新能源汽車正在進入大規模市場化的快車道,作為核心零部件的動力電池,其安全問題至關重要。
動力電池在使用過程中,如果出現短路、過充時容易在電池內部出現大量熱量積聚,從而造成電池內部壓力升高發生爆炸。傳統的解決方案是,為電池包安裝泄壓閥。當電池包內部壓力超過臨界值,泄壓閥將會主動刺破,一次性釋放電池內部壓力,以恢復壓力平衡,保障電池安全。
但傳統泄壓閥存在技術缺陷,尤其是在電動車行駛過程中,如出現下列情況,將十分危險:
情況①:電池包泄壓閥未刺破。
當電池包內部壓力激增,導致電池包積累到一定壓力狀態,但未達到刺破泄壓閥的臨界點,那么整個電池包將面臨鼓包或破裂的風險,此時外界污染物如水,灰塵,沙石等極有可能進入電池包,進而導致電池事故發生;
情況②:電池包泄壓閥已刺破,但泄壓速度不足。
當電池包內部壓力已導致泄壓閥刺破,熱壓力氣體迅速釋放。一般情況下,對于純電動車,熱壓力氣體的釋放速度在300-1500L/min,某些情況下甚至更高。如果泄壓速度不足,壓力釋放不及時,那么整個電池包依然面臨爆炸危險。
情況③:電池包泄壓閥已刺破或誤觸發。
在電池包熱壓力釋放中,若泄壓閥已經歷刺破階段,或誤觸發,那么電池包就會進入無保護狀態,水和砂石均可進入電池包內部。萬一車輛處于暴雨涉水路段行駛,那么電池包可能會出現短路、斷電、甚至起火,這也使駕駛員和乘客處于危險之中。
戈爾(Gore)公司提出的 “實時低壓控制” 思路完美地解決了上述問題。
傳統的泄壓閥只在電池包內部壓力激增達到閥值,才會主動刺破,一次性釋放壓力,刺破后就會使電池包處于無保護狀態。而戈爾的最新低壓泄壓閥產品,卻可以讓電池包在低于25mbar的情況下就開啟過壓旁路,泄壓能力急劇上升,在40mbar時熱壓力釋放能達到30000L/小時,70mbar壓力時更是達到50000L/小時。最關鍵的是泄壓過程中產品不會刺破!這使得戈爾的產品能長效保護電池包安全,重復使用,更能讓熱壓釋放后,依然可以做到防水防塵,大大提高了電池包的使用壽命。如果釋放的氣體溫度繼續上升,整體閥門可脫出,在70mbar下可達到100000L/小時的熱壓釋放,有效保障電池包的安全。
報道指出,GORE?電池包低壓防護產品的獨特之處在于采用了一種非常特殊的柔性透氣膜,即膨體聚四氟乙烯膜(ePTFE)。利用氣體分子與液體及灰塵顆粒的體積大小數量級差,讓氣體分子通過而液體、灰塵無法通過,從而實現防水透氣的目的,有效緩解了電池內外壓差。此外ePTFE膜還具有抗酸抗堿、耐高溫、摩擦系數低、絕緣性好等優秀的特性,使其能在各種極端環境中穩定工作。
當前全世界的新能源汽車行業正在快速發展,對于這種新型電池泄壓閥的需求也在迅速增加,是聚四氟乙烯樹脂需求的新增長點。國內有相應的企業已具備生產ePTFE電池泄壓閥的能力,但大多采用進口原材料,國產化道路依然任重道遠。
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