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模组采样线短路之后会怎样

2019年07月29日 观点视角 暂无评论 阅读 475 人 次

前两天蔚来的召回事件在圈子里激起了不小的风波,根据蔚来的描述,电池起火是由于模组采样线短路引起的。我曾经看到过几起真实的电池采样线短路引起的电池着火事件,下面来描述一下具体的过程。

首先,看下采样线在模组中的位置。

图中圈红色区域为采样线束

图中圈红色区域为采样线束

某次测试中,我看到的现象是,采样线短路之后,两条互相短路的线束绝缘层被烧化,铜线由于电流的热效应被烧红,由于整个模组的采样线扎在一起,引发其他采样线束短路,进一步引发短路,远远看去,整条线束就像一根刚出炉的钢筋,不过幸运的是,并没有起火。

采样线短路一般来说不会直接引起电芯的热失控,但是如果由于采样线短路引发其他部件着火,进而加热电芯,也有可能引起电芯的热失控的。

下面来推理一下蔚来的电池包着火过程。

从目前的资料来看,这款模组没有设计排气通道。采样线没有熔断设计,当其中两根采样线短路之后,进一步破坏其他采样线的绝缘层,引发整捆线束短路,由于此时电芯大电流放电,可能引起其中部分电芯爆破阀打开,内部的高温可燃气体被释放出来,由于模组内部没有排气通道,导致电解液蒸汽与正在短路的采样线束相遇,引燃气体,进而加热电芯,引发热失控。

2P6S模组的防爆阀位置

蔚来电池包内的模组排布

当一个模组起火之后,由于PACK内缺少隔热设计,引发击鼓传花式的热蔓延,进而导致整辆车被烧。

ES8电池包着火推理

当然还有一种可能是采样线短路直接引起电芯热失控,这种情况相对来说可能性较小。

下面来看几种安全方面设计,如果再次出现采样线短路的情况,这几种设计能够减小事故的严重程度。

排气通道

排气通道一般位于爆破阀上方,当电芯爆破阀开启时,能够将电解液蒸汽按照设计的通道及时排出,避免气体被引燃。

常见的有两种设计,一种是引至端板一侧,从此排除,三星,CATL,三洋均采用此设计。

三星的排气通道

三洋的排气通道设计

另一种是直接从盖板上部排出,比亚迪和三星有过这样的设计。

比亚迪的排气结构

三星另一款模组的排气结构

采样线设计熔断装置

这种设计目前已经比较常见了,常见的设计有三种:

一种是通过铝丝焊来实现熔断,一种是通过FPC刻蚀来实现,还有一种是通过在采样线上设计熔断器来实现。

铝丝焊实现熔断的设计(CATL)

FPC实现熔断(CATL)

熔断器熔断(Bolt)

模组间隔热设计

模组间的隔热设计不太常见,捷豹的I-pace有用过,特斯拉Model S的PACK内模组和模组之间也进行了隔断。

捷豹i-pace的隔热设计

顺便提一下,特斯拉和捷豹i-pace都出现过电池包内某个模组起火,但是最后整包却保存比较完整的情况。

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