在目前的熱失控擴散的防御措施里面，核心的還是談性價比，模組和 Pack 層面，前者花的成本更多一些，需要很多的措施來在第一個電芯出現(xiàn)熱失控之后就地阻止第二個電芯熱失控，在最近幾個月 BMW 有關(guān)電池模組安全專利里面有一些想法，我覺得我們可以看一看。
01
模組層面措施的有效范圍
從模型角度來看
在之前的 DR SEBASTIAN SCHARNER《QUANTITATIVE SAFETY CHARACTERIZATION OF LI-ION CELLS》里面我們可以把一部分的事情確認(rèn)好。
我們的控制對象是一個滿電 100%SOC 下的電芯，在一定的環(huán)境溫度下在熱失控條件下蘊含的熱量，一部分化為煙氣，一部分留在本體。
熱量
所以我們在這個里面，一個核心的事情，就是先把煙氣攜帶的那部分熱量盡可能離受傷害的區(qū)域遠(yuǎn)一些，在這個設(shè)計中首要的事情就是讓這個氣體能出來，但是盡快有地方擴散。
在以下的示例中，在第四個電池單體 4 中發(fā)生內(nèi)部短路，由此電池單體熱失控開始，單體壓力升高，殼體達(dá)到一定內(nèi)壓起， 泄壓閥打開高壓的氣體達(dá)到上方的屏蔽隔離板上面，打開設(shè)計的位置往左右進(jìn)行擴散，高溫的氣體的熱量通過屏蔽隔離板進(jìn)行分離，使得這部分熱量與臨近的電芯形成耦合
備注：這個屏蔽隔離層最主要的作用是熱隔離，可能由云母板構(gòu)成，這個通口的位置可以根據(jù)壓力打開方式設(shè)計結(jié)構(gòu)
而另一個很重要的事情就是附近電芯的隔離，這里從熱的角度來看，是在單個電芯持續(xù)發(fā)熱和慢慢釋放熱量的過程中，另一個電芯從正面和極耳的溫度能夠堅持在被引燃的臨界點之內(nèi)。
這個設(shè)計在我們的考慮來看，在模組內(nèi)電芯間隔方面就需要考慮在這個泄壓過程中，電芯的結(jié)構(gòu)往兩邊會有一個很大的壓力。
所以極端的設(shè)計條件下，專利甚至使用一個金屬的應(yīng)急容納冷媒的冷卻片用來主動在這種意外條件下對電芯進(jìn)行速凍
根據(jù)電芯的不同，我們目前能做的事情如下圖所示，在最壞條件下把溫度在一定時間抑制在 10-15 分鐘，在比較好的條件下能讓這個過程不連續(xù)下去，本身這個事情就有邊界。
02
影響的因子
能量密度
所有的這一切都圍繞著電池在不同狀態(tài)下的釋放情況，所以能量密度和電芯的化學(xué)體系決定著我們的困難有多大，能量密度越高，電芯的設(shè)計決定著電芯噴出去多少，什么溫度要觸發(fā)下一個電芯。
在原有的電芯尺寸下面，更高的能量密度意味著電芯本體的表面溫度越來越高，也意味著我們對材料的隔熱系數(shù)和堅持的時間都要提高。本身我們對于材料的厚度、重量和成本又有限制。
如果我們要期望電芯在一個熱失控開始，到這個受損電芯結(jié)束，對于這個電芯所處在的狀態(tài)都有限制，如果它的能量密度越高，我們可能把它限定在一定的容量，一定的 SOC 和需要更多厚度的隔熱板，甚至應(yīng)急的冷媒管去冷卻它。
小結(jié)：短期內(nèi)我們能比的是時間，可能往前看比的是在同樣的電芯下面對于這個破壞性精確的把握和隔離。
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史海拾趣
Alliance Memory是一家專注于存儲器產(chǎn)品的公司，以下是其發(fā)展歷程的五個相關(guān)故事：
成立與發(fā)展初期： Alliance Memory成立于2006年，總部位于美國南卡羅來納州。公司專注于提供DRAM（動態(tài)隨機存取存儲器）和SRAM（靜態(tài)隨機存取存儲器）解決方案。在成立之初，公司致力于與全球供應(yīng)鏈建立緊密的合作關(guān)系，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。通過與先進(jìn)制造廠商合作，Alliance Memory能夠提供高品質(zhì)的存儲器產(chǎn)品，滿足客戶的需求。
擴大產(chǎn)品線： 隨著市場需求的增長，Alliance Memory不斷擴大其產(chǎn)品線，涵蓋各種容量和類型的DRAM和SRAM產(chǎn)品。公司不斷改進(jìn)和優(yōu)化其制造工藝，并與全球領(lǐng)先的技術(shù)合作伙伴密切合作，以確保產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。通過不斷提供新的存儲器解決方案，Alliance Memory成功吸引了更多的客戶，并在行業(yè)中樹立了良好的聲譽。
全球市場拓展： Alliance Memory的產(chǎn)品銷售遍布全球各個地區(qū)，包括美國、歐洲、亞洲等市場。公司與全球各地的分銷商和代理商建立了穩(wěn)固的合作關(guān)系，以擴大其產(chǎn)品的市場份額。通過在全球范圍內(nèi)提供及時和高效的客戶服務(wù)，Alliance Memory不斷增強了其在國際市場上的競爭力。
技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā)投入： 作為一家技術(shù)驅(qū)動型公司，Alliance Memory不斷投入研發(fā)和創(chuàng)新，以提供最先進(jìn)的存儲器產(chǎn)品。公司的研發(fā)團(tuán)隊與業(yè)界領(lǐng)先的技術(shù)合作伙伴密切合作，不斷推出具有競爭優(yōu)勢的新產(chǎn)品。通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，Alliance Memory得以不斷滿足客戶不斷增長的需求，并保持在行業(yè)中的領(lǐng)先地位。
可持續(xù)發(fā)展與社會責(zé)任： 除了致力于業(yè)務(wù)發(fā)展，Alliance Memory還積極履行企業(yè)社會責(zé)任，關(guān)注環(huán)境保護(hù)和社會公益事業(yè)。公司采取了一系列可持續(xù)發(fā)展的舉措，包括節(jié)能減排、資源循環(huán)利用等，努力降低對環(huán)境的影響。此外，Alliance Memory還參與各種公益活動，支持教育、環(huán)保和社區(qū)發(fā)展等領(lǐng)域的項目，為社會做出積極貢獻(xiàn)。
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