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?2015年1月30日9時(shí)40分，深圳一輛車牌號(hào)為粵BU0005的205路公共汽車行駛到”羅湖公安分局”公交站后因電池短路起火自燃。2015年4月26日晚間，深圳市一部新能源汽車，在充電站充電一個(gè)半小時(shí)，車輛在停駛狀態(tài)下出現(xiàn)燃燒事故。
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面對(duì)時(shí)而發(fā)生的汽車自燃事件，我們到底對(duì)新能源車的電池有多少了解呢？下面，我們將來探討這個(gè)問題。
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先從電池的結(jié)構(gòu)方面著手。在官網(wǎng)上，沃特瑪標(biāo)配的電池系統(tǒng)如下圖所示：
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五洲龍的車型，以6113為例，在工信部的的規(guī)格如下：
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粗略看來，標(biāo)準(zhǔn)的電池系統(tǒng)是以300Ah考慮的。再來整理一下單體的資訊：
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1.型號(hào)IFR32650單體外殼材質(zhì)鍍鎳鋼標(biāo)稱容量(0.2C5A)5Ah最小容量(1C5A)4.75Ah
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2.額定電壓3.2V(即工作電壓)最大充電電壓3.65V放電截至電壓2.5V
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3.標(biāo)準(zhǔn)充放電0.2C5A充電時(shí)間≥5hours0.2C5A最大持續(xù)充電電流5A1C5A最大持續(xù)放電電流2.5C5A瞬間放電電流30A6C5A最大瞬間放電時(shí)間10sec.
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4.充電方法標(biāo)準(zhǔn)CC0.2C3.65V截止CV3.65V0.05C截止快速CC1C3.65V截止CV3.65V0.05C截止
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5.操作溫度充電0℃～45℃放電-20℃～60℃貯存-20℃～45℃
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由此，電池組的架構(gòu)就變成了14個(gè)單元組件組，每個(gè)組件里面做60P12S，基本的實(shí)物圖形如下所示。注：此圖形引用自沃特瑪?shù)囊?guī)格書中，不是標(biāo)準(zhǔn)的大巴電池包資料，電池箱的基本結(jié)構(gòu)類似，因此僅作參考。
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這里的設(shè)計(jì)主要有幾個(gè)缺點(diǎn)：
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1)沒有熱設(shè)計(jì)的考慮，完全靠被動(dòng)冷卻，圓柱的發(fā)熱情況本來就比較差；
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2)絕緣設(shè)計(jì)比較差，在沃特瑪?shù)膮⒖疾牧侠锩嫣峒傲藥追N，實(shí)際的情況可能是以下三種之一，需根據(jù)實(shí)物來考慮。而且目前的做法，不太適宜用在車用環(huán)境下，設(shè)計(jì)思路是完全不同的。
PVC膜優(yōu)點(diǎn)：美觀、防潮，價(jià)廉，利于自動(dòng)化作業(yè)。缺點(diǎn)：不防火。
紙?zhí)變?yōu)點(diǎn)：防火、操作簡(jiǎn)單，黏結(jié)性好。缺點(diǎn)：易臟，易受潮，材質(zhì)疏松易穿刺，價(jià)格高，不利于自動(dòng)化作業(yè)。
絕緣膠套：解決PVC膜熱縮破膜短路問題。
3)單體比較密集，熱失控傳遞隔離缺失；
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4)組件設(shè)計(jì)中的保護(hù)此類設(shè)計(jì)，成本很大的一塊是母線互聯(lián)和熔絲的設(shè)計(jì)。其中主要是60個(gè)單體的差異性(容量、內(nèi)阻、自放電)加上配置的熔絲以及無散熱引起的溫度梯度，造成的單體差異性很大。60個(gè)單體形成了自平衡，要只靠外部的主動(dòng)均衡的話，對(duì)組件的影響非常有限。如果BMS做的好些，就需要在SOC之外做大量的計(jì)算，判斷60個(gè)并聯(lián)單體的工作情況。但實(shí)際的情況這個(gè)BMS只做了循環(huán)次數(shù)的計(jì)量“Cyclelife(SOH)(The cycle life should be indicated，and should be updated by the operation.)”；
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5)機(jī)械固定。這些電池如何能有效抗沖擊、振動(dòng)而好好待在原地？靠這樣的工藝同時(shí)解決電氣連接和機(jī)械固定兩個(gè)重要安全功能，似乎不太現(xiàn)實(shí)；
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6)熔絲設(shè)計(jì)這么多單體并聯(lián)，對(duì)于單體而言，就需要熔絲做設(shè)計(jì)。根據(jù)披露的資訊來看，沃特瑪優(yōu)選用PCBA來做母線牌，如果出現(xiàn)短路情況，希望燒PCB線來實(shí)現(xiàn)保護(hù)，從而產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量應(yīng)該跑去哪里呢？
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7)BMS的設(shè)計(jì)其他問題，最主要的還是不能把60個(gè)并聯(lián)單體當(dāng)作一個(gè)單體來看的，而我們想要實(shí)現(xiàn)的保護(hù)功能是針對(duì)整個(gè)組件級(jí)別的，但是內(nèi)部的單體早就由于一致性的問題提前造就了過放和過充。可見，小單體并聯(lián)并不是一種長(zhǎng)期的解決方案。
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文章和圖片來源：第一電動(dòng)網(wǎng)