Morgan Advanced Materials 的 Alysha Liebscher 和 Gary Gayman 解释了为什么防止电动汽车热失控至关重要，并讨论了制造商可用的选项。众所周知，电动和混合动力汽车市场正在经历高速增长。众所周知，电动和混合动力汽车市场正在经历高速增长，尤其是随着消费者越来越意识到全球可持续发展问题。电动汽车不仅有利于环境，从成本角度来看，它们也变得更加可行。然而，阻碍消费者购买纯电动汽车 (EV) 的一个常见因素是“里程焦虑”，进入障碍包括担心无法长途旅行、漫长的充电时间以及缺乏充电点和基础设施。为此，汽车电池原始设备制造商和制造商RS 正在投入巨大的精力来开发锂离子电池组，这些锂离子电池组可以让汽车越走越远，将续航里程提高到新的高度。虽然续航里程很重要，但电池的热管理对于电池、车辆及其乘员的实际安全至关重要.这是由于热失控现象，这是锂离子电池中可能发生的一种危险反应。
什么是热失控？
可以通过多种方式增加电动汽车的续航里程，从拥有包含更多模块和电芯的更大电池组，到放入容量更高、能量密度更高的电芯。然而，所有系统都容易发生热失控，有些系统比其他系统更容易发生热失控。锂离子电池中的每个电池都含有易燃的液体电解质。如果电池短路，电解液会燃烧，电池内的压力会迅速增加，直到电池排出易燃电解液。锂离子电池中的每个电池n 电池含有易燃液体电解质 – 图片由 Depositphotos 提供。破裂电池处的温度可升至 1,000°C (1,832°F) 以上。热失控是指温度的快速和极端升高，当它在相邻电池中引发相同的反应时，它被称为“热失控传播”。当热失控发生时，它会产生烟雾、火灾甚至爆炸。如果确实发生，乘员需要有尽可能多的时间逃离车辆。自 2015 年电动汽车市场真正成为主流以来，已经记录了多起与电池相关的事故。这包括一辆电动公交车在中国南京大雨后起火，其中浸水是可能的原因短路。虽然热失控显然会危及生命，但迄今为止，全球尚未制定相关法规。虽然中国已实施 GB/T 31485 标准，但 UN 只提出了立法。这让汽车制造商可以选择是否使用旨在处理热失控事件的系统来设计电池组。由他们自己的风险评估程序来确定发生热失控的可能性有多大。不过，放置任何保护装置都可能会阻碍车辆的续航能力——自然地，更多的保护材料等于有限空间中电池的空间更少。达到并超越中间地带看起来，两者之间没有中间地带。然而，电池制造商不必为了续航里程而牺牲安全性，反之亦然。总部位于温莎的摩根先进材料公司是一家全球性材料工程公司，设计和制造范围广泛的具有非凡性能的高规格产品，横跨多个部门和地区。每个电池设计都不同ent，因此保护方法必须是唯一的——图片由 Depositphotos 提供。多年来，该公司一直在大量研究和开发一系列热管理保护材料和方法。这些可以为乘员提供更多时间离开车辆，同时热量的散发减少了热失控不受控制地蔓延的机会。这不是一个不过，“一刀切”的方法。每个电池设计都是不同的，因此保护方法必须是独一无二的。工程师可以在他们的系统中设计三个级别的保护，以显着减少电动汽车热失控的影响：电池到电池、模块到-模块和电池组级别。电池到电池
电池到电池保护涉及设计一种材料以连接各个电池。它是最高级别的保护，但由于空间限制也是最具挑战性的。如果单个细胞经历 t热失控，从保护材料吸收热量和偏转火焰，最大限度地减少对相邻电池的热影响。电池级最有效的保护方法之一是使用相变材料 (PCM)，例如摩根的隔热 EST （储能技术）Superwool® Block，一种可用于某些电池形式的解决方案。PCM 吸收破裂电池的热量，因为当电池温度过高时，它们会将绝缘材料从固态变为液态，或液体到气体。在相变过程中，热量可以在整个材料体内消散。如果相变是从固体到气体，这提供了额外的保护，因为绝缘材料中的气体通过模块的通风口将电池的气体推出，有助于更快地降低温度。在指定电池时考虑电池的形状很重要保护，因为不同的电池有不同的绝缘离子需求。电池分为三种主要类型：圆柱形、棱柱形和软包。对于圆柱形电池，绝缘材料可以是实心形状，但对于软包电池，它们会膨胀和收缩，因此您不能使用刚性绝缘材料来保护它们。棱柱形电池可以使用固体或柔性绝缘材料。模块到模块
根据模块尺寸和设计，有多种材料设计用于模块之间。模块内可能会发生热失控，但可以加以遏制以阻止扩散到相邻模块。有了模块到模块的保护，保护可以以纸质形式出现。值得注意的是，与电池到电池保护相比，模块到模块保护可显着减轻重量。较轻的电池反过来会增加续航里程，并使电池更容易融入车辆设计中。电池组级别保护
电池组级别保护是最简单、最实惠的保护类型。这是针对即兴的通过给他们额外的时间离开车辆来保护车辆乘员的安全，但对电池组本身提供的保护很少。也就是说，它仍然比完全没有保护要好得多。标准绝缘纸是包装级保护的常见形式，例如 Superwool® Plus 纸。随着传统石化燃料的成本变得越来越高，电动汽车市场只会增加随着时间的推移，成本会越来越高。在如何实现热管理方面有很多选择，很明显，汽车制造商需要与材料工程师合作。只有这样，才能实现商业上可行的解决方案，并改善电动汽车市场。
