美科學家用新技術實現電動汽車電池火災速檢

電動汽車裡的電池可能很快就會失效，有時在沒多少警告的情況下就會起火。桑迪亞國家實驗室正在努力盡早檢測出這些故障，給乘客提供充足的警告。

雖說電動汽車有能檢測鋰離子電池性能問題的系統，可這些系統解決不了當下的安全問題。

“電池火災的性質可能差異很大，這取決於故障模式。有的電池會自行發熱好幾個小時，而有的則是突然且劇烈的，”桑迪亞電池安全小組的成員亞歷克斯·貝茨說。

“電池開始不受控制地發熱，最後導致了火災。”

電池管理系統中的當前測量值能捕捉溫度和電壓，不過這些都是安全問題的滯後性指標。

這意味着警告可能要到爲時過晚的時候纔會出現——具體而言，就是在電池即將着火或者已經着火的時候。

桑迪亞的電池安全負責人洛林·託雷斯-卡斯特羅表示：“我們正專注於延長警告時間。”

我們的目標是使診斷系統能夠提供早期預警，從而留出時間讓人們安全停車並離開車輛。

在與IE交談時，託雷斯-卡斯特羅稱，桑迪亞的電池濫用測試實驗室會對用於各種應用場景的電池的性能和安全性進行測試。

這項工作的重點是延長電池故障的預警時間。該團隊一直在對單電池和電池組進行現成的商業化診斷測試，強調諸如快速電化學阻抗譜（EIS）和氣體傳感等方法。

快速 EIS 與傳統的電池管理方法不同，它近乎實時地測量不同頻率下的阻抗。

這種方法能夠在傳統基於溫度和電壓的指標顯示出任何故障跡象之前，檢測到電池阻抗的細微變化。

與傳統的 EIS 不同，傳統的 EIS 可能速度較慢，經常不適合動態的實時監測，而快速 EIS 旨在以更快的速度運行，從而使其更適合實時車載診斷。

另一方面，該團隊還測試用於揮發性有機化合物（VOCs）和氫氣（H2）排放的傳感器，這能夠提供額外的故障標識。例如，VOC 傳感器可在電池退化的早期階段（通常在可見氣體出現之前）檢測到氣體的逸出情況。

測試的重點在於評估技術的有效性，而非其集成方面的細節。

然而，目標在於讓這些診斷工具變得緊湊且輕便，以便集成到電動汽車的電池管理系統中。

與嚴重依賴電壓和溫度監測的傳統診斷不同，快速 EIS 能夠在電池內部故障升級爲可見症狀之前將其識別出來。

這種能夠提供早期預警的能力使得能夠及時進行干預，尤其是在防止熱失控這一方面。

快速的 EIS 能夠助力評估電池的健康狀況，還能檢測像容量下降以及內部短路之類的問題。

當下，該團隊正在嚴格地測試這些技術，以此來確保其可靠性，並確定這些方法在諸如過熱和過充電等各種條件下的有效性。

在把這項技術運用到電動汽車之前，還有很多工作要做。接下來，桑迪亞實驗室將會擁有電動汽車的電池組。這些電池將在不同的規模下接受測試，以查看市場上現有的診斷方法存在的侷限性。