Akademik Ouyang Minggaoa: Tri karakteristike i četiri metode kontrole izlazne topline baterije

著者：Iflowpower – Dodavatel přenosných elektráren

Akademik Kineske akademije nauka, profesor Ouyang Minggao, Univerzitet Tsinghua, moja zemlja. Sigurnost baterija ima veoma važnu primenu u transportu, a savremena putovanja, posebno u energetskoj bezbednosti, takođe su globalni fokus. Američko ministarstvo energetike (DOE) i Njemački institut za nauku (BMBF) i srodni međunarodno poznati naučnici pokrenuli su međunarodni seminar o sigurnosti baterija (IBSW), koji je nastavljen 2015. na Univerzitetu u Minhenu u Njemačkoj, 2017. u Sandia National Experimentu u Sjedinjenim Državama.

Room, uspješno održan prvi i drugi međunarodni seminar o sigurnosti baterija (IBSW). U Pekingu je 7. oktobra 2019. godine održan 3. međunarodni seminar o sigurnosti baterija. Generalna skupština čiji je domaćin bio Laboratorija za sigurnost baterija Univerziteta Tsinghua, tema sastanka je "sigurnija baterija visoke od visoke specifične za električna vozila".

Na sastanku je akademik Kineske akademije nauka, profesor Ouyang Minggao sa Univerziteta Tsinghua, objavio uvodni govor, predstavio „Istraživanje sigurnosti motorne litijumske baterije Univerziteta Tsinghua“. Sadržaj je organizovan ovako: dame, gospodo, svi dobri! Ja sam sa Univerziteta Tsinghua. Prije svega, predstavljamo novu istraživačku grupu energetskog sistema našeg Univerziteta Tsinghua.

Od 2001. godine, mi smo od 2001. ključni specijalni tim za istraživanje i razvoj nacionalnih novih energetskih vozila, a takođe je i vodeći tim u Kini i Sjedinjenim Državama. Naš tim je važan za nekoliko istraživanja, uključujući litijumske baterije za napajanje, baterije za gorivo i hibridno napajanje. Što se tiče snage litijumske baterije, važno nam je osigurati sigurnost; važno nam je da obezbedimo trajnost u baterijama za gorivo; Što se tiče hibrida, važno nam je uraditi kontrolu emisije motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Dakle, ovo su naše važne tri fokusne tačke. Danas sam vam dao važan uvod u rezultate naših istraživanja o sigurnosti. Laboratorija za sigurnost baterija Univerziteta Tsinghua je osnovana 2009.

Fokus je na sigurnosti baterije. Konkretno, termička baterija je van kontrole. Ovdje nas upoznajem s napretkom istraživanja termičke van kontrole.

Svi shvaćaju da je sigurnost problem usredotočenosti na električna vozila, te da postoje različiti razlozi za izazivanje sigurnosnih nesreća. Jednom kada se u bateriji inducira toplina izvan kontrole, cijeli sistem baterija će se proširiti i konačno nastaje nesreća. Ovo su neki od naših partnera u sigurnosti baterija, uključujući međunarodno važne proizvođače automobila i važne proizvođače baterija, kao i važne proizvođače automobila i važne proizvođače baterija u Kini, a također licenciramo patente intelektualnog vlasništva, domaće i strane kompanije itd.

Ovo je naša laboratorija za sigurnost baterija. Jučer je mnogo učesnika posjetilo našu laboratoriju. Dobrodošli svi u posjetu i razmjenu.

Postoji niz metoda testiranja u našim laboratorijama za sigurnost baterija, što je karakterističniji eksperiment van kontrole topline s ARC za zagrijavanje izvan kontrole. Mi smo svjetska jedinica za ARC eksperimente na litijumskim baterijama velikog kapaciteta. Nakon velikog broja eksperimentalnih studija, sumirali smo tri karakteristike termičke nekontrolisane baterije, temperaturu samozagrejanog pokretanja T1, termalni okidač van kontrole T2, maksimalnu temperaturu van kontrole T3, takođe smo uradili mnogo tipova testova litijumske baterije, u skladu sa ovim zakonom.

