電動(dòng)自行車因其輕快便捷已逐漸成為公眾日常出行的高頻交通工具，根據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，我國(guó)當(dāng)前的電動(dòng)自行車保有量已達(dá)3.5億輛，2023 年全國(guó)規(guī)模以上企業(yè)累計(jì)生產(chǎn)電動(dòng)自行車 4228 萬輛，電動(dòng)自行車已成為群眾短途出行的重要交通工具。
隨著保有量的增加，每年由電動(dòng)自行車引發(fā)的火災(zāi)數(shù)量也在急劇攀升，根據(jù)國(guó)家消防救援局的統(tǒng)計(jì)，2023年全國(guó)共接報(bào)電動(dòng)自行車火災(zāi)2.1萬起，相比2022年上升了17.4%。今年2月23日，江蘇南京發(fā)生的電動(dòng)自行車火災(zāi)，僅該起事故就有15人遇難，讓人悲痛不已。電動(dòng)自行車的消防安全問題不容忽視。
眾所周知，電池的類型則主要是鉛酸電池和鋰電池。鉛酸蓄電池主打成本低廉，性能穩(wěn)定。而鋰電池因?yàn)楣β拭芏雀?、重量輕、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)，成為了很多新型電動(dòng)自行車的首選電源。鋰電池的發(fā)展速度之快，讓人不禁對(duì)其未來充滿期待。
與此同時(shí)，鋰電池的安全性問題也一直備受關(guān)注。由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的特殊性，鋰電池在充放電過程中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。例如，鋰電池可能會(huì)形成鋰枝晶，刺穿隔膜導(dǎo)致短路；同時(shí)，鋰電池對(duì)溫度也極為敏感，高溫或低溫都可能引發(fā)電池?zé)崾Э?。這些因素使得鋰電池的安全性成為了一個(gè)亟待解決的問題，好在比亞迪對(duì)此下手了。
在南京“2.23”火災(zāi)事故后，比亞迪弗迪電池連夜召開緊急會(huì)議，決定將乘用車的研發(fā)成果應(yīng)用到兩輪車領(lǐng)域，并開發(fā)出能上樓的安全電池，同時(shí)還要加大兩輪車的研發(fā)投入。
在這前后，比亞迪先和立馬推出搭載比亞迪汽車級(jí)動(dòng)力電池——比亞迪磷酸鐵鋰刀片電池的H5三代遠(yuǎn)航版，充一次電可以跑500km；還和新日簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，也計(jì)劃推出長(zhǎng)續(xù)航新車。
毫無疑問，比亞迪想通過自己30年電池制造的豐富經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，在進(jìn)入電動(dòng)兩輪車領(lǐng)域市場(chǎng)的同時(shí)，想要推動(dòng)并徹底解決電動(dòng)自行車的安全痛點(diǎn)。打造安全、高性價(jià)比的電池也是比亞迪電池的優(yōu)勢(shì)所在。
然而在電池全生命周期溯源管理和利用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未完善下，除了像比亞迪把電池做的相對(duì)安全的廠商外，目前市面上品牌較為分散，導(dǎo)致大量不合規(guī)的電池出現(xiàn)在市場(chǎng)，規(guī)范缺失讓不安全電池鉆了空子，鋰電池安全問題仍然會(huì)存在很長(zhǎng)一段時(shí)間。
目前，加緊完善《電動(dòng)自行車用鋰離子蓄電池安全技術(shù)規(guī)范》是當(dāng)務(wù)之急，深入研究鋰電池?zé)崾Э氐漠a(chǎn)生機(jī)理，通過傳感器等技術(shù)進(jìn)行超前探測(cè)預(yù)警，從而避免熱失控引發(fā)火災(zāi)爆炸等事故，也是有效減少生命財(cái)產(chǎn)損失的一種重要手段。
鋰電熱失控產(chǎn)生的機(jī)理及最優(yōu)的檢測(cè)方式
電池?zé)崾Э厥侵鸽姵爻掷m(xù)放熱的連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致電池組溫度急劇上升，進(jìn)而引發(fā)電池燃燒事故的過程。熱失控有三個(gè)過程，誘發(fā)、發(fā)生到蔓延，其中引發(fā)熱失控的主要原因是過熱、過充、內(nèi)短路、碰撞等因素。
