Анализ нескольких факторов, вызывающих тепловой разгон аккумуляторной батареи

Проблема безопасности силовых элементов резюмируется как «неконтролируемый нагрев», то есть после достижения определенной температуры он становится неконтролируемым, температура поднимается по прямой линии, а затем сгорает и взрывается. Перегрев, перезаряд, внутреннее короткое замыкание и столкновение являются ключевыми факторами, вызывающими тепловой разгон силовых элементов.

(1) Перегрев вызывает неконтролируемую температуру

Причина перегрева силовых элементов происходит из-за необоснованного выбора батарей и теплового дизайна, или из-за повышения температуры батарей из-за внешних коротких замыканий, ослабления кабелей и т. Д. Это должно быть решено с двух сторон батареи. дизайн и управление батареями.

С точки зрения конструкции аккумуляторных батарей, можно разработать материалы для предотвращения теплового разгона и блокирования побочных термических реакций; С точки зрения управления батареями, можно спрогнозировать различные диапазоны температур, чтобы определить разные уровни безопасности, и можно выполнять иерархические аварийные сигналы.

(2) Перегрузка, касающаяся тепла, вышедшего из-под контроля

Возгорание в этом году чисто электрического автобуса было вызвано «тепловым разгоном, вызванным перезарядкой». В частности, самой системе управления батареями не хватает защиты от чрезмерно заряженных цепей, в результате чего BMS батареи выходит из-под контроля, но продолжает заряжаться.

Первым решением по причинам перезарядки является обнаружение неисправности зарядной машины, которую можно решить путем полного резервирования зарядной машины; Во-вторых, необходимо понять, что управление батареями нецелесообразно, например, не контролировать напряжение каждой ячейки.

Стоит отметить, что с возрастом батареи согласованность между различными батареями будет становиться все хуже и хуже, и повышается вероятность перезарядки. Это требует, чтобы весь аккумуляторный блок был сбалансирован, чтобы поддерживать целостность аккумулятора.

Например, последовательная батарея с наиболее распространенным методом комбинации батарей «первая и последняя» после решения проблемы консистенции мономера в лучшем случае должна иметь ту же емкость, что и мономер с наименьшей емкостью. Благодаря такой стабильности производительность увеличивается, но также предотвращается перегрузка.

Для достижения однородности должен существовать метод оценки емкости каждого мономера. Оу Янмин предположил, что состояние всех аккумуляторов можно оценить по сходству кривой зарядки.

То есть, если вам известна кривая зарядки одной из мономерных батарей, другие кривые должны быть похожи на нее. После изменения кривой они могут примерно совпадать, и эти различия в процессе изменения кривой легко вычислить. По одному мономеру можно рассчитать другие мономеры. При таком подходе может быть достигнуто упомянутое выше равновесие согласованности, хотя этот алгоритм слишком длинный и требует упрощения.

(3) Внутренняя температура, вызывающая короткое замыкание, вышла из-под контроля

Боинг 787 был захвачен взрывом батареи. При поиске причины аварии на электродах и диафрагме был обнаружен металл, в результате чего произошло внутреннее короткое замыкание. Хотя эксперты не могут на 100% подтвердить, что тепловой пробой вызван внутренним коротким замыканием, это наиболее вероятная причина, потому что никакой другой причины не может быть обнаружено, и внутреннее короткое замыкание не может «возникнуть».

Примеси при производстве аккумуляторов, металлические частицы, сжатие при зарядке и расширении при разрядке, анализ лития и т. Д. Могут вызвать внутренние короткие замыкания. Такое внутреннее короткое замыкание происходит медленно, в течение очень долгого времени, и неизвестно, когда оно приведет к неконтролируемому выделению тепла. Если тест проводится, его нельзя повторить. В настоящее время специалисты по всему миру еще не нашли процесс, который мог бы повторить внутреннее короткое замыкание, вызванное примесями. Все они изучаются.

Чтобы решить проблему внутреннего короткого замыкания, мы должны сначала найти производителя батарей с хорошим качеством продукции и выбрать батарею и батарею одной емкости; Во-вторых, выполняется прогноз безопасности внутреннего короткого замыкания, и мономер с внутренним коротким замыканием должен быть обнаружен до того, как произойдет утечка тепла.

Это означает, что характерные параметры мономера нужно искать, начиная с консистенции. Батарея нестабильна и внутреннее сопротивление нестабильно. Пока в середине находится мутировавший мономер, его можно идентифицировать.

В частности, возникает эквивалентная схема нормальной батареи и эквивалентная схема с микрокоротким замыканием. Форма уравнения фактически такая же, за исключением того, что параметры нормального мономера и мономера микрокороткого замыкания изменились. Эти параметры можно изучить, чтобы увидеть некоторые из их характеристик при внутреннем коротком замыкании.

Одна из характеристик - это разность потенциалов мономера короткого замыкания, и сравнивается разница между его внутренним сопротивлением и другими мономерами. Оу Янмин предложил научному персоналу использовать модели для идентификации мономеров. После измерения напряжения и тока каждого мономера, используя эти данные и комбинируя модель, можно оценить внутреннее сопротивление каждого мономера. После того, как все параметры мономера оценены, по изменениям параметров можно судить, претерпела ли консистенция мономера значительные изменения.

(4) Нагрев механического контакта выходит из-под контроля

Столкновение - это типичный способ выхода механического спускового механизма из-под контроля. Причина - неоднократные пожары на Tesla. Оу Янминь сообщил, что Университет Цинхуа и Массачусетский технологический институт работали вместе, чтобы проанализировать столкновение Теслы в Соединенных Штатах. Если имитация столкновения проводится в лаборатории, наиболее близким вариантом является иглоукалывание.

Способом решения проблемы неуправляемого тепла при столкновении является разработка защитной защиты аккумулятора. Это требует от разработчиков понимания процесса теплового разгона.

Как правило, после потери тепла оно распространяется вниз. Например, в первом квартале теплообмен будет происходить после того, как тепло выйдет из-под контроля, и оно начнет распространяться, а затем вся группа будет следовать за ним одна за другой, как петард. Для этого вида распространения может быть создана модель, включающая промежуточную скорость повышения температуры, тепловыделение химической энергии, теплопередачу и конвекцию. Вся модель термоэлектрической связи может быть использована для проведения соответствующего количественного анализа с помощью теплосчетчика.

С помощью модели распространения разработчики могут спроектировать, как блокировать и подавлять, что требует изоляции. Однако добавить утеплитель непросто. С одной стороны, он утолщает объем, а с другой - утеплитель противоречит охлаждению. Это проблемы, которые необходимо решить.

Короче говоря, с точки зрения теплового неуправляемого расширения и удержания, персонал НИОКР должен начинать с двух аспектов: проектирования защиты и управления батареями.

Страница содержит содержимое машинного перевода.