Sikkerhedsproblemet med strømbatterier opsummeres som" termisk løbsk" ;, det vil sige, efter at have nået en bestemt temperatur, bliver den ukontrollerbar, temperaturen stiger lineært, og derefter brænder den og eksploderer. Overophedning, overopladning, intern kortslutning, kollision osv. Er flere nøglefaktorer, der forårsager termisk løb af strømbatterier.
(1) Overophedning udløser termisk løb
Årsagen til overophedning af strømbatteriet kommer fra det urimelige valg af batteri og det termiske design eller batteriets temperaturstigning forårsaget af den eksterne kortslutning, løsningen af kabelstikket osv., Som skal løses ud fra to aspekter af batteridesign og batteristyring.
Fra perspektivet af batterimaterialedesign kan materialer udvikles til at forhindre termisk løbsk og blokere reaktionen fra termisk løbsk; set fra batteristyringsperspektivet kan forskellige temperaturområder forudses til at definere forskellige sikkerhedsniveauer for at udføre hierarkiske alarmer.
(2) Overopladning udløser termisk løb
I år var&nr. 39's rene elektriske busbrandhændelse forårsaget af" termisk løbsk udløst af overopladning" ;. Specifikt manglede selve batteristyringssystemet sikkerhedsfunktionen i overopladningskredsløbet, hvilket fik batteriet' s BMS til at være ude af kontrol, men stadig opladet.
For denne type overopladning er løsningen først at finde opladeren, som kan løses ved fuld redundans af opladeren; for det andet er batteristyringen urimelig, for eksempel overvåges ikke hvert batteris spænding.
Det er værd at bemærke, at når batteriet ældes, vil konsistensen mellem batterierne blive værre og værre, og det er mere sandsynligt, at der opstår overopladning på dette tidspunkt. Dette kræver en afbalancering af hele batteripakken for at opretholde konsistensen af batteripakken.
For eksempel er en serieforbundet batteripakke, der anvender den mest almindelige metode til kombination af batteripakker af" først parallelt og derefter i serie" efter løsning af monomerkonsistensproblemet, er det bedste tilfælde at have den samme kapacitet som den mindste kapacitet monomer. Med denne konsistens er kapaciteten steget, og det kan samtidig forhindre overopladning.
For at opnå konsistens skal der være en måde at estimere kapaciteten for hver celle på. Ouyang Minggao foreslog, at tilstanden af hele batteripakken kan estimeres ud fra ligheden mellem opladningskurverne.
Med andre ord, så længe ladekurven for en af de enkelte celler er kendt, skal de andre kurver være ens. Efter kurveændringerne kan de omtrent falde sammen, og disse forskelle i løbet af kurveændringen er lette at beregne. Ifølge en monomer kan andre monomerer beregnes. Med denne metode kan den ovennævnte konsistensbalance udføres. Selvfølgelig tager denne algoritme for lang tid og skal forenkles.
(3) Intern kortslutning udløser termisk løb
Boeing 787-passagerflyet kom i brand på grund af en batterieksplosion. Når man søgte efter årsagen til ulykken, blev det konstateret, at der var metalgenstande på elektroden og membranen, hvilket forårsagede en intern kortslutning. Selvom eksperter ikke 100% kan bekræfte, at termisk løb er udløst af en intern kortslutning, er det den mest sandsynlige årsag, fordi der ikke er nogen anden grund, og den interne kortslutning ikke kan" dukker op" ;.
Urenheder ved fremstilling af batterier, metalpartikler, ekspansion og sammentrækning af opladning og afladning, lithiumudvikling osv. Kan alle forårsage interne kortslutninger. Denne form for intern kortslutning forekommer langsomt i meget lang tid, og det vides ikke, hvornår det vil være termisk ude af kontrol. Hvis testen udføres, kan verifikationen ikke gentages. På nuværende tidspunkt har eksperter over hele verden ikke fundet en proces, der kan gentage den interne kortslutning forårsaget af urenheder, og de er alle under undersøgelse.
For at løse problemet med intern kortslutning skal vi først finde en batteriproducent med god produktkvalitet, vælge batteri og battericellekapacitet; for det andet, lav en sikkerhedsforudsigelse for den interne kortslutning, og find monomeren med intern kortslutning, før termisk løb opstår.
Dette betyder, at de karakteristiske parametre for monomeren skal findes, og konsistensen kan startes først. Batteriet er inkonsekvent, og den interne modstand er også inkonsekvent. Så længe du finder monomeren med variation i midten, kan du skelne mellem den.
Specifikt er det ækvivalente kredsløb for et normalt batteri og det ækvivalente kredsløb for et mikrokortslutning, ligningens form faktisk den samme, bortset fra at parametrene for den normale celle og cellen med mikrokortslutningen har ændret sig. Du kan studere disse parametre og se nogle af deres karakteristika i interne kortslutningsændringer.
En af egenskaberne er den potentielle forskel på den interne kortslutningsmonomer, der sammenligner dens interne modstand med andre monomerer. Ouyang Minggao foreslog, at R& D-personale skulle bruge modeller til at identificere monomerer. Efter måling af spænding og strøm i hver celle, ved hjælp af disse data og kombination af modellen, kan den indre modstand i hver celle estimeres. Efter at alle monomerens parametre er estimeret, i henhold til parametrernes ændringer, kan det vurderes, om konsistensen har ændret sig markant.
4) Mekanisk udløser termisk løbsk
Kollision er en typisk mekanisk udløser for termisk løb. Tesla' s gentagne brandulykker er årsagen til dette. Ouyang Minggao afslørede, at Tsinghua University og MIT har arbejdet sammen for at analysere Tesla&39's kollision i USA. Hvis der udføres en kollisionssimulering i laboratoriet, er det nærmeste akupunktur.
Måden at løse den termiske løbsk udløst af kollision er at gøre et godt stykke arbejde med sikkerhedsbeskyttelsesdesign af batteriet. Dette kræver, at R& D-personale først forstår processen med termisk løbsk.
Generelt, efter at termisk løbsk opstår, spredes det nedad. For eksempel, efter at varmen er ude af kontrol i første kvartal, vil der være varmeoverførsel og begynde at sprede sig, og så følger hele gruppen en efter en som fyrværkeri. Til denne form for udbredelse kan der oprettes en model, der inkluderer den mellemliggende temperaturstigningshastighed, varmedannelsen af kemisk energi og elektrisk energi og varmeoverføringskonvektionen. Hele den termoelektriske koblingsmodel kan bruges til en relateret kvantitativ analyse med et kalorimeter.
Med udbredelsesmodellen kan R& D-personale designe, hvordan man blokerer og undertrykker, hvilket kræver varmeisolering. Det er dog ikke let at tilføje et varmeisolerende lag. På den ene side fortykkes lydstyrken, og på den anden side er det varmeisolerende lag og køling modstridende. Dette er alle problemer, der skal løses.
Kort sagt, hvad angår termisk løbende ekspansion og undertrykkelse, skal R& D-personale starte med to aspekter: design af sikkerhedsbeskyttelse og batteristyring.