T2 je najkritičniji, šta reaguje T1 je jasnije, obično počinje SEI film, T3 zavisi od celokupne entalpije reakcije, T2 nije baš jasan, ali je i najkritičniji, zašto dolazi do sporog porasta Toplina će iznenada izazvati oštar grejač, a brzina podizanja može dostići 1000 stepeni u sekundi ili više, što je ključ za toplotu. Stoga, kroz istraživanje T2, postoje tri važna razloga. Prvi je jasniji, to je unutrašnji kratki spoj.

To je u konačnici povezano sa dijafragmom koja je kratko spojena. Tu je i novo zabranjeno pozitivno oslobađanje materijala kisika, litijum litij, sažima pozitivnu granicu kisika, negativan litij, kolaps dijafragme, ova tri razloga su u konačnici glavni razlog za formiranje T2. U nastavku sam predstavio tri ranije spomenuta mehanizma za mehanizam i napredak termičke vankontrolne kontrole, uključujući prvi, unutrašnji kratki spoj i kratki spoj naše kontrole, je BMS.

Drugo, toplina izvan kontrole i termalni dizajn baterije uzrokovan pozitivnom granicom. Treće, termostat uzrokovan snažnom reakcijom litij litijuma i elektrolita i našom kontrolom punjenja. Ako tri tehnologije, tri tehnologije mogu riješiti problem van kontrole topline.

Imamo posljednji trik, a to je da suzbijemo širenje topline, moramo razumjeti zakon toplinskog širenja, dok suzbijamo toplinsko širenje, i na kraju spriječimo sigurnosne nezgode. Dozvolite mi da vas upoznam sa ova četiri aspekta: prvo, kratki spoj i BMS. Jasnije je da će mehanički razlozi, kao što su sudar, mehanički i na kraju puknuće dijafragme, ili razlog za elektricitet, prekomjerno punjenje, grananje kristalnog litijuma, dendritska punkcija, ili pregrijavanje, naravno, na kraju pregrijavanje, pregrijavanje može dovesti do kolapsa dijafragme, svi razlozi su kratki, ali nisu povezani sa istim procesom, ali nije u vezi sa istim procesom trajat će do sloma dijafragme i topljenja dijafragme.

Dakle, koristimo grijaći kalorimetar i DSC, jedan je da objasnimo njegov mehanizam iz egzoterme materijala, jedan je da zagrijemo cijelu jednu bateriju iz prijenosa topline cijele jedne baterije i stavimo toplinu van kontrole eksperimentalnog materijala pete. Možemo vidjeti da topljenje membrane može uzrokovati unutrašnje kratke spojeve, pokretanje temperature, a krahovi membrane će formirati T2, direktno izvodeći toplinu van kontrole, ovo je češći razlog. Koristimo i mnogo drugih pomoćnih sredstava, uključujući različite metode analize materijala, te metodu termičke masene i masene spektrometrije za analizu različitih supstanci.

Ovo je naša osnovna metoda analize, možete analizirati razne baterije, razne mehanizme. Ovo je prva, a to je i vrsta termičke metode van kontrole, bez obzira na sve, možemo puno raditi iz projektnog ugla, ne previše tanko, ali snaga je dovoljna, ali sredina Postoji čest problem kratkog spoja, tako da moramo spriječiti unutrašnje kratke spojeve, moramo proučiti kratki spoj, eksperimenti s kratkim spojem su relativno složeni, tako da nemamo zrele baterije u odnosu na normu implantata. legura, zagrijavanje na određenu temperaturu, pustite da se legura memorije oštri, okidanje topline van kontrole. Iz literature i našeg vlastitog istraživanja, postoje četiri vrste važnih unutrašnjih kratkih spojeva.

