算公式5 冷（Qj0j2gd-J电池ffl-性由0B中榻形15积K 一确定电池组一致性的计算实例（老化前与老化后）电池组一U性的计算实例（老化前5老化JB） 协嗚4电. ZZ<崑屯他<挣'/ ,9 序4*.jc> 期ZZJuse.(nac M. l>

18、; I祕L Jgr <.fer SWrt "氏2M 2»' 2* X h<fi. C >u X Me. L U4nc. s <m MoM-C- IatArratoNu! J<*>J o( IJWrV 心7皿 4J Q2 M -kR /1 rw<7iu X283.1|基于电成组理论的电池系统一致性评价基干电池组的电成组理论，电池组一致性可以通过图形呂化评价。/sc.Oaw La l.«l L J.»ra “f 3kr<w MR2U： 2T 2t5XHc,( X Mt. I. Um<. S <

19、;M M I >m-c leCrmtoxul J «m»! Of > ZZ <H2 7" R A 2MIMnj3.2基于痔命Sm机理的电池系统容量辨识We基于电池电压曲线相似性假设.可以进行各节电池容量的右线解析电池容填计饷果I¼*<»> WO>H.c<l> LSrv mU61; *-l*iMl<l75*3313.2|基于"平均+差异"!的内短路辨识R Zl 1JI>WM4基干"平均+差异”假设，以及内短路的“电热"辎合特征.判断电池组内爼路风险

20、划于楼型的内曲埒怜滴算法3.2基于"平t+异”原理的内短路辨识基于“平均+差异"假设，以及内短路的“电热”耦合特征，判断电池组内短路风险fssmfiJ59V¾C7O,0 4 m"MC Aa455¼ 2 MOCH 4>SOO?SK 4Mr 3SOC3O¼*an><0wr >内 KMS 内 Ott f5H5 电® Q Ifi出餌闾 nnI F%fiffWSKBlK0.1 13M13< 29mn II5<nrvic I0.2023mr33s :WfnIn I15mn27s IOJl 13min33 JJhnin25mn27s I0.2717nMs 5. IS-Sh36伦 JC gKW HLJ. ISmvrAmb W3A)3272 d ftct V PM . 11« VCtMJMr«4 LMrx%c. 2 1 S. I S: J J*.M7ll>mA tt<*MK !IAII3.3|基于机理的析锂程度辨识吕G对快速充电后的搁百电压进行监测，可基于析锂原理,定量判断电池的析钾程度 引七电进t>电 圧鱼纨出现平台对电池1»电压囲线进行憑分fit&,MlMdVzdtf¾. 1 过求 KAtt 的 小