作为一家电池系统集成商,对电芯品质无可着手,华霆动力更为关注的是电芯失效之后的防控。华霆动力此次探讨的是圆柱电芯在非滥用情况下的热失控控制问题。
据悉,该隧道是我国铁路建设当中目前遇到的、唯一一条汇集了8种有毒有害气体的毒气隧道。这些气体包括硫化氢、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等。其中,一氧化碳浓度过高会引起窒息和爆炸、二氧化氮会损伤呼吸道引起肺水肿等疾病、硫化氢吸入后会在短时间内致命……
他们的思路是将电芯的失效模式都找出来,并针对每一个失效模式进行防护。用华霆动力技术有限公司董事长周鹏的话说,“如果每个失效模式都是一道伤疤的话,我们就找到一个膏药将其盖住,就是做一些包覆。”
相关数据统计称,上海是一个建在50万个下水道井盖上的城市。目前,在上海市南京西路商圈,通过在街面与公共设施上安装数百个传感器,可对窨井盖移位和积水、电箱门磁开关等公共设施、事件进行实时报警。
具体来说,就是将电芯的失效模式进行量化,电芯在热失控的情况下产生多少焓(编者:可初略理解为总热能)。通过仿真方式,计算出模组内部温度场、流场分布,并根据这些分布特点进行防护。
对此,项目施工方联合高校,就隧道非煤系有害气体区段施工关键技术开展科技研究,取得创新性突破。借助先进气体传感器监测技术,在施工隧道内,专门安装多套有害气体自动监测报警装置和便携式气体检测仪,来对有害气体超前探测防突检测和监测,并实时监控隧道内空气质量。
此外,华霆动力还考虑车辆静置的问题。车辆下电后,电池管理系统还应具备热失控主动监测功能。“需要电池管理系统和监控系统实时交互,而且电流不能太大,否则车内12V铅酸电池很难支撑。”
据了解,长达一万多米的红豆山隧道,是中缅国际铁路的重要组成部分,同时也是云南在建大临铁路(大理至临沧)施工难度最大的控制工程。在该隧道中,有毒有害气体的危险区域占全隧70%以上。有毒有害气体在非煤系地层赋存,这在中国铁路建设史上首次遇到。该隧道富集的有毒有害气体有8种之多,已超出地质勘探的认知水平,也没有成熟技术可供运用。
隧道中存在的有毒有害气体一直是施工中的主要危险源,如果施工不当极易发生重大安全事故。对此,基于各种气体传感器检测技术的气体监测仪设备,便派上了用场。
“一般单颗18650电芯发生热失控,如果电芯内容物冲出受阻就会产生边裂,将导致更多电芯热失控产生大量烟气。”
在工业装置上和生产过程中,使用较多的是固定式气体检测仪。固定式检测仪一般为两体式,有气体传感器和变送器组成的检测探头为一体安装在检测现场,有电路、电源和显示报警装置组成的二次仪表为一体安装在安全场所,便于监视。
但是如果烟气不可燃的话,其存在也有好处。
而针对像红豆山隧道这样复杂、恶劣的隧道环境时,便携式气体检测仪是最佳选择,特别是多气体复合式的气体检测设备,可同时监测多种有毒有害气体,适应各种复杂或者恶劣环境。同时,通过内的置无线通讯模块,可在无线信号覆盖的区域,实现无线传输。在气体浓度超标时,试试报警,保障工人安全。 在具体选用时,由于隧道内的有害气体又可分为可燃气体与有毒气体两大类。因此,针对不同的生产场合和检测要求,选择合适的气体检测仪便十分重要。
毛焕宇解释道,烟气可以带走90%以上的热量,大大降低热失控电芯本身的温度,阻止热失控也较为容易。电芯热失控之后,大约40%的总质量已经喷射到烟气里面去了,带走了反应物、产物以及热量。“喷出物是所有的电解液、隔膜、粘结剂、部分石墨和铝箔,只有一部分正极材料、铜箔及壳体留下来了。”
比如下雨后,窨井盖下的地下水会上升。在过去,往往等到水溢出来,才会被发现。但如今,通过窨井盖内的液位传感器,便可监控到水位变化。一旦超过警戒水位,立刻通过相关部门,提前做好防范工作。
宇量电池为此研发了一种化合物,具有隔热、吸热和灭火三大特点。该化合物可以有效改变气体成分,将可燃的烟气变为不可燃,这样就能给成员更多的逃生时间。