Azaldu auto elektrikoaren bateria Zergatik lehertu

著者：Iflowpower – ຜູ້ຜະລິດສະຖານີພະລັງງານແບບພົກພາ

Energia berrien ibilgailuen potentzia litiozko bateriaren segurtasuna duela gutxi auto elektrikoaren istripua oso kezkatuta dago, beraz, gaur egun, arreta jarri ibilgailu elektrikoen segurtasunean. Lau alderdi aurkeztu nahi dizkizuet, lehenik eta behin, auto elektrikoen istripuen estatistikak. Azken urteotan atzerriko ibilgailu elektrikoen auto-piztearen arrazoien laburpena da, eta garrantzitsua da kraskatzea.

Izan ere, erregai-autoek ere talkaren ondoren sua hartuko dute, hau da, etxeko estatistiken sua. Hain ezaugarri batzuk daude herrialdean: lehenik eta behin, hiru yuaneko bateria da, eta litio-burdin fosfatoa ere bada, garrantzitsua da bateria ternarioa izatea, erdia baino gehiago. Bigarrenik, bateria zilindrikoa da batez ere, hau da mota garrantzitsuenetako bat, altzairuzko shell bat delako, bolumena estua delako, beraz, kontroletik kanpo termikoa gertatzen denean, lehertuko da, eta horrek beste bateria batzuk piztuko ditu.

Hirugarrenik, kargatzeko sutearen istripua nahiko handia da. Orokorrean, bateria berotzen ez bada sakonera batera deskargatu ondoren, kontroletik kanpo dagoen termikoa oso-osorik dago, beraz, erraza da kargatzean eragitea, bateria eta karga-sistema elkarrekin konektatuta daudelako, eta kontrol termikoa ez dagoelako Errazena denean, tentsio handiko aparatu elektrikoen zirkuitu laburra dago, eta abar istripua erraza izango da.

Gainera, ereduaren ikuspegitik, eredu berriek eta zaharrek dute, bateria-sistema ez da oso altua, istripuaren garrantzia lehen urteetan istripua izan delako, sistemaren itxura orokorra ez da oso altua, ez da oso altua energia bateriak uste duguna baino. Baterien termostatoa istripu hauen kausa nagusia dela esan behar da, zein da baterien kontroletik kanpo dagoen termikoa? Bateriaren tenperatura sakatzen duen bateria batera iristen den katearen erreakzio negatiboa izango du, erreakzio erreakzioa, beraz, tenperatura azkar igotzen da, abiadura altuena segundoko tenperatura igoera irits daiteke, beraz, bere abiadura oso azkarra da. Zein da kontroletik kanpo dagoen termikoaren kausa? Lehenengoa bateria gehiegi berotzen ari dela da.

Bateria bero dagoela eta bero egingo duela esan berri du. Gehiegi berotzeko hainbat arrazoi daude. Baliteke bateria-pakete bera irregularra izatea, tokiko tenperatura, gehiegizko karga egotea, kanpo elektrizitatearen arrazoia, barne zirkuitu laburra, etab.

exotermia egingo du, baita arrazoi mekanikoak ere, ur gehiago, ez ona, talka, etab. Ikus ditzagun istripu hauen arrazoi nagusia, produktuaren kalitatearen arazoa dela uste dugu. Produktuen kalitate-arazoak produktuari dagozkio diseinuan, fabrikazioan, egiaztatzean, dagozkion estandar eta arau teknikoak zorrotz bete gabe.

Hiru kategoriatako hiru mota daude, lehenengoa, bateriaren produktuaren probaren egiaztapena; bigarrenik, fidagarritasunaren aldakuntza ibilgailuaren erabileran; hirugarrenik, segurtasuna kudeatzeko teknologiak kargatzeak arazoak ditu. Azter ditzagun alderdi hauek. Lehenik eta behin, bateriaren produktuaren proba ez da nahikoa.

Diru-laguntzen politika-zikloa urtebetekoa denez, ez dator bat produktuaren garapen-zikloarekin. Esate baterako, gure material kimikoen sistemaren hobekuntza, oro har, urtebete baino gehiagokoa da, baina enpresak diru-laguntzaren abisua jarraitzen duelako, itsu-itsuan Erabili energia espezifiko handikoa, laburtu proba egiaztatzeko denbora. Batzuetan, garapen-zikloa laburtzeko, hobekuntza fisikoaren metodoa hobetsi ohi da, hala nola, bateriaren material aktiboa loditzea, diafragma mehea, bateria handitu dadin, baina segurtasun-errendimendua jaitsi egiten da.