Neki kratki spojevi mogu odmah dovesti do termičke van kontrole, ali neki kratki spoj se polako razvijaju, a neki kratki spoj možda neće biti opasan, ali neki kratki spoj Biće vrlo opasan, a neki kratki spoj je uvijek spor, a postoje i neki unutrašnji kratki spojevi od usporavanja do mutacija, postoje razne vrste. U tu svrhu smo također izvršili neke simulacijske analize, ovdje nisam detaljno. Ukratko, konačno smo otkrili da je evolucija kratkih spojeva u tipu evolucije bio pad napona, prvi proces je važan za pad napona.

To će biti porast temperature u drugom dijelu, i konačno formiranje topline izvan kontrole. Dakle, što se tiče ovog sporog, trebali bismo u njegovom prvom procesu, to jest, faza pada napona je da ga otkrijemo kako bismo ga otklonili, pokupili, kako bismo spriječili dalje propadanje, ovo je naš interni algoritam za detekciju kratkog spoja, ovo je algoritam za serijski paket baterija, uključujući prvi se analizira na osnovu konzistencije napona, a napon baterije je pao, što ukazuje da postoji unutrašnji kratki spoj u ovoj bateriji. Ali ako ne možete potvrditi, dodajmo temperaturu.

Ako ste se promijenili nakon evolucije, dodajemo senzor zapaljivih plinova, tako da postoji način za usporavanje i mutaciju. Na primjer, identifikacija konzistentnosti serijskog napona baterijskog paketa, ne predstavljam specifičan algoritam. Jasno možete vidjeti da baterija koja je pala na napon može biti očigledna.

Naravno, moramo provesti niz inženjerskih metoda, a postoji jednostavan algoritam koji nije dovoljan. Također je potrebno udružiti relevantno iskustvo mnogih projekata za prosuđivanje, ovo je baza podataka, pa se odlučujemo za saradnju sa kompanijom. Ukratko, možemo se dobro izvući iz ovog područja, kao što je mikrokratki spoj, zbog brzog punjenja, jer će baterija imati deformaciju tokom punjenja i pražnjenja, imat će naprezanje, što će uzrokovati naglo pogoršanje mikrokratkog spoja, poput ljudskih krvnih žila Plak unutra, odjednom tromboza je presa, ako možemo koristiti napon kada je već vruća, vidi se da je prespor i temperatura to.

Kako to učiniti? Moramo koristiti ovaj senzor za plin, koji može učiniti najmanje 3 minute unaprijed da izvrši upozorenje o nekontrolisanoj termalnoj kontroli. Ukratko, razvijamo sistem upravljanja baterijama nove generacije zasnovan na ovim algoritmima. Drugi dio je drugi mehanizam koji smo upravo rekli, da li je samo u kratkom spoju? Postoji li gubitak topline bez unutrašnjeg kratkog spoja? U stvari, nema unutrašnjeg kratkog spoja da bi termička bila van kontrole.

Kako se dijafragma stalno povećava, sadržaj nikla u tročlanom materijalu pozitivne elektrode stalno raste, temperatura njenog oslobađanja se stalno smanjuje, odnosno termička stabilnost materijala pozitivne elektrode je sve lošija, ali će naša dijafragma postajati sve bolja i tako slaba. Karika će polako postati pozitivan materijal. Ovo je eksperiment koji smo radili, nema kratkog spoja, toplina je izvan kontrole, uklanjamo elektrolit, toplina je izvan kontrole, i možete to vidjeti iz sredine, postoji šiljak bez topline, ovo je pozitivno i negativno u jednom komadu, potpuno završeno Pozitivni i negativni prah su stavljeni u komad, postoji dramatičan vrhunac oslobađanja, to je razlog zašto se aktivirao. Tačnije, gdje je vrući vrh? Promjena faze materijala pozitivne elektrode, slobodni kisik.

Pogledajte vrh Holandije, kada se pozitiv i negativ spoje, negativna elektroda se oksidira. Ako nema pika, on je zatvoren, što dokazuje da je toplina nastala iz pozitivne heterogeneze i negativne reakcije elektrode. Dakle, šta je ovaj mehanizam? To je izmjena materijala pozitivne i negativne elektrode, koja je pozitivan kraj kisika na negativnu elektrodu kako bi se formirala dramatična reakcija, koja je uzrokovala toplinu izvan kontrole.