在鋰離電池?zé)崾Э卦缙冢捎陔姵販囟?、放電電壓、放電電流等特征識(shí)別參數(shù)的變化非常緩慢，通過現(xiàn)代 BMS 無法及早地監(jiān)測(cè)到電池故障，而此時(shí)電池內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的氣體物質(zhì)，因此，利用氣體檢測(cè)傳感器來實(shí)現(xiàn)鋰離子電池?zé)崾Э卦缙陬A(yù)警是最有效的辦法。
從上圖中可看出，電池在熱失控過程中產(chǎn)生這些主要?dú)怏w的組分構(gòu)成非常類似，如圖所示 氣體成分主要為二氧化碳(CO2)、氫氣(H2)、一氧化碳(CO)，其余小部分氣體主要為小分子烴類物質(zhì)(CH4、C2H4等)。
我們可以從動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э貢r(shí)產(chǎn)生大量的氫氣和一氧化碳?xì)怏w入手，通過檢測(cè)氫氣和一氧化碳的濃度來判斷電池是否熱失控。
在氫氣檢測(cè)上，這里推薦道合順傳感高性能氫氣傳感器DSB14-G3K-J，產(chǎn)品具備靈敏度高、線性度高、精度高、優(yōu)秀的抗干擾能力等特點(diǎn)；在選擇性上，DSB14-G3K-J做到了對(duì)乙醇、CO、甲烷、丙烷等氣體幾乎不響應(yīng)，出色的性能表現(xiàn)和同類產(chǎn)品相比具備明顯的優(yōu)勢(shì)。 在一氧化碳檢測(cè)上，推薦道合順傳感紐扣式一氧化碳傳感器DSD03-M1K-JH5-14C，產(chǎn)品在一致性方面取得了巨大的突破。不僅在常溫下表現(xiàn)卓越，而且在極端低溫條件下，特別是-40°C下，仍然能夠保持卓越的一致性。無論面對(duì)何種惡劣環(huán)境，都能確保數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)和可靠，提供了極為穩(wěn)固的監(jiān)測(cè)性能。 通過高性能氣體傳感器對(duì)鋰電池?zé)崾Э靥卣鳉怏w氫氣和一氧化碳的進(jìn)行雙重監(jiān)測(cè)，聯(lián)動(dòng)相關(guān)聲光報(bào)警裝置，能在第一時(shí)間向駕乘人員發(fā)出預(yù)警，提醒駕車人員盡早做出應(yīng)急反應(yīng)，防止事故的發(fā)生或進(jìn)一步擴(kuò)大，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。 安全無小事，預(yù)防勝于救災(zāi)。在兩輪電動(dòng)車電池安全越來越受重視、各類監(jiān)管、政策不斷加強(qiáng)完善下，或許在不久的將來，通過傳感技術(shù)手段對(duì)熱失控早期進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警或?qū)⒊蔀樾聡?guó)標(biāo)電動(dòng)自行車的標(biāo)配。道合順傳感將持續(xù)致力于氣體傳感器的研發(fā)和創(chuàng)新，和大家共同推動(dòng)鋰電池行業(yè)安全發(fā)展，守護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全。 關(guān)于道合順傳感 深圳市道合順傳感實(shí)業(yè)有限公司成立于2019年，是一家從事氣體傳感器產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及方案應(yīng)用的高科技企業(yè)。公司秉承“改變中國(guó)氣體傳感產(chǎn)業(yè)落后現(xiàn)狀，打造世界超一流的氣體傳感企業(yè)”的使命，致力于成為氣體傳感行業(yè)一站式解決方案的引領(lǐng)者。 道合順傳感始終以研發(fā)為主導(dǎo)，布局半導(dǎo)體、電化學(xué)、催化燃燒、紅外、激光、PM2.5六大產(chǎn)品線，經(jīng)過近幾年的努力發(fā)展，道合順傳感先后通過了質(zhì)量管理體系、環(huán)境管理體系、職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證，以及Rosh、CE等產(chǎn)品認(rèn)證。與霍尼韋爾、大華、美的等行業(yè)知名品牌客戶建立長(zhǎng)期合作關(guān)系，有超千萬各類傳感器被客戶選用，可為民用安防、環(huán)保健康及工業(yè)安全等領(lǐng)域提供高品質(zhì)、高性能的氣體傳感器解決方案。