Bigarrena da bateria elektrikoaren probaren bitartekoa ez dela perfektua, eta benetako autoaren erabilera baldintzak ezin direla islatu. Konpainiaren zati handi batek ez du konpainiaren barneko bateriaren segurtasun-proba estandarra ezartzen, zenbait konpainiak ez dute bateria-segurtasun-probak egiteko gaitasunik, ekoizpen-kalitatea irregularra da. Hirugarren arrazoia oraintxe da, fidagarritasuna gutxitzen dela zahartzearen erabileran.

Esate baterako, iragazgaizte-efektua eskasa da bizi-ziklo osoan. Orokorrean, gure bateriaren zigiluak IP67 estandarra gainditzea da, baina ibilgailua erabili ondoren, zigilua hondatu egingo da, uretan ura eraginez, erraz zirkuitu laburtuko da. Era berean, bateriaren laser bidezko soldadura bezala, soldadura-puntuaren barrualdea hutsuneak izateko joera du, eta horrek inpedantzia berria eragingo du, eta horrek tenperatura altuko puntuetara eramaten du, kontrol-kanpo termikoa eraginez.

Baterien sistema eta kargagailuko goi-tentsioko etxetresna elektrikoen zahartzea ere badago. Esate baterako, maiz kargatzen dugun kontaktorea irekita, batzuetan arkua sortuko da, tenperatura altuko eta kontaktorearen gainazalaren erretzea edo atxikitzea eraginez, zirkuitulaburra izango da, sukarra izango da, Hauek dira bero galtzearen arrazoiak. Laugarren arrazoia kobratzea da, datuen komunikazioa ez dago estandarizatuta kargatzean, eta BMS fabrikatzaileen eta kargagailuen fabrikatzaileak ez ditu ezarri berri diren estandar nazionalen ezarpen zorrotzik.

Kargatzearen segurtasun funtzionala, gure bateria kudeatzeko sistemaren arabera, kargatzea pizteko funtzio oso ona da, eta bateria kudeatzeko sistemak kontrolatzen duenean, gaur egun ez dugu segurtasun funtzionalaren arauak ezartzea zorrotza, ISO26262 da Arau hau ez dago guztiz inplementatu, eta hori ere araua bete ez dugun arrazoiek eragiten dute. Kargatzeko segurtasunerako dagozkion estandarrak ez dira zorrotz betetzen. Adibidez, gure kargatzeko erreleak diagnostiko funtzioak izan beharko lituzke, baina batzuk kostuak aurrezteko.

Bateria kudeatzeko sistema eta kargatzeko pila Ez dago ekipamendu kualifikatua isolatzeko detektatzeko gailurik, eta ibilgailuak eta kargatzeko pilak osatzen duten karga-zirkuitua ez du betetzen baldintza estandarren isolamendu-tentsioa, igotzeko distantzia, gainkarga, IP maila, txertatze indarra, blokeoa, tenperatura igoera, tximista. Zergatik da kalitate arazoa? Hau da, alderdi guztiak diseinatzen, fabrikatzen, erabiltzen eta egiaztatzen ari gara, estandar eta arauen arteko betetze zorrotzik gabe. Noski, batzuk falta zaizkigu, gure segurtasun urteko ikuskapena adibidez, hau falta da, baina hau ez da enpresa bat.

Hau da gobernua. Egin beharrekoak. Energia baino altuagoa den bateriak segurtasun teknologikoen erronka larriagoa du, beraz, arazo honi buruz hitz egingo dut jarraian.

Nire herrialdeko energia ibilgailu berriaren potentzia litiozko bateriaren joeraren arabera, energiaren garapena baino, laster aurrera egingo dugu 300 Watt / kg-ra, laster produktu hauek merkatuan sartuko dira, hau da, nikel handiko ternario 811 bateria deritzona. Laster merkatuan sartuko dira, energia espezifiko handiko bateria hauek energia baino energia baxu samarreko bateria horiek duten segurtasun teknologia baino altuagoak izango dira. Zentzu honetan, We Tsinghua Unibertsitatea bateriaren segurtasun laborategien oinarrizko ikerketan eta teknologiaren garapenean espezializatuta dago.

Hemen, laburki aurkeztuko dituzu R <000000> D-ren emaitzak, zure erreferentzia izateko. Gaur egun, Tsinghua Unibertsitateko Baterien Segurtasun Laborategiak lankidetza zabala izan du etxeko eta atzerriko enpresekin eta ikerketa erakundeekin, BMW, Mercedes, Nissan barne. Ikerketaren ardatza kontrol-kanpo termikoaren hiru alderditan dago, bata beroaren kausa da, beroa, elektrizitatea eta makineria barne.

