Maitinimo baterijų saugos problema apibendrinama kaip "terminis išbėgimas", ty pasiekus tam tikrą temperatūrą, jis tampa nekontroliuojamas, temperatūra pakyla linijiškai, o tada ji dega ir sprogsta. Perkaitimas, perkrova, vidinis trumpasis jungimas, susidūrimas ir kt. yra keletas pagrindinių veiksnių, kurie sukelia šiluminį maitinimo baterijų išbėgimą.
(1) Perkaitimas sukelia šiluminį išbėgimą
Maitinimo baterijos perkaitimo priežastis yra nepagrįstas akumuliatoriaus pasirinkimas ir šiluminė konstrukcija arba akumuliatoriaus temperatūros kilimas, kurį sukelia išorinis trumpasis jungimas, kabelio jungties atlaisvinimas ir tt, kurie turėtų būti išspręsti iš dviejų akumuliatoriaus konstrukcijos ir akumuliatoriaus valdymo aspektų.
Baterijų medžiagų projektavimo požiūriu medžiagos gali būti sukurtos siekiant užkirsti kelią terminiam išbėgimui ir blokuoti terminio išbėgimo reakciją; baterijų valdymo požiūriu galima prognozuoti skirtingus temperatūros intervalus, kad būtų galima nustatyti skirtingus saugos lygius, kad būtų galima atlikti hierarchinius pavojaus signalus.
(2) Antkainis sukelia šiluminį išbėgimą
Šių metų gryno elektrinio autobuso gaisro incidentą sukėlė "terminis išbėgimas, kurį sukėlė perkrova". Tiksliau, pati akumuliatoriaus valdymo sistema neturėjo antkainio grandinės saugos funkcijos, dėl kurios akumuliatoriaus BMS buvo nekontroliuojama, bet vis dar įkraunama.
Šio tipo perkrovos atveju pirmiausia reikia rasti įkroviklio gedimą, kurį galima išspręsti visiškai atleidžiant įkroviklį; antra, akumuliatoriaus valdymas yra nepagrįstas, pavyzdžiui, kiekvienos baterijos įtampa nėra stebima.
Verta pažymėti, kad senstant baterijai, baterijų nuoseklumas pablogės ir pablogės, o perkrova šiuo metu yra labiau tikėtina. Tam reikia subalansuoti visą akumuliatorių, kad būtų išlaikyta akumuliatoriaus konsistencija.
Pavyzdžiui, serijiniu būdu prijungtas akumuliatorius, kuris priima labiausiai paplitusį akumuliatoriaus derinio metodą "pirmiausia lygiagrečiai, o po to serijoje", išsprendus monomero konsistencijos problemą, geriausias atvejis yra turėti tokią pačią talpą kaip mažiausias talpos monomeras. Esant šiam nuoseklumui, pajėgumai padidėjo ir tuo pačiu metu gali užkirsti kelią per didelių įmokų.
Norint pasiekti nuoseklumą, turi būti būdas įvertinti kiekvieno langelio pajėgumą. Ouyang Minggao pasiūlė, kad viso akumuliatoriaus būklę galima įvertinti remiantis įkrovimo kreivių panašumu.
Kitaip tariant, kol žinoma vienos iš atskirų ląstelių įkrovimo kreivė, kitos kreivės turėtų būti panašios į ją. Pasikeitus kreivei, jie gali maždaug sutapti, o šiuos kreivės pokyčio skirtumus lengva apskaičiuoti. Pagal vieną monomerą galima apskaičiuoti kitus monomerus. Taikant šį metodą, galima atlikti pirmiau minėtą nuoseklumo balansą. Žinoma, šis algoritmas trunka per ilgai ir turi būti supaprastintas.
(3) Vidinis trumpasis jungimas sukelia šiluminį išbėgimą
Keleivinis lėktuvas "Boeing 787" užsiliepsnojo sprogus akumuliatoriui. Ieškant avarijos priežasties, buvo nustatyta, kad elektrode ir diafragmoje buvo metalinių daiktų, kurie sukėlė vidinį trumpąjį jungimą. Nors ekspertai negali 100% patvirtinti, kad šiluminį išbėgimą sukelia vidinis trumpasis jungimas, tai yra labiausiai tikėtina priežastis, nes nėra kitos priežasties, o vidinis trumpasis jungimas negali "atsirasti".
