新能源汽车与动力电池的安全可靠性测试分析

新能源汽车与动力电池的安全可靠性测试分析

①动力电池的安全隐患②动力电池的可靠性失效模式③动力电池可靠性设备的安全预控④三木公司简介及服务动力电池的安全隐患电池事故典型案例特斯拉汽车起火事故背后的原因电池能量及能量密度的提升，给电池的安全设计提出更高挑战；电池使用过程中性能衰减及可靠性衰退；电池管理系统及电池保护保护失效，导致电池安全事故发生；电池系统终端产品连接松动、传感器失效、安全保护失效；电池事故原因是由于电池或电池系统受到高温、碰撞、挤压、加热、过充过放电等外在因素。电池热失控过程中释放巨大的能量锂离子电池热失控能量释放动力电池失控模拟计算电池爆炸压力计算：电池实验室体积：5m*4m*4m=80m3电池：25Ah电池质量约为600g*10只1KG电解液气化压力=9bar1KG石墨燃烧产气压力=10bar电池隔膜及其他材料燃烧产气压力=9.3bar电池燃烧气体的量通过气体方程计算约为：4.7bar爆炸时间：30ms爆炸瞬间冲击力：Pmax=250kN/m电池爆炸相关信息电解液等爆炸物质的闪点爆炸极限空气密度比爆炸气体的最低燃点最小点燃能量最大爆炸压力电池存在爆炸风险爆炸危害度假设：爆炸在不受阻条件下发生爆炸压力为30kPa一个成年人的身体面积约为0.8m2，体重80kg当人距离爆炸中心距离60cm，爆炸冲击压减弱至10kPa。计算爆炸对人产生的冲击力为8000N，在爆炸瞬间产生的冲击加速度为100m/s2,相当于重力加速度的10倍电池系统爆炸风险例如：过充测试当电池电压临界危险值时，瞬间出现电池的热失控，电池温度急剧上升导致电池出现爆炸起火等严重现象。电池失控反应速度快新能源汽车动力电池系统五大国标SAE2464SAE2929FreedomcarUSAISO12405-1ISO12405-2ISO12405-3ECER100UL1642UL2580新能源汽车动力电池系统国际标准三木科技动力电池可靠性实验室整体解决方案SANWOOD产品广泛应用于以下行业：……行业应用电控系统、部件各类电池、PACK各类电池材料各类电池研究、检测国防、军工电动汽车、电动车国家工程研究中心西北储能项目武广高铁上海地铁系统行业应用电池内部释放的可燃气体、电解液等腐蚀性物质的挥发、有机会挥发、失控过程中高温气体挥发电池热失控产生的高温，以及爆炸电池系统存在的高电压、大电流、短路等风险累积的电气和化学风险：电池热失控、起火、内部有毒气体、有害气体、爆炸碎片造成的风险电池管理系统功能失效的风险：能量系统突然被终断、电池管理系统失效锂离子电池系统潜在风险高温下电池电极材料分解、电解液分解导致电池产气、鼓胀;高温造成隔膜收缩引发电池内部短路，出现安全事故持续在高温下使用造成电池塑料部件的老化及破碎高温引发的化学反应释放热量加速电池升温，引发电池热失控电池在高温和低温环境中冲击，电池极片膨胀/收缩，造成电池内阻增加电池衰减，及安全状况变差。高/低温风险热失控起始温度热失控过程中能量释放正极材料热稳定性电池低温放电测试电池安全测试失效模式热滥用重物冲击挤压泄气起火爆炸破裂过充过放内部受热针刺碰撞短路海水浸泡冒烟动力电池的失效跌落翻转电池可靠性测试失效模式温度循环冷热冲击高温老化泄气起火爆炸破裂防腐、盐雾枝晶防水综合环境高空低气压振动、冲击冒烟动力电池的失效湿热温湿度交变对电池可靠性影响温湿度交变过程中，由于产品材料热膨胀系数不同，导致结构上变形，湿热空气的舌头，引发电子电路短路、或引起电路间腐蚀，造成电路板失效。从而引发电池系统安全失效。盐雾对电池可靠性及安全的影响盐雾引起电池线路板腐蚀、电池连接、焊缝的腐蚀从而造成电池接触电阻增大，在充放电过程中发热严重；线路板及连接腐蚀，引发电池外短路发生；电池异常的感应方式一温度监控通过电池内部和外部表面温度传感器，释放安全信号，当电池温度出现大幅波动或热失控的时候，在1秒之内，反馈型号到试验设备，提前通知实验室人员，保证人员安全及财产安全。同时连接灭火装置及泄压装置，在1秒之内启动排风，灭火及泄压装置电池异常的感应方式二烟雾感应温度不高的前提下，烟雾感应，可以探知电池是否安全当电池出现泄漏，燃烧的时候，能通知设备及使用人员做出适当的应急反应电池异常的感应方式三红外热感通过电池热量监控，可以感知电池的安全当电池热量出现大幅降低或增加的时候，必然出现电池的内部异常这种监控方式可以实现远程控制及操作电池异常的感应方式四稀有气体感应通过对电解液分析，内部气体，气压的监控从而得到电池运行情况电池正常下，电解液不会泄漏，内部气体不会超额泄漏，气压稳定电池出现鼓包，内部热失控，蔓延的时候，会出现环境的异常电池测试中的安全预控稀有（危险）气体监控报警装置喷淋灭火装置液氮灭火装置电池测试中的安全预控监控中心高压灭火网高压灭火水枪或水浸近程视频监控可靠性测试设备的安全预控防爆门锁防爆式安全手设计.直径12mm钢链4条防止电池测试时异常情况下爆炸弹开箱门导致人员受伤压力释放装置配备爆炸压力感应装置一套便于监控试验箱内部压力大小压力超出警戒线时，能发出警报或启动泄压装置氢气感应装置配备便携式气体检测仪,可检测多达30种有害气体.其中:H2量程为0～10%,精度1%；可燃气体浓度超限报警同时可靠性测试设备的安全预控无线远程报警器采用无线远程，自动将设备使用情况，通过网络报告到手机终端，可减少人员的误操作及提高设备安全，异常情况，应急的快速处理顶部防爆泄压口配备爆炸压力释放泄压口（顶部）一个,用于监测舱内压力,在电池爆炸时自动冲出防爆口(防爆口泄压时达到的标准设计压力限制是0.104兆帕)，排出高压气体.防积热装置意外故障停机时循环风扇不停设计,防止积热损毁测试品或瞬间短路引起起火爆炸.同时能将内部压力降低，起到保护试验箱及人员安全的作用可靠性测试设备的安全预控加了爆破膜的泄压孔消防控制箱电池可靠性低温冲击三木电池测试失效后的预控措施的研究1.二氧化碳2.降温3.砂子4.大量的水5.惰性气体6.液氮7.氧气隔离法8.凝胶阻燃剂9.四氯化碳10.。。。。。电池可靠性及安全测试可靠性测试腐蚀测试温度冲击湿热测试温湿度交变耐气候测试高海拔模拟。。。安全测试测试耐高温测试过充测试过放测试外短路测试挤压测试针刺测试。。。通过实验室模拟条件评估电池的稳定性和安全性测试参考标准EV类大型锂电池测试方案参考标准：