Bigarrenik, zein den kontrol termikotik kanpo dagoen mekanismoa, materialaren diseinu mailan babesgarria dena. Hirugarrena bero-hedapena da, zelula bateriak bero-galera geldiarazten ez duenean, bigarren mailako babes-bide bat dago, hau da, sistema mailan kontrol-kanpo termikoa zabaltzea, betiere hedapenak istripuak saihesteko. Energia baino altuagoa den bateriaren kontrol termikotik kanpo daukagu, ez bakarrik materialagatik, baita sistema mailatik ere.

Lehenengoa kontrol-kanpo termikoaren mekanismoa eta ezabapena da. Bi bide esperimentaletatik egin dugu, bata eskaneatzeko kalorimetro diferentziala da materialaren egonkortasun termikoaren ikerketarako, bestea bateriaren bero-galera monomerikoa neurtzeko azelerazio-termometro bat da. Proportzio handiko energia bateriaren hainbat ezaugarri kontroletik kanpo.

Oro har, bateriaren tenperatura neurri batean igotzen denean, bateria autoekoiztuko da. Tenperatura horri T1 deitzen diogu, eta bero-sorkuntza hein batean gertatzen da, ezin du kendu, kontroletik kanpoko abiarazle termikoa, T2 izenekoa, azken tenperatura TH punturik altuenera igotzen da. Termostatoaren mekanismoa ez dago argi T2tik T3ra gertatzen den gauza garrantzitsua da.

Orokorrean zirkuitu laburren ondorioz gertatzen da, ohiko pilen kasuan, baina ikerlanean ez dagoela guztiz aurkitu dugu. Barne zirkuitu laburrik ez dagoela aurkitu dugu, hau da, kontroletik kanpo dagoen beroa. Hau da, tenperatura altuko tenperatura-erresistentzia handiko energia espezifikoko bateriaren diafragma eleberria ez delako aldatu eta elektrolitoa, funtsean, guztiz lurrundu egiten da, baina 230-250 gradutan, oxigenoa eta elektrodo positiboko materialaren fase-aldaketaren elektrodo erreaktiboa agertzen da.

Horrez gain, ikus ditzagun nikel-eduki ezberdineko hiru dimentsioko litio-ioizko bateriaren desberdintasunak. 811 bateria gaur egun 622 edo 532 baino gehiago da, eta 811-ren gailur exotermikoak hori baino nabarmen handiagoak dira, 811-ren egonkortasun termikoa eskasa dela adierazten du. Azterketaren ondoren, lortu dugun aurretiazko ondorioa da nikel-elektrodo positiboak eragin handia duela bateriaren segurtasunean, eta silizio-ikatzaren elektrodo negatiboa ez da handia, baina eragina nahiko handia da zikloaren atenuazioaren ondoren.

Hobekuntza-bide batzuk ere badaude, materialaren estaldura adibidez, eta metodo berri bat aurkitu dugu, hau da, polikristalinoaren material positiboa kristal bakarreko partikulaz ordezkatzea. Bateriaren egonkortasun termikoa hobekuntza oso ona da, dagokion segurtasuna hobekuntza ona du. Bigarrena, beroaren hedapena da, benetako istripua hedapen termikoaren ondorioz gertatzen dela, hau da, bateriaren monomero bat guztiz kontroletik kanpo egon ondoren, bateria pakete guztiak hedatzen dira eta sua gertatuko da.

Kontrol-ez kanpoko hedapen termikoaren probaren eta simulazioaren arabera, isolatzeko metodo bat diseinatu da bero-isolamendu-materialak gehitzeko bero-transferentziaren bidean. Aurkikuntza esperimentalak bereizketa bero-galeren hedapenaren eragina lortu du. Suebaki-teknologia mota hau nire herrialdeko nazioarteko ibilgailu elektrikoetan zabaldu den araudian onartu da.

Hirugarren alderdian, bero-galeren eta bateriaren kudeaketaren kausa da. Lehenengo pizgarria barruko zirkuitu laburra da, eta bateriaren eta istripuen bateriaren analisia aurkitu da bateria fabrikatzen denean polo uniformea ​​dela eta tolestutako eremuaren haustura denbora-tarte baten ondoren gertatuko dela, erraza dena, litio-kontrolerako joera duena, bero-galera eraginez. Gainera, fabrikazio-prozesuan dauden ezpurutasunek barne-zirkuitu laburrak ere eragiten dituzte, bateriaren minbizia deitzen den hau jartzen dugu, ez baitakit noiz eragiten den, eta batzuetan denbora luzez zirkuitulabur jartzen da askotan.

