Cómo abordar y solucionar los problemas de las baterías cuadradas de iones de litio

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1. Estructura básica de la batería cuadrada Una batería de iones de litio cuadrada típica, los componentes de composición ajustada incluyen: cubierta superior, carcasa, placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo, diafragma compuesto de laminado, aislante, conjunto de seguridad, etc. Entre ellos, dos de los círculos rojos son estructuras de seguridad, dispositivos de seguridad de acupuntura NSD; protección contra sobrecarga OSD.

Dispositivo de protección de seguridad para acupuntura (NSD, NAILSAFETYDEVICE). Esta es la superficie más externa del núcleo más la capa de metal, como las láminas de cobre. Cuando se produce la acupuntura, las grandes corrientes locales en la posición de acupuntura disminuyen rápidamente la corriente del área de la unidad en el área grande de las escamas de cobre, que pueden sobrecalentarse parcialmente por la posición de acupuntura de la aguja y ralentizar la batería térmica fuera de control.

Dispositivo de protección de seguridad contra sobrecarga (OSD, DISPOSITIVO de seguridad contra sobrecarga), el diseño de seguridad actual se puede ver en muchas baterías. Generalmente, se utiliza una lámina de metal junto con el FUSIBLE, y el FUSIBLE puede diseñarse para la corriente del electrodo positivo, y la presión dentro de la batería ha provocado que el OSD active el cortocircuito interno y la alta corriente instantánea, de modo que el FUSIBLE se quema, cortando así el circuito de corriente interna de la batería. La carcasa es generalmente una carcasa de acero o de aluminio, y la carcasa de aluminio se convirtió gradualmente en algo común con el proceso impulsor de la búsqueda de densidad energética por parte del mercado y el progreso del proceso de procesamiento.

2. Características de la batería cuadrada La batería cuadrada es un tipo de batería de iones de litio que promueve el consumo de energía en China. En 2016, los datos mostraron que los cilindros domésticos, las bolsas blandas y las baterías cuadradas de iones de litio eran 13.

92 g wh, 21,64 GWH, 28,14 GWH, lo que representa 21.

85%, 33,97%, 44,17%, respectivamente.

Se han recuperado las baterías cuadradas. Ventaja, alta confiabilidad del paquete de baterías; alta eficiencia energética del sistema; peso relativo, alta densidad de energía; estructura más simple, relativamente conveniente, actualmente está aumentando la densidad de energía al aumentar la capacidad de la unidad; El sistema es relativamente simple, lo que hace posible monitorear uno por uno de los monómeros; los otros beneficios del sistema simplemente trajeron la estabilidad relativamente buena. Desventajas, debido a que la batería de iones de litio cuadrada se puede personalizar de acuerdo con el tamaño del producto, hay miles de modelos en el mercado y debido a que hay demasiados modelos, el proceso es difícil de unificar; el nivel de procesamiento no es alto, la diferencia de monómero es mayor, en el uso a gran escala, existe el problema de que la vida útil del sistema es mucho menor que la vida útil de una sola batería.

Hablando aquí, no puedo mencionar el estándar de recomendación nacional de julio de 2017 "GB / T34013-2017 vehículo eléctrico" GB / T34013-2017, "Tamaño dimensional", para la batería cuadrada, serie 8, para baterías cuadradas, serie 8 Tamaño, como se muestra a continuación y a continuación. Personalmente, guiar el tamaño de la batería, puede que no tenga un efecto particularmente distintivo en un corto período de tiempo, e incluso algunas personas piensan que esta vez da la opinión dominante, vinculará el desarrollo de la industria y cambiará el tamaño del producto, la batería se mecaniza, no solo Es solo el problema de los moldes de herramientas, lo que afecta mucho. Pero como estándar de recomendación, siempre que sea posible preparar una nueva fuerza de procesamiento y un fabricante de la línea de producción, inevitablemente se desarrollará la serie de especificaciones para desarrollar las especificaciones.

La consistencia de la batería y de los módulos es la premisa para realizar verdaderamente el uso de la escalera. En cuanto a la ruta técnica, puede haberla en el futuro, de hecho, no afecta el esfuerzo de avanzar hacia objetivos visibles antes de cruzar. 3, es necesario ver dos formularios antes del fabricante, la información importante del fabricante nacional está aquí.

