淺談動力電池發(fā)生熱失控的原因

在選用粘接方案的時候，還真的需要從VOC的角度來評估一下，評估產(chǎn)品的長期適用性和對成員的危害。

對于這個問題，要從一件很有趣的事情開始說起。這是一個有關(guān)于熱失控檢測的問題，有一個核心的傳感器融合和判斷的內(nèi)容，在實際出發(fā)的過程中，我們可以做大量的實驗。

?選擇電池發(fā)生熱失控和安全過程中的產(chǎn)熱和產(chǎn)氣過程的分析

?不同的容量、不同的化學(xué)體系（磷酸鐵鋰、三元）

?不同的封裝形式，液冷、風(fēng)冷、密封形式

因此如之前的說法一樣，想要完整的做好這個置信度的問題，從2016年開始，初步的判斷是需要導(dǎo)入了更多的傳感器，由以上熱失控的各個階段的產(chǎn)出物對應(yīng)輸出來進(jìn)行探測及控制器（集成化設(shè)計，內(nèi)含溫度傳感器、氣體分析傳感器、煙霧探測器、火焰探測器）。主要是技術(shù)水平是隨著熱失控和擴(kuò)展的指針越來越明顯，對于電池系統(tǒng)內(nèi)的線束、電子系統(tǒng)都有影響，還有一個比較大的困擾，其實是電池系統(tǒng)內(nèi)部的常規(guī)失效的鑒別。對于氣體傳感器來說，主要是電池系統(tǒng)內(nèi)各種結(jié)構(gòu)膠的材料的氣體揮發(fā)的問題。

這個問題，其實主要是在駕駛新車或入住新房子時，對于人體的影響是粘接材料的揮發(fā)而產(chǎn)生的有害揮發(fā)性及其他特性。VOC是VolatileOrganicCompounds的縮寫，是易揮發(fā)的有機(jī)化合物。目前綜合所有機(jī)構(gòu)VOC最普遍的共識認(rèn)為VOC是指那些沸點等于或低于250℃的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)。這些揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)主要包括：苯系物、醛酮、有機(jī)氯化物、氟利昂系列、胺、醇、醚、酯、酸等。

密封的電池系統(tǒng)就像一個潔凈空間，氣體揮發(fā)物會充斥整個電池系統(tǒng)。這個客觀的原因，使得氣體傳感器在電池系統(tǒng)里面沒辦法用，在乘客艙里面，乘用車因為車廂體積小，問題凸顯更嚴(yán)重。

車子買回來后，車窗車門打開散放VOC并不現(xiàn)實。半揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)沸點比較高的揮發(fā)性有機(jī)物，在普通溫度下?lián)]發(fā)性較低，高溫情況下?lián)]發(fā)比較劇烈，像霧化類的項目集中在沸點比較高的VOC；由于車廂體積比較小，乘用車越來越高端，密封性也好而且空間相對狹小，比房間里的材質(zhì)更多更復(fù)雜，所以對乘客和駕駛者來說減少VOC的排放越來越重要。從材料層面來說，看上去是車輛級別和零件級別的測試，而核心是在選用合規(guī)的材料。

德國汽車工業(yè)協(xié)會（VerbandderDeutschenAutomobilindustrie）開發(fā)出VDA278測試方法用于測量VOC和FOG排放。

因此從這個角度來說，對于我們這樣的工程師而言，在選用粘接方案的時候，還真的需要從VOC的角度來評估一下，評估產(chǎn)品的長期適用性和對成員的危害。前陣子不少企業(yè)來做交流，還是從性能應(yīng)用層面去交流多一些。我在做一些整理的時候，類似的特性還是有不少國外的公司比較注意標(biāo)識出來，如3M的98010、99018、DCX-1018，1000NF膠水，這些低VOC丙烯酸膠粘劑膠帶經(jīng)過精心設(shè)計，從材料角度是經(jīng)過考量的。

▼TDS產(chǎn)品特性

▼3MTM1000NF膠水

3M?1000NF快粘膠水是一種獨特的水性膠粘劑，專門用于提供快速、耐熱粘接、可重新定位性和高強(qiáng)度極限的有效組合。3MTM的這款膠粘劑不易燃，不含聚氯丁烯，無揮發(fā)性有機(jī)化合物（根據(jù)EPA測試方法24進(jìn)行檢測）。

快速粘接：可快速粘接，同時在大約一分鐘或更短的時間內(nèi)達(dá)到操作強(qiáng)度。其反應(yīng)快速，同時單面應(yīng)用的潛力在使用更少產(chǎn)品的前提下也提高了生產(chǎn)率。

適用于多種材料：通過配制48％的固體膠粘劑，3M?1000NF快粘膠水的覆蓋率比溶劑型膠粘劑高三倍。適用于許多輕質(zhì)材料的粘接，如彈性泡沫、乳膠發(fā)泡體、織物、聚酯纖維填塞物、帆布、木板、膠合板、刨花板和許多塑膠及金屬等表面。已通過“綠色衛(wèi)士”（GREENGUARD）認(rèn)證；經(jīng)兒童和學(xué)校產(chǎn)品排放標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證為室內(nèi)建筑材料低排放。

而對于膠粘材料的測試，核心是從VDA278測試入手

將樣品放入TENAX管中，經(jīng)TDS系統(tǒng)在規(guī)定溫度下（90℃30minVOC測試，120℃60minFOG測試）加熱后，GC/MS分析其中VOC的揮發(fā)量，表征的是單位重量的材料揮發(fā)出的低沸點有機(jī)物和高沸點有機(jī)物的總量。經(jīng)過圖譜分析，可以了解VOC的主要成分，有針對性的進(jìn)行配方或工藝改進(jìn)。

報告中有VOC值和SVOC值即低沸點揮發(fā)物的總量和高沸點揮發(fā)物的總量，還會對揮發(fā)物進(jìn)行定性和半定量的分析，看具體揮發(fā)出什么物質(zhì)，能夠定性就會給出這些物質(zhì)的CAS.NO.和半定量的結(jié)果。這個方法的好處就是可以通過數(shù)據(jù)反推出哪些物質(zhì)出現(xiàn)在原材料里，如果物質(zhì)揮發(fā)量比較大，可以改善原材料和生產(chǎn)工藝，從而達(dá)到改善材料voc散發(fā)的目的。原材料或零部件必須經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)檢測，合格后才能成為他們準(zhǔn)許的供應(yīng)商。在檢測過程中，材料測試合格，總成測試卻超標(biāo)，這主要的原因包括以下三點（但不限于）：

1、材料和總成測試方法不同，不能直接比較；

2、材料和總成的狀態(tài)不同，材料測試時取樣量是一定的，總成測試時面積可能比較大；

3、有可能材料的限值和總成的限值設(shè)置需要更新，二者的匹配度不是很好。

小結(jié)：對于我們設(shè)計功能部分來說，材料的氣體揮發(fā)物不大常見，氣體揮發(fā)物對化學(xué)傳感器的干擾這點來看，選用膠類材料的影響是顯而易見的。在設(shè)計選材時謹(jǐn)慎選擇，響應(yīng)綠色環(huán)保的號召，是我們的職責(zé)所在。