近年來,隨著雙碳政策的推進,新能源電動汽車(EV)行業(yè)增速迅猛。隨著對電動汽車的需求增加,電池組的生產(chǎn)制造需求也水漲船高,相關(guān)挑戰(zhàn)日益嚴峻。電動汽車產(chǎn)量的激增還帶來了多起嚴重火災(zāi)事故。此類事故并不局限于小型企業(yè),甚至Tata、TESLA及OLA等巨頭亦無法幸免。那么,該如何更好地避免因電動汽車的鋰電池而引發(fā)的火災(zāi)事故呢?圖片
鋰離子電池基礎(chǔ)知識
鋰離子電池具有多項引人注目的優(yōu)勢,其中最具吸引力的是:鋰的電負性及其低密度的結(jié)合。在固體元素中,這種組合每單位重量產(chǎn)生的電能最多。標準鋰電池包含陽極和陰極。陰極材料通常采用氧化鋰,陽極則采用碳基化合物。電子在陰極和陽極之間不斷進行內(nèi)部移動,形成眾所周知的可充電電芯。若化學(xué)電池的陰極為可接收鋰的化合物,鋰離子就會在充放電循環(huán)過程中逆向流動,電池中的氧化還原反應(yīng)使電池可以充放電。
資料來源:UL Research Institutes
鋰離子電池生產(chǎn)的嚴格把控
電動汽車的電池組是將所有合格電芯以串聯(lián)或并聯(lián)的形式焊接為電池組。一個典型的電池組大約有96個電池,當(dāng)電芯存在明顯畸形或損壞漏液時,就可能導(dǎo)致高電阻、電源損失甚至電池起火。因為電池眾多,選擇人工或普通監(jiān)視器篩選,可能會看錯或者漏看,因此選擇可7*24小時實時紅外溫度監(jiān)控的FLIR熱像儀就顯得很明智!
由鋰離子電芯組成的電池組的紅外圖像
紅外成像的原理是物體會發(fā)出紅外輻射。肉眼無法看到這種輻射,但利用針對其特定波長優(yōu)化過的熱像儀就可以看到。使用熱像儀無需接觸即可在運行條件下從安全距離監(jiān)測物體溫度,非常適合各種檢測與監(jiān)測,已廣泛應(yīng)用在電力公共設(shè)施中的預(yù)防性維護,石油和天然氣行業(yè)中的預(yù)防性維護、揮發(fā)性有機化合物可視化、熔爐檢查和火炬監(jiān)測,以及制造業(yè)公司預(yù)防性維護、質(zhì)量保障、研發(fā)等!
那么紅外熱像儀在電動汽車行業(yè)的鋰電池中都有哪些用途呢?一起來細數(shù)下,絕對震驚你!
鋰電池常見故障檢測
電芯漏液
制造過程中隨時可能發(fā)生肉眼幾乎無法察覺的電芯漏液,從而導(dǎo)致電池組損壞。泄漏的電芯一旦接觸到皮膚,就會帶來極大危險。選擇FLIR紅外熱像儀,即使微小規(guī)模的漏液也能檢測到。
使用FLIR T系列熱像儀識別電芯漏液
當(dāng)電芯密封破裂時,液體會積聚在電芯外層,此時可檢測到溫差。如圖所示,高分辨率的FLIR紅外熱像儀無需接觸即可在幾秒鐘內(nèi)高效識別此類微小規(guī)模漏液。
升溫不均
盡管每個階段都會進行充分測試,但偶爾仍會有故障電芯進入生產(chǎn)線。在測試階段中,故障電芯可能會呈現(xiàn)出微小溫差。肉眼可能無法看到,而使用FLIR熱像儀則可輕松捕捉。
鋰電池裝置呈現(xiàn)升溫不均
如圖所示,F(xiàn)LIR熱像儀的溫度讀數(shù)精確到小數(shù)點后一位,能夠捕捉微小溫差。制造期間升溫不均的另一個例子發(fā)生在組裝電池組后的測試過程中。在充放電循環(huán)過程中,電池組容易發(fā)熱。而在此測試階段中,若不監(jiān)測溫度,電池組極有可能起火。鋰著火速度極快,且一旦與水接觸就會發(fā)生反應(yīng),因此若鋰電池在工廠中起火,滅火將非常困難。
充放電
測試的最后階段涵蓋鋰離子電池的充放電。在此階段中,電池組的溫度可能會升至高出環(huán)境溫度5至6℃。我們可以使用FLIR熱像儀記錄鋰離子電池組的表面溫度,并在不接觸電池組的情況下估計其內(nèi)部溫度。