豐田正式開發(fā)純電動汽車 會如何應對鋰電池內(nèi)短路？

盡管豐田才宣布要正式開發(fā)純電動汽車，不過這個臨國的汽車巨頭其實在鋰電池方面的研究還是很有一套，并且應該很有效果，值得學習。

豐田自1997年率先量產(chǎn)其混合動力汽車Prius以來，便一直在混合動力汽車市場占據(jù)絕對的領導地位，2003、2009年又發(fā)布了Prius二代和三代，不過都是使用的NiMH電池。直到2011年Prius Alpha，開始使用鋰電，此時的鋰電池為一代鋰電池。在2016年，第4代Prius，豐田開始使用最新的二代鋰電池。

圖/電子技術設計

在鋰電池的研發(fā)上，豐田的思路是：第1代鋰電池解決安全可靠性問題，尤其是強調(diào)電芯的自身的安全性；第2代鋰電池，強調(diào)更好的性能，高能量密度，高功率。

影響鋰動力電池的風險因子，豐田分析包括：過充、外短路、碰撞、內(nèi)短路。

對于過充，系統(tǒng)層面，采用雙檢測系統(tǒng)，同時對電芯和模組的電壓進行檢測；對于外短路，系統(tǒng)層面主要是通過電流關斷系統(tǒng)和主回路保險絲方案，

電芯層面應對過充和外短路主要思路是，當達到一定溫度時，能自動切斷電流，這主要是通過對材料、電極和結構來實現(xiàn)。

對于碰撞，總的思路是通過車身和電池包本身的結構強度來進行防護，而在電芯層面，豐田是下了一番工夫研究，采用了“隔熱層”（Heat Resistant Layer,HRL）設計。HRL也被用來應對電芯的內(nèi)短路風險，因為電芯的內(nèi)短路，目前整個系統(tǒng)層面是毫無應對方案的。

隔熱層HRL的主要思路為，將HRL置于正負極之間，能夠阻止在極端情況下，隔離膜的塌縮，從而即使在急劇溫升時也能保證電芯一定的阻值。在第1代鋰電池上，HRL被涂在電芯的正極上。

豐田第1代鋰電池示意圖

通過測試驗證表明，這種設計方案能較好的應對內(nèi)短路。

測試方法（改進的JISC8714）