編譯 / 馬曉蕾
編輯 / 牛跟尚
設計 / 師瑜超
來源 / Forbes作者:Ed Garsten
2021年8月30日,在通用因Bolt電池起火對車輛發起召回,並積極尋找解決方案時,美國密歇根州西布盧姆菲爾德又發生了一起雪佛蘭Bolt EV自燃事件。
9月14-16日在密歇根州底特律附近的諾維市舉辦的電池展上,雪佛蘭Bolt EV的電池起火事故在參展的600多家企業之間引起了不小的爭論。
汽車製造商在努力向電動車轉型,並讓消費者相信電動車是安全的。而電池檢測公司則正在盡一切努力透過先進的技術讓消費者對汽車電池放心。
“安全是展會上每個人的首要目標。”OneD電池科學公司的首席商務官法布里斯·胡德利(Fabrice Hudry)說,“這是一個新生的行業,我們必須向世界證明它可以比燃油車更安全,而且理應更安全。”
NanoGraf公司主要開發高密度矽電池陽極材料,總部設在芝加哥,該公司的執行長弗朗西斯·王(Francis Wang)說,也許這個行業總是執著於不斷地突破自己。
“也許Bolt EV電池起火正好說明了我們走的過快了。這些事故完全是可以避免的。我認為,歸根結底,還是因為電池成本過高,以及行業對電動汽車的過分狂熱。”弗朗西斯說。
通用將Bolt EV電池起火歸咎於其供應商LG化學的兩處製造缺陷,即同一電芯中存在負極極耳撕裂和隔膜發生褶皺,這增加了起火的風險。
該汽車製造商已召回2017-2022款的所有Bolt汽車,以更換電池模組,並暫停了這款車的生產。預計通用汽車的召回成本約為10億美元,。
電池檢漏系統
據電池行業的幾家公司的代表稱,關鍵是需要在電池到達汽車裝配線之前檢查出有問題的電芯,或者至少有辦法在安裝後減少或防止起火事件。
早期檢測是第一步。在電池展上,總部位於亞特蘭大的Inficon公司釋出了一個檢測鋰離子電芯洩漏的新系統,稱為ELT 3000。
Inficon汽車銷售市場經理托馬斯·帕克(Thomas Parker)表示,由於電池內的電解質是高度可燃的,電池洩漏可能導致電池壽命縮短或火災。
2021年9月14日,Inficon ELT 3000電池洩漏檢測裝置在美國密歇根州諾維市的電池展上展出▼
Inficon表示,使用氣體分析儀檢測電解液中的溶劑,與目前其他檢測系統相比,ELT 3000能檢測到細微1000倍的電池洩露。
帕克在演示ELT 3000時說:“我們的裝置能夠檢測出褶皺、錯位、洩露、殘缺等等。”
超聲波檢測電池缺陷
泰坦 AES超聲UBMS檢測過程如何檢測電池缺陷的示意圖▼
位於馬薩諸塞州塞勒姆的泰坦先進能源解決方案(Titan Advanced Energy Solutions)公司從另一個角度來進行電池檢測,他們使用超聲波來檢測電池缺陷。
泰坦公司技術產品經理莫拉·阿普伯裡(Maura Appleberry)解釋說,泰坦的技術與電池管理系統(或稱BMS)配合使用,對電池的超聲波特徵進行實時測量,並瞭解該特徵在電池正常迴圈和有缺陷發生時的差異。
莫拉·阿普爾貝里,泰坦AES公司的技術產品經理▼
Bolt電池起火事件發生後,通用建議其車主不要總是把電充滿。泰坦公司的阿普伯裡說,該公司的技術可能會減輕車主的這一負擔。
“最近發生一系列事故後,製造商告訴車主將充電上限設定在80%,不要一直充電到100%。我們可以讓BMS來做這件事,而不需要車主操心。” 阿普伯裡說。
機器人拍照檢測
機器人公司安川美國公司的大客戶經理中村恭(Kyo Nakamura)表示,電池製造商對固定在機器人上的攝像頭表現出濃厚的興趣,這些攝像頭會在電池出廠前對其進行檢查。
“無論是製造商的缺陷,比方說,焊縫沒有全部焊好或點膠,所以膠水沒有完全密封,還是電池包沒有完全密封,我們都可以檢測出來。我們正在與一家相機公司合作,檢查這些缺陷,”中村在其公司的展示會上說。
“基本上,你要先給機器人攝像機匯入正確的圖片。當攝像頭拍下的照片與正確的不一致時,就會向我們傳送故障資訊,我們收到NG訊號後,該如何處理將取決於客戶自己。”
電池保護粘合劑
防止電池起火也可以深入到粘合各個部件的粘合劑。2021年,艾利丹尼森公司推出了能夠降低可燃性的電池保護粘合劑產品組合。
艾弗裡丹尼森膠粘劑在電池中的使用示意圖▼
“從熱失控保護方面來看,我們粘合的材料是陶瓷或雲母、航空凝膠型別的材料,它們具有高度的絕緣性和保護性,”艾利丹尼森公司業務開發經理邁克爾·範海倫特(Michael VanHaerents)說。“如果一個電芯壞了,起火了,你需要做的是阻止火勢蔓延到其他的電芯,發生災難性事件。”
艾利丹尼森公司的粘合劑是否能防止雪佛蘭Bolt等火災的發生?“是的。”範海倫特說,“與我們合作的一些陶瓷和航空凝膠的材料製造商一起。”
他強調了電池檢測的重要性,因為電池製造缺陷容易被內部BMS系統漏掉。
矽陽極
OneD公司的布里斯·胡德利對其公司的Sinanode技術充滿信心,該技術生產的矽奈米線直接熔化在電動車電池陽極使用的商業石墨顆粒上。這些技術可以提高儲存的能量、充電的速度和輸送的功率。
這與防止電池起火有什麼關係?
“無論電池中矽的百分比是多少,它都減少了電池中易燃材料的質量。即便矽佔電池中陽極的20%都不會燃燒。”胡德利說。
NanoGraf的技術也以矽為中心,他們用矽取代陽極中普遍使用的石墨,創造出能量密度更高的電池。弗朗西斯說,這種電池的執行時間比石墨電池多29%,這讓美國軍方很感興趣。
NanoGraf的弗朗西斯說,確保沒有缺陷的電池到達消費者手中的唯一方法就是在電池出廠前對其進行逐一檢查。
這在用於植入人體的醫療裝置的電池政策中明確規定,但在注重成本的汽車行業卻並非如此。
“有製造工藝,有機器人感測器,但歸根結底是成本。”弗朗西斯說,“我們不是做不到,而是要看成本多少。我認為每個人都在努力實現每千瓦時100美元的目標。當一項技術在快速增長時,就會出現這種情況,你會被迫付出成本,然後類似的事情就會發生。”
最後,Bolt EV用的都是軟包電池,對於電動汽車來說,軟包電池到底安全嗎?弗朗西斯說,“我們會找到答案的。”