新能源汽车电池包防火涂料应用研究
汽车行业是国家的支柱产业,中国汽车行业年产销量已连续多年雄踞全球第一,同时汽车也是石油消耗和温室气体排放的主要因素。基于能源安全和温室气体减排目标的要求,国家不断出台鼓励新能源汽车的发展政策,传统车企的新能源车型及新能源整车企业如雨后春笋般浮现。2019 年,中国国内共销售了 120. 6 万辆新能源汽车,其中纯电动汽车 97. 2 万辆,插电式混动23. 2 万辆(汽车信息网发布中汽协数据),连续五年成为世界新能源汽车产销量第一大国。
新能源汽车数量增长的同时,其相应的新的安全问题也日渐突出。2019 年 1-8 月,国内至少发生 20 起新能源汽车起火事件,其中绝大部分事故是由动力蓄电池故障引发。因此,当电池包发生故障时,如何提升电池包的防火安全性能,进而保证新能源车乘客安全,变成首要的安全问题。
电池包用防火材料
电池包内的热失控会导致其内部发生短路,从而引起电池正负极材料发生剧烈化学反应,导致电芯温度急剧上升、压力过大、外壳破裂、整车自燃起火甚至爆炸等事故。电动汽车中的动力电池自燃具有燃烧速度快、热值高、差异大和扑救困难等特点, 目前动力电池已经采取了很多的安全措施。如,通过电池结构设计,提高壳体材料防火性能,改善电池散热系统,提升电芯材料防火性能等,从而提升电池包的防火能力,降低发生火灾或爆炸的风险。
目前各新能源汽车电池包的防火材料以铺设防火毡材料为主,如,云母板、超细玻璃棉、高硅氧棉毡等。当电池发生热失控后,依靠防火毡材料可以有效隔绝热量扩散和控制火势走向,有效延缓电池热扩散时间,从而提高电池包防火安全性。图 1 为某新能源汽车使用的防火毡材料,防火涂料贴敷在电池盒上盖外表面,以减缓电池盒热扩散时对乘员舱的热量传递。
图 1 某新能源汽车电池盒隔热毡
虽然隔热毡可以有效隔绝热量扩散和控制火势走向、延缓电池热扩散时间,但增加防火毡方案也存 在质量增加、散热性能差、设计施工过程中有一些局限性等问题,因此为了提高防火性能,使防火材料施工更柔性,本文基于新能源车防护需求研究了新能源汽车用防火涂料及其施工,并做了一定的验证和总结。
1 防火涂料的选择
防火涂料的原理即隔离:防火涂料一般为难燃性或不燃性物质,当热量聚集时可以防止被保护基材直接接触空气、火源,从而起到防火作用。受尺寸限制及空间要求,汽车电池包在车身上安装后与车身贴合较为紧密、空间较小,且为了满足小型化、轻量化的要求,其尺寸和电池盒模组及电路系统都非常紧凑,这导致电池包的防火涂层的膜厚为 3~7 mm,为有限的电池包提供零部件装配空间。
由于新能源汽车用防火涂料属....
该文章只显示3分之一,如想阅读到这篇文章的完整内容,请扫描下方二维码,打开我们的万水化工商城小程序,在首页“知识中心”栏目搜索文章标题继续进行阅读。万水化工商城收集100万+篇精细化工知识文章,旨在为您深入的了解行业知识和化工应用技巧。