Fuente: Departamento de Investigación de la Rama de Uso de Baterías de Iones de Litio Dinámico para organizar países extranjeros Samsung SDI, el material del electrodo positivo está estrechamente adoptado NCA y NCM, carcasa de aluminio cuadrada. Caso famoso BMW I3. Monómero de batería cuadrado mostrado en el sitio web oficial de Samsung.

Los productos incluyen batería de alta energía BEV (eléctrico puro) 60AH, 94AH; batería PHEV (vehículo eléctrico mixto enchufable) 26AH, 37AH (26AH se reemplazará gradualmente por 37AH); batería HEV (vehículo eléctrico mixto) 5,2AH, 5,9AH; batería de alta potencia (4.

0ah, 11ah), un total de 4 series. 4. Módulo de batería cuadrado típico La siguiente figura es el módulo de batería Mitsubishi I-MIEV 2011, la placa PCB recopila el voltaje de la celda, la temperatura y ambos extremos a través de pernos.

CELL es el método de conexión de barras colectoras y pernos más común. El siguiente es el módulo de batería Toyota Pres Phev 2012my, que utiliza el arnés (vea este arnés para ver este arnés, se siente muy problemático, hay peligros ocultos) para recopilar información de la celda, pero también el método de conexión de los pernos. Sin embargo, algunos de los nuevos naranja está protegido. A continuación se muestra el módulo de la batería del Volkswagen Jetta HEV modelo 2014, y fija el módulo con dos piezas del lateral, y el lado exterior de la placa del extremo está aislado.

Módulo de batería Volkswagen EGOLF2015MY, el diseño de la placa final es relativamente rico y la pérdida de peso satisface la demanda de resistencia estructural, pero también alcanza la demanda de ensamblaje, utilizando la placa PCB para recopilar información CELL, el módulo debe dejar una junta de baja presión (ahora usando El módulo de esta manera es cada vez más). La imagen de abajo es el diagrama del concepto de diseño del Audi 2014, el concepto de diseño de la placa de frío líquido correspondiente, del mapa de explosión, algunas estructuras internas que se pueden ver arriba. BMW I3, utilizando batería cuadrada Samsung SDI.

Hay 8 módulos en el paquete de batería. Cada módulo tiene 12 lotes. En total, 96 celdas están conectadas en serie, y el extremo de la batería de 183 km utiliza una batería de 94 AH, como se muestra a continuación.

(Descripción, la imagen de abajo no es la última versión de la leyenda, el vídeo que fluye en Internet muestra que la última versión de la caja del Pack ha sido diferente a la versión anterior. Carcasa de modo de soldadura de aluminio, de cuatro ángulos, tiene una vía instalada fijada a la caja PACK, la estructura es simple, lo que es ventajoso para la fabricación de automatización. Las celdas cuadradas generan capacidad, las celdas cilíndricas relativas y menos restricciones en el proceso de capacidad de elevación.

Sin embargo, con el nuevo volumen del monómero, han surgido algunos problemas, como la superficie del lado, la superficie es severa y la disipación del calor es difícil y la irregularidad aumenta. 5, problemas típicos de la batería cuadrada y respuesta a problemas de abultamiento lateral Existe una cierta presión en la batería interna en el proceso de carga y descarga (0,3 ~ 0.

6 MPa), bajo la misma presión, cuanto mayor sea el área de potencia de la batería, más severa será la deformación de la pared de la carcasa. La fuente apretada causada por la expansión de la batería se forma en el proceso de formación del SEI. Cuando se forma el gas, la presión del aire en la batería aumenta.

Debido a que la estructura plana de la batería cuadrada es deficiente, se produce la deformación de la carcasa; los parámetros de la red del material del electrodo cambian, lo que resulta en la expansión del electrodo, la fuerza de expansión del electrodo se utiliza en la carcasa, lo que resulta en la deformación de la carcasa de la batería; cuando el almacenamiento a alta temperatura, una pequeña cantidad de análisis electrohidráulico y el aumento de la temperatura afectan la presión del gas, lo que resulta en la deformación de la carcasa de la batería. La expansión de la vivienda provocada por los tres protocolos mencionados es el origen más importante. El problema del volumen de las baterías cuadradas es un problema común, especialmente la batería de iones de litio cuadrada de gran capacidad es más grave.