Horretarako, bateriaren zirkuitu laburren metodo esperimental alternatibo bat asmatu dugu, eta zirkuitu laburren barruan espero zena lortzen da bateria jakin batean memoria-aleazioak ezarriz. Aztertu ondoren, barne-zirkuitu laburra lau kategoriatan banatzen da, eta horietatik aluminio-kontzentrazio-fluidoa eta elektrodo negatiboa barne-zirkuitu labur arriskutsuenak dira. Beharrezkoa da ere aldez aurretik gerra egitea, eta ikerketa batzuk egin ditugu, eta barne zirkuitu laburren hiru faseko eboluzio prozesua lortu dugu.

Lehenengo etapan, tentsioa bakarrik jaisten da, ez dago tenperatura igoerarik; bigarren etapak tenperatura igoera du, eta hirugarren etapak tenperatura igoera handia du, hau da, kontroletik kanpo dagoen termikoa. Eboluzio-prozesu horren arabera, barne-zirkuitulaburra bereizten ahalegintzen gara lehen bi faseetan, eta aldez aurretik kontrol-labur termikoaren barne-zirkuitu-laburren abisua abiarazteko aukera izango da. Teknologia honek Ningde Times-ekin elkarlanean aritu da.

Bigarren alderdia kargatzea da, transfekzioa eta kontroletik kanpoko mekanismoa argi eta garbi aurreikusten dugu proba-analisiaren bidez. Oinarri horretan, akoplamendu termoelektrikoaren ereduaren bidez bateriaren gainazalaren errendimendua aurreikusteko. Karga-istripua, oro har, mikro-karga izaten da, hala nola bateriaren inkoherentzia, inkoherentzia, dagoeneko leku bat dagoelako kargatzeko prozesuan, eta leku batzuk ez daude beteta, guztiz betetako bateria batzuk ekarriko ditu, gero litio-litioa elektrodo negatiboan, litio-kristal bat litio deitzen den kristala da, zirkuitu laburra eraginez.

Arazo hau konpontzeko, balioetan oinarritutako litio karga azkarreko teknologia garatu dugu erreferentziazko elektrodoan oinarrituta, elektrodo negatiboaren potentziala zeroan kontrolatzea (litioa zero azpian), elektrodo bat gehitzeko gehitzen dena, hau da, hiru elektrodo. Hiru elektrodoan oinarrituta, feedbacka eta behaketa egin daitezke ereduan oinarrituta. Hau da gure litiozko karga azkarreko teknologia esperimentala.

Teknologia aplikazio honen ondoren, ez da litiorik gertatzen eta kargatzeko abiadura bizkortzen da. Hirugarren arrazoia zahartzea da. Bateriaren zahartzearen ondoren inkoherentzia handitu egingo da, eta hori da bateria-ziklo kopurua gero eta gehiago bihurtzearen arrazoia, eta edukieraren koherentzia eskasa denez, bateriaren kudeaketaren zehaztasuna oso eskasa da.

Gainera, tenperatura baxuko inguruneko zahartzeak bateriaren egonkortasun termikoari eragiten dio, eta kontrol-kanpo termikoaren auto-sorkuntza-tenperatura gutxitu egingo da, eta horrek kontrol-kanpo termikoa eragin dezake. Arazo horien analisiaren bidez, bateria sistemaren segurtasuna bermatzeko muina bateria kudeatzeko sistema aurreratuaren garapena dela aurkitu dugu. Gaur egun, bateria kudeatzeko sistemei dagokienez, etxeko produktuak ez dira nahikoak, eta zehaztasuna ez da nahikoa, batez ere segurtasun funtzioak, beraz, beharrezkoa da bateria kudeatzeko sistemen ikerketa eta garapena areagotzea.

Tsinghua-k bateria kudeatzeko sistemaren pilaketa nahiko ugaria da, eta 65 patente lortu ditu, patente hauek etxeko eta atzerriko enpresa ospetsuen lankidetzan aplikatu dira, horietako batzuk Mercedes-Benz Motors emateko baimena dutenak. Beraz, nola konpontzen ditugu guztiz bateriaren segurtasun arazoak? Duela gutxi, teknologia batzuen bidez segurtasuna berma dezakezu, baina epe luzera, bateriaren erabateko segurtasuna babestea beharrezkoa da. Litio-ioi potentzia litiozko bateriaren ratio altua mundu osoko garapen norabidea eta joerak izan daitezke, ezin ditugu energia espezifiko handiko bateriak garatu segurtasun arazoak direla eta, gakoa energia espezifiko eta segurtasunaren arteko oreka jabetzea da.

