三、热失控主动安全设计
1 降温设计
为了延缓整包热蔓延，电池系统要有抑制策略。当电池管理系统检测到热失控信号，会马上和整车配合，通过控制液冷回路水泵，让电池回路进入自循环降温。极氪 001 的极芯动力电池包，热失控传感器实时检测电池包内部的压力，如果压力一旦发现异常，就会主动将车内的水冷系统打开降温，提升电池系统在极端情况下的安全性和稳定性。
2 预警设计
2.1预警传感器类型
a)温度传感器：
在电池包内关键位置，如电池单体之间、电池组端部等布置多个温度传感器，实时监测电池温度。当局部温度超过正常工作范围，如达到 80℃-90℃，或温度变化速率异常，如每分钟升温超过 5℃，可发出初级预警。若温度持续上升至 150℃及以上，进入高度危险状态，发出高级预警。
b)压力传感器：
压力传感器安装在电池包内部、泄气通道或者防爆阀集成，当电池内部发生热失控，会产生大量气体使压力升高。当压力变化率超过一定阈值，如每秒增加 1kPa，或压力值达到电池包设计压力的 1.2 倍时，触发预警。
c)气体传感器：
检测电池热失控时释放的特征气体，如氢气、一氧化碳等。当检测到氢气浓度达到或一氧化碳浓度达到危险阈值时，进行预警。
2.2BMS预警设计
2.2.1数据采样与分析：
BMS 实时采集电池的电压、电流、温度等参数，通过数据分析算法，建立电池状态模型。当电池的电压、电流出现异常波动，如电池单体电压偏差超过 0.1V，或充电电流在短时间内下降超过 20%，结合温度等其他参数综合判断是否有热失控风险。
2.2.2分级预警策略：
a)一级预警：当检测到电池组个别单体电压、温度等参数出现轻微异常，但不影响电池组整体运行，系统发出一级预警，提示用户关注电池状态，进行进一步检查。
b)二级预警：若多个单体出现电压不均衡、温度持续升高接近危险阈值等情况，发出二级预警，提醒用户尽快停车检查，或采取降低功率等措施。
c)三级预警：当检测到电池包内有可燃气体释放、压力急剧上升、多个电池单体电压骤降等严重异常，判定为三级预警，BMS 立即切断电池与外部电路连接，同时启动冷却、灭火等应急措施。
2.3整车级预警设计
2.3.1与车辆控制系统联动
当 BMS 检测到电池有热失控风险时，及时将信号传输给车辆控制系统。车辆控制系统根据热失控风险等级，采取相应措施，如限制车辆功率输出、自动降低车速，为人员疏散和应急处理争取时间。
2.3.2人机交互界面提示：在车辆仪表盘或中控屏幕上设置专门的电池状态显示区域，当电池包出现热失控预警时，以醒目的颜色和图标显示预警信息，如红色警报图标和 “电池热失控风险，请立即停车” 等文字提示，让驾驶员能够及时了解电池状态。
2.4远程预警和大数据预警
2.4.1远程监控与预警
借助车联网技术，电池包运行数据实时上传至云端。用户能通过手机 APP 随时查看电池状态，热失控预警出现时，系统会以短信、推送通知告知用户。车企与售后服务中心也可远程监控，提前为用户提供支持。
2.4.2大数据安全预警
a)数据收集整合：车联网采集电池包实时数据、车辆行驶工况、充电习惯及历史维修保养数据，整合构建电池运行数据库。
b)数据分析挖掘：运用大数据技术，关联分析找电池参数与其他数据潜在联系，聚类分析识别电池健康状态集群及不同状态特征模式。
c)建立预测模型：基于分析结果，用机器学习算法建立热失控预测模型，经大量历史数据训练，提升预测准确性，提前预判风险。
d)风险评估预警：依模型输出量化评估风险并分级。低风险 APP 提醒关注；中风险 APP 推送加短信通知，售后联系用户检测；高风险紧急预警，通知用户避险并告知应急部门。
e)模型优化更新：随数据积累，系统持续分析新数据，监测模型准确性，发现偏差或新风险特征，及时优化更新模型。
3自动灭火设计
自动灭火类型及原理
a)热气溶胶自动灭火：装置内部的探测系统感知火灾信号后，传递给控制系统，控制系统启动热启动元件，产生高温高压气体，将灭火剂从喷嘴喷出。灭火剂气化形成大量细微颗粒，通过吸热降温、化学抑制和物理隔绝三重作用机制灭火。
b)全氟己酮灭火：采用二合一或四合一复合探测器，当探测器探测到可燃气体浓度、温度等异常，或接收到火灾信号时，将信号传输至泵组式全氟己酮灭火装置，装置启动后释放全氟己酮药剂，药剂与火焰接触后迅速分解，抑制火焰燃烧。
c)智能主动喷淋技术：当电池在极端条件下失火，系统触发喷淋装置，针对失火位置靶向喷射冷却液，熄灭火焰并为失效电芯周边降温，从而实现无热扩散，不起火爆炸。红旗 HS7 PHEV 搭载智能主动喷淋技术，在高温针刺、炙热冲锋、激光暴击等测试中，面对电池热失控情况，智能主动喷淋系统能迅速启动，有效降温，防止电池起火、爆炸。
图20烟台创为电池箱专用自动灭火装置
电动汽车的电池安全关系到每一位使用者的生命财产安全。PACK热蔓延防护设计从被动安全和主动安全等多个方面，为电池安全筑起了一道坚固的防线。随着科技不断进步，相信未来会有更完善、更先进的电池安全防护体系，让我们的电动汽车出行更安全、更便捷、更放心。
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