El abultamiento de la batería puede provocar una nueva resistencia interna de la batería y el agotamiento electrohidráulico local o incluso la rotura de la carcasa, lo que afecta gravemente la seguridad de la batería. Vida circular. Zhang Chao es proporcionado por personas que, mediante el uso de estructuras pequeñas, mejoran la resistencia de la carcasa, optimizan dos ángulos de disposición y solucionan los problemas de abultamiento de la batería cuadrada.

Mejorar la resistencia de la carcasa, diseñar la carcasa plana original en una estructura mejorada y detectar el efecto del diseño de la estructura mejorada de la carcasa de tal manera que presione la carcasa, de acuerdo con el modo fijo diferente (dirección longitudinal fija y dirección de ancho fija), División. Se puede observar el uso de estructuras mejoradas. Tomando como ejemplo la situación de ancho fijo, por debajo de 0.

Con una presión de 3 MPa, la cantidad de deformación de la estructura mejorada es de 3,2 mm y la cantidad de deformación de la carcasa sin la estructura de refuerzo alcanza los 4,1 mm, y la deformación se reduce en un 20%.

Condiciones fijas de ancho: Presión bajo fijación de longitud: Optimice la disposición de las celdas eléctricas en el módulo, los investigadores comparan dos disposiciones, como se muestra a continuación, la cantidad de deformación es como se muestra en la siguiente tabla. En comparación, se encuentra que la dirección del espesor de la disposición II se divide en la disposición de la disposición. Rendimiento de disipación de calor de batería cuadrada grande A medida que aumenta el tamaño del monómero, el calor de la generación de calor de la batería es cada vez más largo, el medio se conduce y la interfaz aumenta, por lo que la disipación de calor es difícil y en los monómeros se está solucionando el problema de la distribución desigual del calor.

Wu Weixiong y otros. Se realizó un estudio y se utilizó como prueba una batería de iones de litio cuadrada de 3,2 V/12 AH.

La base se muestra en la Tabla 1. El dispositivo cargador de batería es el Xinwei CT-3001W-50V120Antf. La temperatura ambiente es de 31 ° C, la disipación de calor es refrigeración por aire y el cambio de temperatura de la batería se registra con un instrumento de inspección de temperatura.

Paso de prueba: 1) Presión, cargue la batería a la batería con una corriente de 12 A hasta el voltaje de corte de carga de 3,65 V, corriente de parada de 1,8 A; 2) Manténgala presionada y luego póngala en espera durante 1 hora para estabilizar la batería; 3) Descarga de corriente constante, descarga con diferente aumento hasta el voltaje de corte de descarga de 2 V.

Entre ellos, el aumento de descarga se establece en 1C, 2C, 3C, 4C, 5C, 6C, respectivamente. Como se muestra en la siguiente figura, los cambios de temperatura en la superficie de la batería en diferentes tasas de descarga, se puede ver que la temperatura está aumentando, la temperatura está aumentando y la temperatura más alta correspondiente a cada tasa de descarga es 38,1, 48.

3, 56,7, respectivamente. 64.

4, 72.2, 76.9 ° C.

Cuando se descarga el aumento de 3C, la temperatura máxima ha superado los 50 ° C. Cuando los 6C, la temperatura alcanzó 76,9 ° C y más de 50 ° C durante 470 s, lo que representa dos tercios de todo el proceso de descarga, lo que continúa siendo muy desventajoso para la seguridad de la batería.

El material de cambio de fase se utiliza como medio conductor térmico, se adhiere a la superficie de la batería de monómero y el efecto de disipación de calor mejora enormemente. La comparación del aumento de temperatura después de la aplicación del material conductor térmico se muestra en la siguiente figura: Además, también hay una manera, combinando el material conductor térmico con refrigeración por agua, permitiendo que el sistema refrigerado por agua pase el calor del material conductor térmico al exterior del sistema, y ​​la forma es la siguiente: sistema de batería de iones de litio, relacionado con la pérdida de control en caliente, lo más ideal es poder probar los parámetros de cada celda (la temperatura más básica, voltaje, corriente, etc.), tal, incluso si no hay un nuevo tipo de función de bajo costo.

El sensor será posible y será posible advertir y eliminar fallas térmicas. Hay menos en el sistema, lo que debería ser una de las competitividades importantes de las baterías cuadradas.