Što se tiče termičke van kontrole unutrašnjeg kratkog spoja, možemo uspostaviti model prema svim nuspojavama samo svim nuspojavama. Kroz skeniranje sa više brzina DSC-a, konstanta reakcije svih sporednih reakcija može se izračunati u ovoj metodi, naravno, kroz određenu metodu, konačno u kombinaciji sa očuvanjem energije, očuvanje kvaliteta može izračunati kompletan proces termičkog van kontrole i može se dobro uskladiti s eksperimentom. Na ovaj način možemo razviti iz srodnog iskustva kako bismo razvili dizajn zasnovan na modelu, naravno, postoji mnogo baza podataka, nijedna baza podataka nije, ovo je reakcija reakcije različitih materijala i odnosa topline.

Na osnovu baze podataka, moramo naravno poboljšati materijale, ključna poboljšanja mislim da su dva, jedno je poboljšanje pozitivnog materijala, jedno je elektrolit. Prije svega, možemo povećati temperaturu kisika od polizantijalnog do monokristalnog, i može se vidjeti da su se karakteristike termičkog van kontrole promijenile. Na primjer, koristimo elektrolite visoke koncentracije, to je također način.

Naravno, svako može istražiti čvršće elektrolite. Čvrsti elektroliti su vrlo složeni. Vjerujemo da sam koncentrat ima dobre karakteristike.

Na primjer, njegova toplinska težina je opala, a egzotermna snaga je opala. Iz ove sredine to vidimo, a pozitiv ne reaguje sa elektrolitom, jer je naš novi kvalitet elektrolize DMC, DMC je 100 stepeni. Ispario je. To je ono što vjerujemo da je sljedeći korak elektrolita više od samo čvrstih elektrolita, više je od aditiva elektrolita, elektrolita visoke koncentracije, a mogu biti i novi elektroliti.

Dio III, o litijum litiju i kontroli punjenja. Svi razumiju da ću reći litijum-jonskoj bateriji. Nakon što se baterija oslabi, kakva će biti sigurnost punog životnog ciklusa? Otkrili smo da je najvažniji faktor u sredini sigurnosti punog životnog ciklusa analiza litijuma, ako nema statusa litijum-smanjenje sigurnosti baterije se ne pogoršava, jedini razlog za njeno pogoršanje je analiza litijuma.

Možemo pronaći niz dokaza, kao što je brzo punjenje na niskim temperaturama, brzo punjenje na niskim temperaturama, temperatura T2 se postepeno smanjuje, a gubitak topline je nastao ranije, to je slabljenje kapaciteta baterije, sa 100% na 80%. Očigledno korespondiraju, litički od niske temperature punjenja sa nove baterije na staru bateriju. Drugi je brzo punjenje.

Nakon brzog punjenja vidi se da je pad temperature u T2 pao na 100 stepeni. Od početka nove baterije 200 do više od 100 stepeni, gubitak toplote je nastao ranije, brže. Šta je ovo razlog? To je također litijum litijum, možemo vidjeti da ima mnogo litijuma, a litijum ima malo značajno.

Analiza litijuma ima veliku količinu egzotermnosti, tako da je još uvijek litij, precipitacijski litij će direktno reagirati s elektrolitom, uzrokujući veliki porast temperature, može direktno izazvati gubitak topline. Stoga, moramo proučavati litijum, baš kao i kratki spoj u našoj studiji, kako proučavati studije litijuma? Prvo možemo vidjeti proces litijum-litijuma. Ovo je punjenje, punjenje je gotovo, vidi se da litijum počinje da počinje, veliki je deo leđa, to je proces litijuma.

