盡管豐田才宣布要正式開(kāi)發(fā)純電動(dòng)汽車，不過(guò)這個(gè)臨國(guó)的汽車巨頭其實(shí)在鋰電池方面的研究還是很有一套，并且應(yīng)該很有效果，值得學(xué)習(xí)。

豐田自1997年率先量產(chǎn)其混合動(dòng)力汽車Prius以來(lái)，便一直在混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)占據(jù)絕對(duì)的領(lǐng)導(dǎo)地位，2003、2009年又發(fā)布了Prius二代和三代，不過(guò)都是使用的NiMH電池。直到2011年P(guān)rius Alpha，開(kāi)始使用鋰電，此時(shí)的鋰電池為一代鋰電池。在2016年，第4代Prius，豐田開(kāi)始使用最新的二代鋰電池。

圖/電子技術(shù)設(shè)計(jì)

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(wèn)題，尤其是強(qiáng)調(diào)電芯的自身的安全性；第2代鋰電池，強(qiáng)調(diào)更好的性能，高能量密度，高功率。

影響鋰動(dòng)力電池的風(fēng)險(xiǎn)因子，豐田分析包括：過(guò)充、外短路、碰撞、內(nèi)短路。

對(duì)于過(guò)充，系統(tǒng)層面，采用雙檢測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)電芯和模組的電壓進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)于外短路，系統(tǒng)層面主要是通過(guò)電流關(guān)斷系統(tǒng)和主回路保險(xiǎn)絲方案，

電芯層面應(yīng)對(duì)過(guò)充和外短路主要思路是，當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，能自動(dòng)切斷電流，這主要是通過(guò)對(duì)材料、電極和結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于碰撞，總的思路是通過(guò)車身和電池包本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行防護(hù)，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(shè)計(jì)。HRL也被用來(lái)應(yīng)對(duì)電芯的內(nèi)短路風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)殡娦镜膬?nèi)短路，目前整個(gè)系統(tǒng)層面是毫無(wú)應(yīng)對(duì)方案的。

隔熱層HRL的主要思路為，將HRL置于正負(fù)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(shí)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(guò)測(cè)試驗(yàn)證表明，這種設(shè)計(jì)方案能較好的應(yīng)對(duì)內(nèi)短路。

測(cè)試方法（改進(jìn)的JISC8714）