隨著汽車(chē)數(shù)量的持續(xù)增加,尾氣排放及燃油耗油的提升,造成資源短缺、空氣質(zhì)量下降、氣溫上升、霧霾頻繁等問(wèn)題,“信息化、智能化、低碳化”逐漸成為汽車(chē)行業(yè)追求的發(fā)展目標(biāo)。
一、關(guān)于鋰電池
新能源汽車(chē)采用非常規(guī)燃料作為動(dòng)力來(lái)源,它不依賴(lài)或不完全依賴(lài)內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力,鋰電池是目前新能源汽車(chē)使用的動(dòng)力電池類(lèi)型。鋰電池具有自放電率較低、能量密度較高、可循環(huán)無(wú)污染、效率高且無(wú)記憶效應(yīng)等特點(diǎn),是新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)優(yōu)選的動(dòng)力源。
鋰電池對(duì)工作溫度要求較高,最佳的工作溫度范圍是20-40℃,超出這個(gè)范圍偏高或者偏低,都會(huì)影響鋰電池的使用壽命和工作性能。
當(dāng)溫度偏低時(shí),鋰電池放電量和放電壓會(huì)急劇降低;而當(dāng)溫度偏高時(shí),鋰電池則容易產(chǎn)生熱失控現(xiàn)象,當(dāng)內(nèi)部熱量聚集造成熱量堆積,熱量不能得到排除時(shí),則會(huì)引起高溫起火,甚至引發(fā)爆炸。
二、紅外熱成像技術(shù)應(yīng)用
紅外熱成像技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用廣闊的高新技術(shù),它集光電成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)于一身,能夠準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速地展現(xiàn)物體表面的溫度分布情況。因此,對(duì)于鋰電池的研發(fā)、生產(chǎn)、儲(chǔ)存、回收,紅外熱像儀具有先天優(yōu)勢(shì)。
1、研發(fā)優(yōu)化-動(dòng)力電池研究
動(dòng)力電池裝置由于設(shè)計(jì)及功能要求不同,從而使得各部位散熱并不均衡,利用紅外熱像儀的實(shí)時(shí)成像功能,能夠精準(zhǔn)展現(xiàn)熱能變化。將紅外熱成像技術(shù)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)熱像分析系統(tǒng)、熱場(chǎng)和流場(chǎng)分析技術(shù)、熱傳導(dǎo)系數(shù)分析技術(shù)、快速精確的量熱測(cè)試技術(shù)應(yīng)用于電池?zé)峁芾砗蜔岚踩阅艿脑u(píng)價(jià)之中。
實(shí)際應(yīng)用案例:
美國(guó)可再生能源研究所在混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)的電池?zé)崞胶夥矫?,通過(guò)紅外熱像儀記錄電池表面溫度,并通過(guò)在電池內(nèi)部布置熱電偶測(cè)量,開(kāi)展了溫度場(chǎng)分布特征研究。
日本 Toyota公司通過(guò)熱成像技術(shù)開(kāi)展了電池模塊內(nèi)的冷卻氣流參數(shù)和矢量的研究及熱評(píng)估,改進(jìn)了電池模塊設(shè)計(jì)中的一些重要參數(shù),制定了熱管理方案,有效減小了電池模塊不同部位的溫度差異。
2、生產(chǎn)監(jiān)測(cè)-規(guī)避熱失控風(fēng)險(xiǎn)
作為一種高能量密度化學(xué)二次儲(chǔ)能器件,鋰離子電池有其獨(dú)特的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)理和工藝生產(chǎn)等要求,比如生產(chǎn)流程繁多、電池化成反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜等。因此,當(dāng)管理不規(guī)范、防范措施不到位時(shí),很容易引發(fā)火災(zāi)事故,造成生命安全、財(cái)產(chǎn)損失等重大事故。
鋰電池電解液中的有機(jī)溶劑燃點(diǎn)低,同時(shí)嵌鋰的碳負(fù)極具有高反應(yīng)活性,導(dǎo)致鋰電池本質(zhì)上存在一定安全缺陷。當(dāng)電池能量急劇釋放造成鼓包或破裂漏氣,受熱電解液噴出電池外遇到空氣,將會(huì)發(fā)生劇烈燃燒,從而釀成火災(zāi)。
利用紅外熱像儀的實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控,對(duì)處于生產(chǎn)狀態(tài)的電池包溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,在溫度進(jìn)行異常波動(dòng),或者超出警示范圍的情況下,通過(guò)報(bào)警處理端口,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)聲光報(bào)警,第一時(shí)間降低火災(zāi)發(fā)生的可能。
3、儲(chǔ)存安全-24h實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)
鋰電池生產(chǎn)所需的原料、成品和半成品都屬于可燃物,而且對(duì)于溫度的變化極為敏感,高溫環(huán)境下容易導(dǎo)致其內(nèi)部隔膜發(fā)生收縮、分解,以及電池正極材料遇熱發(fā)生自發(fā)的釋氧反應(yīng),容易導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生。
同時(shí),目前企業(yè)的生產(chǎn)、儲(chǔ)存場(chǎng)所大多是鋼混結(jié)構(gòu),占地廣、空間大、空氣流通好,一旦發(fā)生火災(zāi),極容易蔓延。而且鋼混結(jié)構(gòu)耐火性差,導(dǎo)熱性好,在高溫火災(zāi)情況下,鋼混結(jié)構(gòu)易脆和扭曲變形,容易倒塌,造成二次火災(zāi)傷亡情況的發(fā)生。