GB31467.1，GB31467.2,GB31467.3（我司参与编写）

GB31484GB31485（我司参与编写）GB31486（我司参与编写）IEC62660-1,IEC62660-2,IEC62660-3UL1642，UL2580，UL1973。。。。。电池可靠性测试及设备高低温测试防爆高低温试验箱高低温冲击测试电池冷热冲击试验箱高空低压测试低气压试验箱模拟海水淹泡海水浸泡试验箱极端温度快速变化电池快速温变试验箱热滥用测试电池防爆烤箱实际环境工况测试三综合试验箱PACK环境模拟步入式高低温防爆仓模拟高低温盐雾腐蚀复合盐雾试验箱模拟淋雨或水浸测试淋雨试验箱模拟户外沙尘砂尘试验箱高温环境测试高温烤箱（老化）1、与日本技术合作，在台湾成立，时间：1995年2、国家高新技术企业，广东省后备上市企业3、现有员工：81人，江苏、湖北、福建、天津、东北有建设分公司4、工业厂房：现有8000平方米5、年产能：环境可靠性，耐气候设备500套/年6、公司积极参与国标3项、地标6项，专利12项7、出口国家：美国、俄罗斯、丹麦、希腊、越南、新加坡、韩国、巴基斯坦、土耳其、德国等40多个国家与地区三木公司简介三木科技可提供的设备1.按电池标准要求提供全套可靠性试验设备2.按电池标准要求提供全套安全测试设备3.按客户要求设计非标设备设备3.按客