Análisis de varios factores que provocan la fuga térmica de la batería de energía.

El problema de seguridad de las celdas de potencia se resume en "calor fuera de control", es decir, después de alcanzar cierta temperatura, es incontrolable, la temperatura sube en línea recta, y luego se quemará y explotará. El sobrecalentamiento, la sobrecarga, el cortocircuito interno y la colisión son los factores clave que provocan la fuga térmica de las celdas de potencia.

(1) El sobrecalentamiento desencadena la fiebre fuera de control

El motivo del sobrecalentamiento de las celdas de potencia proviene de la selección irrazonable de baterías y diseño térmico, o el aumento de la temperatura de las baterías debido a cortocircuitos externos, el aflojamiento de cables, etc. Se debe solucionar a partir de dos aspectos de la batería. diseño y gestión de baterías.

Desde el punto de vista del diseño del material de la batería, se pueden desarrollar materiales para evitar el descontrol térmico y bloquear las reacciones de descontrol térmico; Desde el punto de vista de la gestión de la batería, se pueden predecir diferentes rangos de temperatura para definir diferentes niveles de seguridad y se pueden realizar alarmas jerárquicas.

(2) Sobrecarga tocando el calor fuera de control

Un incendio de un autobús eléctrico puro este año fue causado por un "fugitivo térmico provocado por una sobrecarga". Específicamente, el sistema de administración de la batería en sí mismo carece de la seguridad de los circuitos sobrecargados, lo que hace que el BMS de la batería esté fuera de control pero aún se esté cargando.

Por motivos de sobrecarga, la primera solución es encontrar el fallo de la máquina de carga, que puede solucionarse mediante la redundancia total de la máquina de carga; La segunda es ver que la administración de la batería no es razonable, como no monitorear el voltaje de cada celda.

Vale la pena señalar que a medida que la batería envejece, la consistencia entre las distintas baterías empeorará cada vez más y es más probable que se produzca una sobrecarga. Esto requiere que todo el paquete de baterías esté equilibrado para mantener la consistencia de la batería.

Por ejemplo, una batería en serie con el método de combinación de batería más común de "primera y última", después de resolver el problema de la consistencia del monómero, el mejor caso es tener la misma capacidad que el monómero de menor capacidad. Con esta consistencia, la capacidad aumenta, pero también evita la sobrecarga.

Para lograr la consistencia, debe haber un método para estimar la capacidad de cada monómero. Ou yangming sugirió que el estado de todas las baterías se puede estimar en función de la similitud de la curva de carga.

Es decir, siempre que conozca la curva de carga de una de las baterías de monómero, las otras curvas deberían ser similares a ella. Después de que la curva cambia, pueden coincidir aproximadamente, y estas diferencias en el proceso de cambios de curva son fáciles de calcular. Según un monómero, se pueden calcular otros monómeros. Con este enfoque, se puede lograr el equilibrio de consistencia mencionado anteriormente, aunque este algoritmo es demasiado largo y debe simplificarse.

(3) Fiebre desencadenante de cortocircuito interno fuera de control

El Boeing 787 quedó atrapado en la explosión de una batería. En la búsqueda de la causa del accidente, se encontró metal en los electrodos y el diafragma, lo que provocó un cortocircuito interno. Aunque los expertos no pueden confirmar al 100% que la fuga térmica sea provocada por un cortocircuito interno, es la razón más probable porque no se puede encontrar otra razón y el cortocircuito interno no puede "emerger".

Las impurezas de fabricación de la batería, las partículas metálicas, la contracción de la expansión de carga y descarga, el análisis de litio, etc. pueden causar cortocircuitos internos. Este tipo de cortocircuito interno ocurre lentamente, durante mucho tiempo, y no se sabe cuándo desarrollará un calor fuera de control. Si se realiza la prueba, no se puede repetir. En la actualidad, los expertos de todo el mundo aún no han encontrado un proceso que pueda repetir el cortocircuito interno causado por impurezas. Todos están en estudio.

Para resolver el problema del cortocircuito interno, primero debemos encontrar un fabricante de baterías con buena calidad de producto y elegir batería y batería de capacidad única; En segundo lugar, se lleva a cabo la predicción de seguridad del cortocircuito interno y se debe encontrar el monómero con cortocircuito interno antes de que se produzca una fuga de calor.

Esto significa que se deben encontrar los parámetros característicos del monómero, comenzando por la consistencia. La batería es inconsistente y la resistencia interna es inconsistente. Siempre que se encuentre un monómero mutado en el medio, se puede identificar.

Específicamente, se produce el circuito equivalente de una batería normal y el circuito equivalente con un micro cortocircuito. La forma de la ecuación es realmente la misma, excepto que los parámetros del monómero normal y del monómero de microcortocircuito han cambiado. Estos parámetros pueden estudiarse para ver algunas de sus características en los cambios de cortocircuito interno.

Una de las características es la diferencia de potencial del monómero de cortocircuito y se compara la diferencia entre su resistencia interna y otros monómeros. Ou yangming propuso que el personal de I + D utilice modelos para identificar monómeros. Después de medir el voltaje y la corriente de cada monómero, utilizando estos datos y combinando el modelo, se puede estimar la resistencia interna de cada monómero. Después de estimar todos los parámetros del monómero, de acuerdo con los cambios en los parámetros, se puede juzgar si la consistencia del monómero ha sufrido cambios significativos.

(4) Calor de contacto mecánico fuera de control

La colisión es una forma típica de que un gatillo mecánico se salga de control. Los repetidos accidentes de incendio de Tesla son la razón. Ou yangming reveló que la Universidad de Tsinghua y el MIT trabajaron juntos para analizar la colisión de Tesla en los Estados Unidos. Si se realiza una simulación de una colisión en el laboratorio, lo más cercano es la acupuntura.

La forma de resolver el calor de colisión descontrolada es diseñar la protección de seguridad de la batería. Esto requiere que los desarrolladores comprendan el proceso de fuga térmica.

En general, después de que se produzca la pérdida de calor, se extenderá hacia abajo. Por ejemplo, en el primer trimestre, la transferencia de calor ocurrirá después de que el calor esté fuera de control, y comenzará a extenderse, y luego todo el grupo lo seguirá uno a uno como un petardo. Para este tipo de propagación, se puede establecer un modelo que incluya la tasa de aumento de temperatura intermedia, la generación de calor de energía química, la transferencia de calor y la convección. Todo el modelo de acoplamiento termoeléctrico se puede utilizar para realizar un análisis cuantitativo relacionado con un medidor de calor.

Con el modelo de propagación, los desarrolladores pueden diseñar cómo bloquear y suprimir, lo que requiere aislamiento. Sin embargo, agregar aislamiento no es simple. Por un lado, espesa el volumen y, por otro lado, el aislamiento es contradictorio con el enfriamiento. Estos son problemas que deben abordarse.

En resumen, en términos de expansión y contención de fugas térmicas, el personal de I + D debe partir de dos aspectos: el diseño de protección de seguridad y la gestión de la batería.

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