مشکل ایمنی باتری های برق به صورت خلاصه&"؛ حرارت فرار &" است ، یعنی بعد از رسیدن به یک درجه حرارت خاص ، غیرقابل کنترل می شود ، دما به صورت خطی افزایش می یابد و سپس می سوزد و منفجر می شود. گرم شدن بیش از حد ، شارژ بیش از حد ، اتصال کوتاه داخلی ، برخورد و غیره چندین فاکتور اصلی است که باعث فرار حرارتی باتری های برق می شود.
(1) گرم شدن بیش از حد باعث فرار گرمایی می شود
دلیل گرم شدن بیش از حد باتری نیرو از انتخاب نامعقول باتری و طراحی حرارتی یا افزایش درجه حرارت باتری ناشی از اتصال کوتاه خارجی ، شل شدن رابط کابل و غیره است ، که باید از دو جنبه حل شود طراحی باتری و مدیریت باتری
از منظر طراحی مواد باتری ، مواد می توانند برای جلوگیری از فرار حرارتی و جلوگیری از واکنش فرار حرارتی تولید شوند. از منظر مدیریت باتری ، می توان دامنه های مختلف دما را برای تعیین سطوح مختلف ایمنی پیش بینی کرد ، تا هشدارهای سلسله مراتبی را انجام دهد.
(2) اضافه بار باعث فرار حرارتی می شود
در این سال حادثه آتش سوزی اتوبوس برقی خالص&شماره 39 توسط"؛ فرار حرارتی ناشی از اضافه بار"؛ ایجاد شد. به طور خاص ، سیستم مدیریت باتری خود فاقد عملکرد ایمنی مدار اضافه بار است ، که باعث می شود BMS باتری&# 39 از کنترل خارج شود اما همچنان شارژ می شود.
برای این نوع شارژ اضافی ، راه حل این است که ابتدا عیب شارژر را پیدا کنید ، که با از کارافتادن کامل شارژر قابل حل است. ثانیا ، مدیریت باتری نامعقول است ، به عنوان مثال ، ولتاژ هر باتری کنترل نمی شود.
شایان ذکر است که با افزایش سن باتری ، سازگاری بین باتری ها بدتر و بدتر می شود و احتمالاً شارژ بیش از حد در این زمان وجود دارد. این امر به حفظ تعادل کل بسته باتری برای حفظ قوام بسته باتری نیاز دارد.
به عنوان مثال ، یک بسته باتری متصل به سری که متداول ترین روش ترکیبی بسته باتری&را انتخاب می کند ؛ ابتدا به طور موازی و سپس به صورت سری&، پس از حل مسئله قوام مونومر ، بهترین حالت داشتن ظرفیت مشابه مونومر کوچکترین ظرفیت. با این سازگاری ، ظرفیت افزایش یافته و در عین حال می تواند از شارژ بیش از حد جلوگیری کند.
برای دستیابی به سازگاری ، باید راهی برای تخمین ظرفیت هر سلول وجود داشته باشد. اویانگ مینگگائو پیشنهاد کرد که می توان حالت کل بسته باتری را بر اساس شباهت منحنی های شارژ تخمین زد.
به عبارت دیگر ، تا زمانی که منحنی شارژ یکی از سلولهای منفرد مشخص باشد ، منحنی های دیگر نیز باید مشابه آن باشند. پس از تغییر منحنی ، تقریباً می توانند با هم منطبق شوند و محاسبه این اختلافات در مسیر تغییر منحنی به راحتی امکان پذیر است. طبق یک مونومر ، مونومرهای دیگر را می توان محاسبه کرد. با استفاده از این روش می توان تعادل سازگاری فوق الذکر را انجام داد. البته این الگوریتم خیلی طولانی می شود و باید ساده شود.
(3) اتصال کوتاه داخلی باعث فرار حرارتی می شود
هواپیمای مسافربری بوئینگ 787 به دلیل انفجار باتری آتش گرفت. هنگام جستجوی علت حادثه ، مشخص شد که اجسام فلزی روی الکترود و دیافراگم وجود دارد که باعث اتصال داخلی کوتاه می شود. اگرچه کارشناسان نمی توانند 100٪ تأیید کنند که فرار گرمایی توسط یک اتصال کوتاه داخلی ایجاد می شود ، اما این دلیل محتمل ترین دلیل آن است زیرا دلیل دیگری وجود ندارد و اتصال کوتاه داخلی نمی تواند"؛ emerge" ؛.
