i-MiEV整车火烧测试的一些探讨

2019-06-06 00:19:41· 来源：知化汽车

挪威曾对i-MiEV进行过一次火烧测试，以研究电动汽车起火与燃油车起火的区别，我们从中可以看到一些关于风冷方案下的热失控排放路径和可能存在的问题。i-MiEV，纯

挪威曾对i-MiEV进行过一次火烧测试，以研究电动汽车起火与燃油车起火的区别，我们从中可以看到一些关于风冷方案下的热失控排放路径和可能存在的问题。

i-MiEV，纯电动，16度电，风冷，LiMn2O4电芯。

测试过程中，热传感器分别位于：

（1）位于副驾座位下的电池包部位；

（2）位于驾驶员座位下的电池包部位；

（3）位于底盘与电池包之间（测试过程中损坏）。

触发热失控采用加热的方式进行，如下图所示

整个过程从开始到结束大概持续了1个小时半多，期间电池包温度（来自采样温度传感器）的变化如下所示：

上图可以看出，0-10分钟，温度快速上升，这是喷火嘴对电池进行烧烤的原因；在11分钟后撤掉喷火器，温度又快速下降，再经过大约5分钟，温度开始再次升高，表明电芯热失控发生，PACK的温度没有超过900摄氏度。

整个过程可以分为两个阶段：

第一个阶段：电解液因高温高压喷出，点燃周边可燃物；

第二个阶段：热量导致正极被点燃，释放的氧气又加剧了燃烧，可以从下图中的闪光看出。从底部喷出火焰说明高温灼烧让此处烧熔击穿。

车子右侧的火势更迅猛

对比车子左右两火势发展的速度和最大温度，可以看出右侧发展的更迅猛。

主要原因在于i-MiEV的进风口在右侧，电芯的极柱朝向右，当发生热失控时，电芯的安全阀打开，热及熔融物朝右排放，这算得上i-MiEV热失控排泄的路径。

i-MiEV是风冷，因此其热失控排泄路径主要沿通风管道。这里需要考虑的几个问题如下：

（1）单个电芯热失控释放的气体体积是多少；

（2）释放出的气体最高温度是多少，到达通风口处的温度是多少，这期间的温度分布如何；

（3）热失控后气体流速多少，到达通风口处的流速多少，这期间的流速分布如何；

（4）模组相关零部件，通风管道的防火阻燃等级如何定；

等等。

这里我们看到整个风冷系统的设计对于热失控后的泄爆有很大的影响，因为气体会顺着阻力最小的路径进行传播，而冷却风道就是最容易突破的方向。

因此，进出口的设计对于泄爆有比较大的影响，不过，i-MiEV貌似电池包的设计有不同的版本，另一个版本将进风口设计在左侧，与高压接口在同一侧。我们不确定这种设计的变更对于热失控排放有怎么的影响。

无论是在右侧还是在左侧，进风口都将接入到乘客舱，以便于利用空调的风来进行电池冷却（快充时），这样产生了一个问题：即发生热失控后，有毒气体、熔融物可能会通过进风口进入乘客舱。

随着补贴的退去，磷酸铁锂的应用会逐渐得到提升，而安全性较好的磷酸铁锂往往会使用风冷的设计（低成本，同时提高比能），如何来更好地解决这个问题，值得思考。

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