三一技术装备有限公司：从电池包设计来看，如何提高电池安全性？

近年来，备备在新闻上看到了不少电动汽车因为电池包挤压引起火灾、爆炸等意外事件。那么，动力电池包挤压而导致热失控的原因是什么呢？

动力电池包的构成

了解原因前，我们先看看动力电池包的构成。它一般是由电池单元、连接器、电池管理系统、控制器和散热器等部分组成。

电池单元是动力电池包中最基本的组成部分，其作用就是将化学能转化为电能，使电动汽车获得动力。每个电池单元中又由正极、负极、隔膜和电解质四部分构成。电池单元通常组装在一起形成模组，而多个模组组装在一起则形成电池包。

动力电池包生产过程拍图

动力电池包挤压的危害

当电池单元受到外力挤压时，内部的隔膜和电解质就会受到破坏，进而导致电池单元内部的电解液外溢和气体的放出，最终引起热失控。

在热失控的过程中，电池单元内部的化学反应会放出大量的热量，使周围的电池单元也受到热能的影响，形成电池单元间的连锁反应，即所谓的“热失控传播”，可能会给电动汽车带来严重的安全隐患。如果热失控发展到一定程度，电动汽车就有可能着火或者爆炸。

为了提高动力电池包的安全性，可以考虑以下几个方面的设计措施：

1.结构设计：优化电池包的结构，采用分割式设计，将电池模块分成多个相互独立的子模块，避免单个故障点引发整个电池包的故障。同时，设计防火隔离层和冷却系统，防止电池过热和短路。

2.温度控制：安装温度传感器和温度控制系统，监测和控制电池模块温度，防止过热引发事故。可以采用主动冷却或被动散热系统，如散热片、风扇等，提高散热效果。

3.电池管理系统（BMS）：安装BMS系统，监测电池的电压、电流、温度等参数，并实时监测电池的状态和健康状况。当检测到异常情况时，BMS系统应及时采取措施，如切断电池充放电、报警等。

4.短路和过充保护：设计短路保护装置，当电池模块发生短路时，及时切断电池与外部电路的连接，防止短路事故扩大。同时，对电池模块进行过充保护，避免电池过充引发安全事故，可以采用电压监测和过充保护回路等。

5.安全隔离和防火材料：在电池包内部设置安全隔离层，将电池模块与其他部件隔离开来，防止故障扩散。采用阻燃材料和防火涂层等，提高电池包的防火性能。

6.碰撞保护：在电池包外部设置碰撞保护结构，增强电池包的抗碰撞能力，保护电池模块免受外界冲击而引发事故。

7.严格的质量控制和测试：在生产过程中实施严格的质量控制措施，确保每个电池模块的质量稳定。对电池包进行必要的测试和检验，如振动测试、冲击测试、温度循环测试等，验证电池包的安全性能。

生产数据管理系统

（本文来自：三一技术装备有限公司）