从小米SU7着火看电池热蔓延
2024年9月16日上午10点03分左右，在南京南站附近道路上一辆SU7发生意外交通事故，经初步确认，车辆在行驶过程中因路面湿滑，驾驶人操作不当，导致车辆冲出车道撞向隔离花坛区。车辆前杠和底盘区域撞上隔离带周边的连续方形石块（约28cm＊30cm＊50cm），撞击导致电池底部严重受损，怀疑电池内部受撞击发生局部短路，出现短时冒烟和明火，并向下泄压，幸运的是仅造成驾驶员受伤。
根据微博网友提供的视频可以看到，这台小米SU7并未安装顶部的激光雷达，应该属于标准版，搭载的电池应该是弗迪的磷酸铁锂电池。
其中标准版采用了弗迪的刀片电池方案，装配了短刀磷酸铁锂电芯，整包电压达到486V，假设单体电芯上限电压为3.8V，则大概需要128颗电芯串联，每个电芯能量约为575Wh，容量约为180Ah。
从之前小米放出的工厂内部视频可以看出，小米估计是直接采购了弗迪的短刀电芯，然后在自家产线上完成涂胶和pack装配。这种CTP的模式可以大大提高装配效率，节省生产成本。
车辆高速行驶状态下，如果出现电池变形导致的热失控，的确很难通过BMS（电池管理系统）预警来减少损失，但如果电池是在日常使用时因内部老化而产生应力变化，是否有可能向车主发送警报呢？
其实在2023年的JPS杂志中，欧阳明高课题组就针对方形电芯的应力变化预警进行了研究。
研究使用了3款不同容量的电芯，并在电芯内部埋入热电偶，然后将电芯、云母板、加热片在一定预紧力下组装成简易模组，最后以一定加热功率触发单体电芯热失控，监测电芯内部应力和温度随时间变化的关系，从而得到合适的预警时间点。
实验结果表明：
(1) 热失控应变趋势可分为3个阶段：a. 稳定增长阶段：由于热膨胀和产气/聚集的耦合影响，壳体应变随电池温度增加；b. 快速升高阶段：当电池热失控触发时，隔膜收缩后剧烈的电化学反应会产生大量的热量和气体，导致壳体应变和温度急剧升高；c. 释放阶段：当阀内压力达到阀值时，气体、烟雾、颗粒从阀内喷出。电池外壳应力显著释放。此外，一些特征现象与应变曲线的变化相对应，如“第一次排气”、严重的燃烧、爆炸或“主排气”后的烟气排放。
（2）随着电池容量的增加，方形电池变厚，卷芯数增加，第一阶段的应变增量和增加速率RI不明显。然而，在快速增加阶段(Δεmax)，由于大尺寸电池内部产生更多的反应物质和气体，应变增量更为显著。提出了大尺寸方形电池的Δεmax-Q、RI-Q和RII-Q方程，可用于BMS的热失控力学预警阈值定义。
（3）比常规电信号更早检测到应变增加，为热失控触发前的逃生和救援提供了更多的时间。加速侧向加热试验证明，在相同加热功率(700W)下，电池样品C的应变信号提供了500s以上的间隔。随着大尺寸方形电池在交通运输/储能领域的应用越来越广泛，应变信号对主动安全的贡献越来越大。
（4）在热蔓延过程中也可以证明各电芯的应变增加和释放。排气后，每个电芯变空变软，热失控电芯膨胀抑制邻近电芯。然而，下一个电芯的热失控不是用刚性外壳触发的。因此，在热蔓延过程中，热失控电芯只能抑制前面的电芯。碎片的变形方向与热蔓延方向相反。此外，Δεmax，在TRP过程中n一般随着电芯指数的增加而增加。
以上是笔者对于电动汽车电池热失控收集的一些信息，希望对感兴趣的小伙伴有所帮助。
小明来电⚡为你充电，我们下期再见，拜拜~
