動力電池Pack系統(tǒng)集成失效模式及避免方法

隨著電動汽車的快速發(fā)展，如何解決電動汽車所帶來的安全問題，又成為汽車行業(yè)新的話題和難點(diǎn)。動力電池系統(tǒng)作為電動汽車的動力來源(或動力來源之一)，其安全性和可靠性已成為公眾最為關(guān)注的焦點(diǎn)。

研究動力電池系統(tǒng)的失效模式對提高電池壽命、電動車輛的安全性和可靠性、降低電動車使用成本有至關(guān)重要的意義。本文從動力電池系統(tǒng)外在表現(xiàn)失效模式探索和后果進(jìn)行分析并提出相應(yīng)處理措施。在動力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)時考慮各種失效模式以提高動力電池安全性。

動力電池系統(tǒng)通常由電芯、電池管理系統(tǒng)、Pack系統(tǒng)含功能元器件、線束、結(jié)構(gòu)件等相關(guān)組建構(gòu)成。動力電池系統(tǒng)失效模式，可以分為三種不同層級的失效模式，即電芯失效模式、電池管理系統(tǒng)失效模式、Pack系統(tǒng)集成失效模式。

Pack系統(tǒng)集成失效模式

1、匯流排的失效：

如果是螺栓連接，在后期使用過程中，螺栓氧化脫落或振動導(dǎo)致螺栓松了都會導(dǎo)致導(dǎo)體連接處產(chǎn)生大量的熱，極端情況下會導(dǎo)致動力電池著火。因此絕大部分動力電池系統(tǒng)生產(chǎn)廠家在Pack設(shè)計(jì)時電芯與電芯連接或模塊與模塊連接處采用激光焊接，或在連接處增加溫度傳感器通過檢測的手段避免匯流排的失效。

2、動力電池系統(tǒng)主回路連接器失效：

動力電池系統(tǒng)高壓線通過連接器與外部高壓系統(tǒng)相連。連接器性能不可靠，在振動下發(fā)生虛接，產(chǎn)生高溫?zé)g連接器。一般來說連接器溫度超過90度就會發(fā)生連接失效。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時連接器需要增加高壓互鎖功能，或在連接器附進(jìn)加溫度傳感器，時刻監(jiān)測連接器的溫度以防止連接器的失效。

3、高壓接觸器粘黏：

接觸器有一定次數(shù)的帶載斷開，大部分接觸器在大電流帶載閉合時燒蝕。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般采用雙繼電器方案，按照先后順序閉合控制以避免高壓接觸器粘黏。

4、熔斷器過流保護(hù)失效：

高壓系統(tǒng)部件中的熔斷器的選型匹配，梯度先斷哪個后斷哪個需要綜合考慮。振動或外部受到碰撞擠壓導(dǎo)致動力電池發(fā)生形變，密封失效，IP等級降低，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時需要考率電池箱結(jié)構(gòu)的碰撞防護(hù)。

根據(jù)以上動力電池系統(tǒng)的各種失效模式，科研人員和電池廠商需要通過不斷改進(jìn)工藝和技術(shù)提高鋰電池電芯的安全性，BMS系統(tǒng)廠商要充分了解電池的性能，基于動力電池的安全設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)出安全可靠的電池系統(tǒng)，同時正確的使用是保障電池安全性的最終屏障。使用者要正確使用動力電池系統(tǒng)，杜絕機(jī)械濫用、熱濫用和電濫用，切實(shí)提高電動汽車的安全性和可靠性。