Model 3的电池碰撞后分解
摘要
目前不少企业都是在重新审视圆柱电芯的使用，随着美国这一轮纯电动皮卡的上量， 基于大容量圆柱的不同的玩法会逐步出现。
这段时间圆柱电池的关注和探讨已经扩展到各个企业，在sne的kabc里面，sdi也谈及未来对于新型圆柱电芯的研究，包括不同的化学体系的降本策略。
model 3的电池碰撞后分解
上周，在美国的俄勒冈州发生了一起model 3的事故，model 3的司机撞断一根电线杆，接着又撞断了两棵树，如下所示，整个电池系统被分散剖解开来。
图1 model3 事故场景
这里最有特点的是：
1）圆柱电池类似油箱分裂，从电池组中分散出来的热失控电池，飞到附近房屋内引发起火，甚至电芯还打到房屋主人的腿上。
图2 飞散出来的model 3 电芯，部分热失控了
2）很神奇的地方，这台车的残骸没有被焚毁，残留的电池并没有扎堆起火
图3 事故下model 3的残骸
这个和去年的一起事故一样，在电池系统被侵入以后，电芯局部出现热失控，通过有效的隔离，使得整体没有出现起火。如果这种侵入达到了破坏完整的结构情况下，电池是被分离，但是本身车内是安全的。我们可以假设一下，如果同样的能量落到大电芯方壳或者在软包上，这个车本身就会很快燃烧起来。
图4 model 3电池侵入的结构
为什么再次探讨圆柱电池
而整体特斯拉近100万台model 3/model y在自燃概率方面已经降低到了一个数量级。目前已经发生的燃烧事故主要包括：
2019年8月10日，特斯拉model 3在俄罗斯莫斯科的高速路上与一辆卡车相撞，随后被烧毁。
2020年一台model 3在江西发生了事故，车主刹车失败以后碰撞后起火。
而最近美国的俄勒冈州的事故，以高速撞击电线杆，整体电池飞出以后没有形成大规模的起火，也是不容易的。
研究圆柱某种意义上就是经过一定的量，在电芯ppm层面出现问题，在碰撞出现问题中，也没有出现很多的热失控事故，这个是主要原因。下一步升级和迭代如果在cell to chassis几个核心问题确实要考虑：
1）单个电芯热失控是否能够防止热失控，并且有效断开连接能继续用；
2）在剧烈碰撞下，电芯是否可以得到有效防护，并且会不会甩出来；
3）在轻微碰撞以后，保护电芯结构会不会给破坏。
我个人觉得，小容量的电芯是做高度集成的基础，如果用大电芯来做，单体能量一旦触发，能控制住需要很大的努力；而且单个失效在串联状态下，维修是个大问题。
最核心的就是，如果出现类似能量正面和底部的冲击直接击中电池的底部，摧毁防护体系，电芯会怎么样？特别是基于ctp模式下，电芯之间的结构更多的是靠pack系统的防护，模组结构比较弱，出现类似冲击，整个方壳电芯都飞出去了，类似于砖头大的电芯在外面引发的状态也比较麻烦。
图5 cell to chassis
小结：目前不少企业都是在重新审视圆柱电芯的使用，随着美国这一轮纯电动皮卡的上量， 基于大容量圆柱的不同的玩法会逐步出现。
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这段时间圆柱电池的关注和探讨已经扩展到各个企业，在sne的kabc里面，sdi也谈及未来对于新型圆柱电芯的研究，包括不同的化学体系的降本策略。
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上周，在美国的俄勒冈州发生了一起model 3的事故，model 3的司机撞断一根电线杆，接着又撞断了两棵树，如下所示，整个电池系统被分散剖解开来。
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1）圆柱电池类似油箱分裂，从电池组中分散出来的热失控电池，飞到附近房屋内引发起火，甚至电芯还打到房屋主人的腿上。
图2 飞散出来的model 3 电芯，部分热失控了
2）很神奇的地方，这台车的残骸没有被焚毁，残留的电池并没有扎堆起火
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这个和去年的一起事故一样，在电池系统被侵入以后，电芯局部出现热失控，通过有效的隔离，使得整体没有出现起火。如果这种侵入达到了破坏完整的结构情况下，电池是被分离，但是本身车内是安全的。我们可以假设一下，如果同样的能量落到大电芯方壳或者在软包上，这个车本身就会很快燃烧起来。
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而整体特斯拉近100万台model 3/model y在自燃概率方面已经降低到了一个数量级。目前已经发生的燃烧事故主要包括：
2019年8月10日，特斯拉model 3在俄罗斯莫斯科的高速路上与一辆卡车相撞，随后被烧毁。
2020年一台model 3在江西发生了事故，车主刹车失败以后碰撞后起火。
而最近美国的俄勒冈州的事故，以高速撞击电线杆，整体电池飞出以后没有形成大规模的起火，也是不容易的。
研究圆柱某种意义上就是经过一定的量，在电芯ppm层面出现问题，在碰撞出现问题中，也没有出现很多的热失控事故，这个是主要原因。下一步升级和迭代如果在cell to chassis几个核心问题确实要考虑：
1）单个电芯热失控是否能够防止热失控，并且有效断开连接能继续用；
2）在剧烈碰撞下，电芯是否可以得到有效防护，并且会不会甩出来；
3）在轻微碰撞以后，保护电芯结构会不会给破坏。
我个人觉得，小容量的电芯是做高度集成的基础，如果用大电芯来做，单体能量一旦触发，能控制住需要很大的努力；而且单个失效在串联状态下，维修是个大问题。
最核心的就是，如果出现类似能量正面和底部的冲击直接击中电池的底部，摧毁防护体系，电芯会怎么样？特别是基于ctp模式下，电芯之间的结构更多的是靠pack系统的防护，模组结构比较弱，出现类似冲击，整个方壳电芯都飞出去了，类似于砖头大的电芯在外面引发的状态也比较麻烦。
图5 cell to chassis
小结：目前不少企业都是在重新审视圆柱电芯的使用，随着美国这一轮纯电动皮卡的上量， 基于大容量圆柱的不同的玩法会逐步出现。
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