ناخالصی های تولید باتری ، ذرات فلز ، انبساط و انقباض شارژ و دشارژ ، تکامل لیتیوم و ... همه ممکن است باعث اتصال کوتاه داخلی شود. این نوع اتصال کوتاه داخلی به آرامی و برای مدت زمان طولانی اتفاق می افتد و معلوم نیست چه زمانی از نظر حرارتی از کنترل خارج شود. در صورت انجام آزمایش ، تأیید صحت قابل تکرار نیست. در حال حاضر ، متخصصان در سراسر جهان فرآیندی را پیدا نکرده اند که بتواند اتصال کوتاه داخلی ناشی از ناخالصی ها را تکرار کند و همه آنها تحت مطالعه هستند.
برای حل مشکل اتصال کوتاه داخلی ، ابتدا باید یک تولید کننده باتری با کیفیت محصول خوب پیدا کنیم ، ظرفیت سلول باتری و باتری را انتخاب کنیم. ثانیا ، پیش بینی ایمنی از اتصال کوتاه داخلی را انجام دهید و قبل از وقوع فرار از گرما ، مونومر را با اتصال کوتاه داخلی پیدا کنید.
این بدان معنی است که باید پارامترهای مشخصه مونومر را پیدا کرد و ابتدا می توان قوام را شروع کرد. باتری متناقض است و مقاومت داخلی نیز متناقض است. تا زمانی که منومر را با تغییر در وسط پیدا کنید ، می توانید آن را تشخیص دهید.
به طور خاص ، مدار معادل یک باتری معمولی و مدار معادل یک اتصال کوتاه میکرو ، شکل معادله در واقع یکسان است ، با این تفاوت که پارامترهای سلول عادی و سلول با اتصال میکرو کوتاه تغییر کرده اند. می توانید این پارامترها را مطالعه کرده و برخی از مشخصات آنها را در تغییرات اتصال کوتاه داخلی مشاهده کنید.
یکی از ویژگی ها ، اختلاف پتانسیل مونومر اتصال کوتاه داخلی ، مقایسه مقاومت داخلی آن با مونومرهای دیگر است. اویانگ مینگگائو پیشنهاد کرد که پرسنل R&D باید از مدل ها برای شناسایی مونومرها استفاده کنند. پس از اندازه گیری ولتاژ و جریان هر سلول ، با استفاده از این داده ها و ترکیب مدل ، می توان مقاومت داخلی هر سلول را تخمین زد. پس از برآورد تمام پارامترهای مونومر ، با توجه به تغییرات پارامترها ، می توان قضاوت کرد که آیا قوام به طور قابل توجهی تغییر کرده است یا خیر.
4) مکانیکی فرار حرارتی
برخورد یک محرک مکانیکی معمولی برای فرار گرمایی است. تصادفات مكرر آتش سوزی تسلا&شماره 39 دلیل این امر است. اویانگ مینگگائو فاش کرد دانشگاه Tsinghua و MIT برای تجزیه و تحلیل برخورد تسلا&# 39 در ایالات متحده همکاری کرده اند. اگر یک شبیه سازی برخورد در آزمایشگاه انجام شود ، نزدیکترین چیز طب سوزنی است.
راه حل برای فرار از حرارت ناشی از برخورد ، انجام یک کار خوب در طراحی حفاظت ایمنی باتری است. این کار به پرسنل R&D نیاز دارد تا ابتدا روند فرار گرمایی را درک کنند.
به طور کلی ، پس از فرار حرارتی ، آن رو به پایین گسترش می یابد. به عنوان مثال ، پس از کنترل گرما در سه ماهه اول ، انتقال گرما وجود دارد و شروع به پخش شدن می کند ، و سپس کل گروه یکی یکی مانند ترقه ترقه دنبال می کنند. برای این نوع انتشار ، می توان مدلی ایجاد کرد ، از جمله میزان افزایش درجه حرارت متوسط ، تولید حرارت انرژی شیمیایی و انرژی الکتریکی و انتقال گرما. کل مدل اتصال ترموالکتریک را می توان برای تجزیه و تحلیل کمی مرتبط با یک کالری سنج استفاده کرد.
با استفاده از مدل انتشار ، پرسنل R&D می توانند نحوه مسدود کردن و سرکوب را که به عایق حرارتی نیاز دارد ، طراحی کنند. با این حال ، افزودن یک لایه عایق حرارتی ساده نیست. از یک طرف ، حجم ضخیم می شود و از طرف دیگر ، لایه عایق حرارت و خنک کننده متناقض است. اینها همه مواردی است که باید حل شود.
به طور خلاصه ، از نظر گسترش و مهار فرار حرارتی ، پرسنل R&D باید از دو جنبه شروع کنند: طراحی حفاظت ایمنی و مدیریت باتری.