Eksperiment se upravo sada može vidjeti sa Crvene linije, ovo je aktivirani litijum, reverzibilni litijum. Postoji i dio smrti, reverzibilni litijum, koji se može ponovo ugraditi, a negativna elektroda je prenapona, a prekomjerna prenaelektrisanost se povećava na 0, što može biti reverzibilno na litijum. Naravno, mrtvi litijum se ne može povratiti.

Ovo nam daje upit. Možemo li proći proces reverzibilnog litijuma da bismo otkrili količinu litijuma, na primjer, vraćamo se na ovaj proces, ovaj proces odgovara platformi na naponu, simulirali smo i pronašli ovu platformu. Kada smo jako niski, nema fenomena, normalan je napon da se polarizira, nema ove platforme.

Dakle, ova platforma je dobar signal, kraj platforme možemo odrediti diferencijacijom, ovo je kraj platforme, koji predstavlja količinu litijuma, i postoji odnos sa ukupnom količinom litijuma, može se predvidjeti formula. Iz eksperimenata smo također saznali da je ovo proces punjenja, stajanja. Također vidimo da se litijum može vidjeti iz sredine, ovo je rezultat eksperimenta.

Dakle na ovaj način možemo ga pronaći nakon punjenja, ali ovo je rezultat nakon punjenja, zar ne možemo pustiti litij u procesu punjenja? Sposobnost da se nosimo sa litijumom što je više moguće, naravno, to zahteva od nas da pomognemo našem modelu. Ovo je pojednostavljeni P2D model koji smo radili, možete vidjeti potencijal negativne elektrode, samo recite da je potencijal negativne elektrode i litijum litijum, sve dok kontrolišemo preveliki potencijal negativne elektrode, možemo garantovati litijum. Kroz ovaj model možete izvesti krivulju litijskog punjenja, puštamo da negativni potencijal elektrode nije manji od nule, možete dobiti najbolju krivulju punjenja za litij litij.

Možemo koristiti tri elektrode da kalibriramo ovu krivu, što je naš algoritam punjenja. Sarađivali smo sa kompanijom, što se jasno vidi da se korišćenjem ovog algoritma može u potpunosti realizovati litijum, ali ovo je proces kalibracije, tokom vremena Proširivanje performansi slabljenja baterije je promenljivo, šta da radimo, moramo da šaljemo povratnu informaciju, tako da smo dali negativnu povratnu informaciju kontrolnom algoritmu za litijum litijum, odnosno da posmatramo elektroniku preko ovog posmatrača. je negativna opservacija Overotic, ovo je posmatrač, zapravo je matematički model. Ovo je vrlo slično našem SOC-u, imamo algoritam posmatrača, imamo povratnu informaciju o naponu, tako da možemo vršiti kontrolu punjenja litijuma u realnom vremenu, a takođe sarađujemo sa kompanijom.

U ovom procesu, još uvijek imamo žaljenje, možete li direktno koristiti senzor za negativnu snagu? Stoga je daljnja istraživanja usmjerena na razvoj ovog senzora prevelikog potencijala. Svi razumiju tradicionalne tri elektrode spomenute ranije. Životni vek mu je ograničen, nema mogućnosti da se koristi kao senzor, a odnedavno sarađujemo sa hemijskim sistemom.

Hemijsko odjeljenje Zhang Qiang tim, jer oni su tim koji ima vrlo srodno iskustvo, proboj u ovoj oblasti, naš testni vijek može biti duži od 5 mjeseci, više od 5 mjeseci treba koristiti, jer mi zapravo kada je aplikacija samo u brzom punjenju, ne koristi se uvijek, a dovoljno je 5 mjeseci. Dalje, naš rad se zasniva na povratnoj kontroli punjenja senzora za negativnu overtest snage. Četvrti dio, termalna van kontrole, ako ne radimo ispred, to je širenje termalne van kontrole i naše metode suzbijanja.

Svi shvaćaju da ova mehanička zloupotreba direktno probuši ili istisne bateriju odmah formira eksploziju sagorijevanja, što je proces širenja, to je širenje našeg širenja. Prvi je test temperaturnog polja. Ovo je proces širenja našeg paralelnog paketa baterija.