Baterijų gamybos priemaišos, metalo dalelės, įkrovimo ir iškrovos išplėtimas ir susitraukimas, ličio evoliucija ir kt. gali sukelti vidinius trumpuosius jungimus. Toks vidinis trumpasis jungimas vyksta lėtai, labai ilgą laiką, ir nežinoma, kada jis bus termiškai nekontroliuojamas. Jei bandymas atliekamas, patikros kartoti negalima. Šiuo metu ekspertai visame pasaulyje nerado proceso, kuris galėtų pakartoti vidinį trumpąjį jungimą, kurį sukelia priemaišos, ir jie visi yra tiriami.
Norėdami išspręsti vidinio trumpojo jungimo problemą, pirmiausia turime rasti geros kokybės baterijų gamintoją, pasirinkti akumuliatoriaus ir akumuliatoriaus elementų talpą; antra, padarykite vidinio trumpojo jungimo saugos prognozę ir suraskite monomerą su vidiniu trumpuoju jungimu prieš atsirandant terminiam išbėgimui.
Tai reiškia, kad turi būti rasti būdingi monomero parametrai, o pirmiausia galima pradėti nuoseklumą. Baterija yra nenuosekli, o vidinė varža taip pat nesuderinama. Tol, kol rasite monomerą su variacija viduryje, galite jį atskirti.
Konkrečiai, normalios baterijos lygiavertė grandinė ir lygiavertė mikro trumpojo jungimo grandinė, lygties forma iš tikrųjų yra tokia pati, išskyrus tai, kad pasikeitė normalaus elemento ir elemento su mikro trumpuoju jungimu parametrai. Galite ištirti šiuos parametrus ir pamatyti kai kurias jų charakteristikas vidiniuose trumpojo jungimo pokyčiuose.
Viena iš savybių yra galimas vidinio trumpojo jungimo monomero skirtumas, lyginant jo vidinį atsparumą su kitais monomerais. Ouyang Minggao pasiūlė, kad MTTP darbuotojai turėtų naudoti modelius monomerams identifikuoti. Išmatavus kiekvieno langelio įtampą ir srovę, naudojant šiuos duomenis ir derinant modelį, galima įvertinti kiekvieno langelio vidinį atsparumą. Įvertinus visus monomero parametrus, atsižvelgiant į parametrų pokyčius, galima įvertinti, ar nuoseklumas labai pasikeitė.
4) Mechaninis trigerinis terminis nuotėkis
Susidūrimas yra tipiškas mechaninis terminio išbėgimo trigeris. To priežastis yra "Tesla" pakartotiniai gaisro nelaimingi atsitikimai. Ouyang Minggao atskleidė, kad Tsinghua universitetas ir MIT dirbo kartu analizuodami "Tesla" susidūrimą Jungtinėse Valstijose. Jei laboratorijoje atliekamas susidūrimo modeliavimas, artimiausias dalykas yra akupunktūra.
Būdas išspręsti terminį išbėgimą, kurį sukelia susidūrimas, yra padaryti gerą akumuliatoriaus saugos konstrukcijos darbą. Tam reikia, kad R&D darbuotojai pirmiausia suprastų terminio išbėgimo procesą.
Apskritai, po terminio išbėgimo, jis išplis žemyn. Pavyzdžiui, po to, kai šiluma yra nekontroliuojama pirmąjį ketvirtį, bus šilumos perdavimas ir pradės plisti, o tada visa grupė seks po vieną kaip fejerverkai. Tokio tipo dauginimui galima sukurti modelį, įskaitant tarpinį temperatūros kilimo greitį, cheminės energijos ir elektros energijos šilumos gamybą ir šilumos perdavimo konvekciją. Visas termoelektrinis sukabinimo modelis gali būti naudojamas susijusiai kiekybinei analizei su kalorimetru.
Su dauginimo modeliu R&D darbuotojai gali suprojektuoti, kaip blokuoti ir slopinti, o tam reikia šilumos izoliacijos. Tačiau nėra paprasta pridėti šilumos izoliacinį sluoksnį. Viena vertus, tūris sutirštinamas, kita vertus, šilumos izoliacinis sluoksnis ir aušinimas yra prieštaringi. Tai visi klausimai, kuriuos reikia išspręsti.
Trumpai tariant, kalbant apie šiluminį išbėgimą ir slopinimą, MTTP darbuotojai turėtų pradėti nuo dviejų aspektų: saugos apsaugos konstrukcijos ir baterijų valdymo.