Model 3的电池碰撞后分解

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摘要

目前不少企业都是在重新审视圆柱电芯的使用,随着美国这一轮纯电动皮卡的上量, 基于大容量圆柱的不同的玩法会逐步出现。

这段时间圆柱电池的关注和探讨已经扩展到各个企业,在SNE的KABC里面,SDI也谈及未来对于新型圆柱电芯的研究,包括不同的化学体系的降本策略。

Model 3的电池碰撞后分解

上周,在美国的俄勒冈州发生了一起Model 3的事故,Model 3的司机撞断一根电线杆,接着又撞断了两棵树,如下所示,整个电池系统被分散剖解开来。 

图1 Model3 事故场景

这里最有特点的是:

1)圆柱电池类似油箱分裂,从电池组中分散出来的热失控电池,飞到附近房屋内引发起火,甚至电芯还打到房屋主人的腿上。

图2 飞散出来的Model 3 电芯,部分热失控了 

2)很神奇的地方,这台车的残骸没有被焚毁,残留的电池并没有扎堆起火 

图3 事故下Model 3的残骸 

这个和去年的一起事故一样,在电池系统被侵入以后,电芯局部出现热失控,通过有效的隔离,使得整体没有出现起火。如果这种侵入达到了破坏完整的结构情况下,电池是被分离,但是本身车内是安全的。我们可以假设一下,如果同样的能量落到大电芯方壳或者在软包上,这个车本身就会很快燃烧起来。

图4 Model 3电池侵入的结构 

为什么再次探讨圆柱电池

而整体特斯拉近100万台Model 3/Model Y在自燃概率方面已经降低到了一个数量级。目前已经发生的燃烧事故主要包括:

2019年8月10日,特斯拉Model 3在俄罗斯莫斯科的高速路上与一辆卡车相撞,随后被烧毁。

2020年一台Model 3在江西发生了事故,车主刹车失败以后碰撞后起火。 

而最近美国的俄勒冈州的事故,以高速撞击电线杆,整体电池飞出以后没有形成大规模的起火,也是不容易的。

研究圆柱某种意义上就是经过一定的量,在电芯PPM层面出现问题,在碰撞出现问题中,也没有出现很多的热失控事故,这个是主要原因。下一步升级和迭代如果在Cell to Chassis几个核心问题确实要考虑:

1)单个电芯热失控是否能够防止热失控,并且有效断开连接能继续用; 

2)在剧烈碰撞下,电芯是否可以得到有效防护,并且会不会甩出来; 

3)在轻微碰撞以后,保护电芯结构会不会给破坏。

我个人觉得,小容量的电芯是做高度集成的基础,如果用大电芯来做,单体能量一旦触发,能控制住需要很大的努力;而且单个失效在串联状态下,维修是个大问题。

最核心的就是,如果出现类似能量正面和底部的冲击直接击中电池的底部,摧毁防护体系,电芯会怎么样?特别是基于CTP模式下,电芯之间的结构更多的是靠Pack系统的防护,模组结构比较弱,出现类似冲击,整个方壳电芯都飞出去了,类似于砖头大的电芯在外面引发的状态也比较麻烦。 

图5 Cell to Chassis 

小结:目前不少企业都是在重新审视圆柱电芯的使用,随着美国这一轮纯电动皮卡的上量, 基于大容量圆柱的不同的玩法会逐步出现。

责任编辑:lq

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