Mehanizam širenja procesa je gore. Zašto je to dio sekcije, jer kada je prva baterija termostabilna, doći će do kratkog spoja, sva struja Doći će ovdje, pa prouzrokuju pad napona, ali kada se pokvari, vraća se nazad, to je karakteristika paralelnog gubitka topline. Ovo je serijska grupa baterija, a serijska grupa baterija je čisto proces prijenosa topline.

Ovo je druga situacija, početak reda, konačno se proširio, naravno, jer je u sredini sagorevanje, ne samo prenos toplote, to odmah dovodi do eksplozivnih nezgoda, nesreća sa sagorevanjem itd. Ovo je proces cijelog sistema, cijeli proces propagacije PACK-a, njegova komunikacija je redovna, od D2 prvo do U2, D1 je skoro simultano, zatim drugo, ovo u suštini više nije, jer postoji izolacija, ovo podstiče Naš dizajn je i dalje veoma važan za baterije. U skladu s tim, naša svrha je naravno bazirana na dizajnu simulacije modela, jer je ovaj proces vrlo komplikovan, ako je samo povezano iskustvo vrlo teško, to je ono što radimo.

Svi moraju znati, kako uzeti parametre simulacije, možete podesiti parametre, ali broj parametara je besmislen, tako da radimo detaljnu studiju u parametrima, kako uzeti parametre je vrlo vješt proces, neću ovdje detaljno, niz metoda. Sa ovim modelom kalibracije možemo dizajnirati, ovo je dizajn toplinske izolacije. Baterija je samo nedovoljna, a ima i cool dizajn.

Tu je i neka izolacija baterija, odvođenje topline mora biti moguće, ovo je tehnologija vatrozida koju su razvili naši studenti, izolacija, odvođenje topline, blokiranje kroz izolaciju, odvođenje topline i toplinska energija, ove dvije saradnje. Ovo je mnogo eksperimenata, ovo je eksperiment čitavog paketa baterija u divljini, tradicionalnog paketa baterija, baterije sa zaštitnim zidom. Baterija sa zaštitnim zidovima je upravo započela ovo, dim je prilično velik, polako, ne gori, nema vrućeg širenja, tradicionalni paketi baterija da konačno formiraju vruće širenje i sagorijevanje.

Možemo ovo proći, shvatiti to zaista. Ovdje se radi o ovom poslu, također učestvujemo u nizu međunarodnih propisa. Sada kada smo dalje uradili ovaj proces je erupcija, komplikovaniji, sada nismo dodali u simulaciju, model erupcije je naravno, ali nije tačan.

Iz eksperimenta se može vidjeti da postoji čvrsto stanje, tekućina, plinovito tri-stanje, ovaj međugasoviti su neki zapaljivi plinovi, što je gorivo, čvrsto stanje su neke čvrste čestice, često formiraju plamen. Kako to učiniti? Jedan je prikupljanje čestica, baš kao i tradicionalni automobil, da bi se čestice uhvatile kroz filter. Drugi je razrijeđen, pustimo zapaljivi plin izvan njegovog dometa, to je ono što sada radimo.

Na kraju ću napraviti rezime. Postoje tri procesa termičke van kontrole u kojima su se dogodila. U indukciji, postoje razni razlozi u indukciji, rekao sam puno, naravno, postoji još jedan dio naše kolizione mašine, nisam rekao, sada smo ispred ovih stvari, ove stvari su još uvijek Nema propisa nije regulirano, osjećamo da je kasnije.

Drugo, toplota van kontrole. Spomenuli smo tri temperature, od kojih su ovdje prikazana tri razloga. Unutar baterije postoji erupcija i vatra.

Važno je odrediti stanje elektrolita, tačku ključanja elektrolita. Konačno se širi, a mi se možemo širiti, dolazi do iznenadnog širenja, kao što je požar, koji izbija na savitljivu vatru, i na kraju dovodi do jakog paljenja, svi problemi koje smo ovdje pokazali treba riješiti. .