Esate baterako, nikel altuko litio ioi ioi potentziako bateriaren segurtasun intrintsekoa da mekanismoa elektrodo positiboak oxigenoa askatuko duela. Interfazearen aldaketaren bidez oxigenoaren askapen positiboa atzeratu dezakegu; egonkortasuna hobetu; gero, elektrolito solidoen hurrengo belaunaldia garatzea da, funtsean elektrolitoen errekuntzaren arazoa konpontzea. Potentzia litiozko bateriaren teknologiaren ibilbidearen konparazioan oinarrituta, denbora laburra elektrolito likidoko litio-ioizko bateria da, eta hurrengo urratsa egoera solidoko bateriaren norabidean garatuko da.

Bateriaren kostuaren eta litiozko bateriaren potentziaren garapenaren norabidea kontuan hartu behar da, nire herrialdeak ere antzeko bidea hartu behar duela gomendatzen dugu, hau da, denbora laburrean elektrolito likidoa da, nikel ternario handiko elektrodo positiboa eta silizio-negatiboa garatzen, eta bateria kudeatzeko sistema eta hedapen termikoa kentzen du. Segurtasun istripuak saihestu, halako bateriek ibilgailu elektrikoen 500 kilometroko baldintzak bete ditzakete. Epe ertaineko eta luzerako, elektrolito likidotik egoera solidoko bateria osorako trantsizioa pixkanaka, 2030eko egoera solidoko bateria osoan aplikazio industriala jasoko dela kalkulatzen da.

Laburbilduz, litiozko bateria dinamikoaren segurtasun intrintsekoaren arazoa konpontzen ahalegindu behar dugu, energia automobilgintzako industria berrien garapen osasuntsua bermatzen. Nire txostenaren laburpena honela laburbildu daiteke: Zuzen begiratu behar ditugu azken energia-auto berriei su egiteko, eta bere kausa garrantzitsua produktuen kalitate arazoak, zehaztapen teknikoak eta arau teknikoak ez betetzea, egiaztapen teknikoaren ziklo laburrak, etab. Politika-gomendioetan honako hauek daude: Lehenik eta behin, jatorrizko industrializazio-helburuak (2020 unitateak 350 watt-orduko / kg iritsi ziren, sistema 260 watt / kg, zikloaren bizitza 2000 aldiz) handia da, segurtasunaren ikuspegitik, ez dela komenigarria ezartzea uste dut.

Bigarrenik, diru-laguntzen politikek teknologiaren garapenaren legea bete beharko lukete, eta energia-dentsitatearen hobekuntzak ez luke azkarregi izan behar, ez luke maiztasunaz aldatu behar, hau da Ogasun Ministerioari nire gomendioa. Hirugarrenik, kotxe elektrikoen segurtasunaren urteko ikuskapenaren zehaztapena martxan jarri ahal bezain laster. Aldi berean, auto elektrikoen istripuak hobeto kudeatzeko eta aztertzeko, hobe da auto elektrikoen kutxa beltza izatea.

Aldi berean, bateria paketeak suteen segurtasunerako interfazea izan behar du. Gaur egun, bateria oso hilda dago, suteen aurkako zailtasuna dakar, hauek arrazoiak dira. Segurtasun Publikoko Ministerioa.

Azkenik, uste dut bateriaren segurtasuna bateriaren teknologiaren aurrerapen iraultzaileen lehen gakoak direla. Ibilgailu elektriko hutsen errendimendua hobetzeko lehen gakoa ere bada. Bateriaren segurtasuna botila-lepoko teknologia bihurtuko da, esate baterako, 10 minutu, 300 kilometro baino gehiago.

Karga azkarreko teknologia elektrikoak erronkak ekarriko dizkio bateriaren segurtasunari. Tentsioa 300V-tik 600V-ra edo are 800V-ra igotzen da. Horiek guztiak segurtasunerako garrantzitsuak dira, eta etorkizuneko ibilgailu elektriko hutsetan egingo den gudu-lehia nagusia.

Esan daiteke segurtasuna ibilgailu elektrikoen garapen iraunkorraren bizi-lerroa dela.