Je li toplinski kvar baterije važan razlog za požar litijske baterije?

Autor: Iflowpower – Dobavljač prijenosnih elektrana

Dana 20. rujna 2018. u Hangzhou International Expo Centru otvoren je forum visoke razine o putovanjima budućnosti svijeta. Ovaj forum organizirali su Stotine električnih vozila moje zemlje i Klub stotinjak ljudi za informatizaciju moje zemlje, s fokusom na integraciju elektriizacije i inteligencije, webinizaciju, dijeljenje, a podijeljen je u dva dijela: forume na visokoj razini i izložbe. Kao medij duboke podrške za budući svjetski forum na visokoj razini o putovanjima i međunarodnu izložbu (GFM2017), EV stoljeće korisnicima će donijeti sveobuhvatno i bogato izvješće o forumu.

U poveznici za govor glavnog foruma, akademik Kineske akademije znanosti, Ouyang Ming, izvršni potpredsjednik Electric Motorsa moje zemlje, održao je govor o sigurnosti električnih vozila i spontanom sagorijevanju. Postoji takav nedostatak u domaćoj vatri: prvo, to je baterija od tri juana, a također je i litij željezo fosfat, ali važno je da bude trojna baterija, više od polovice udjela. Drugo, cilindrična baterija je uglavnom, ovo je jedan od važnijih tipova, jer je to čelična ljuska, struktura je kompaktna, tako da kada dođe do topline izvan kontrole, ona će eksplodirati, što će zapaliti druge baterije.

Treće, nesreća incidenta punjenja vatre je relativno velika. Općenito govoreći, ako baterija nije vruća nakon pražnjenja do određene dubine, toplinska van kontrole općenito je potpuna, pa ju je lako uzrokovati tijekom punjenja, jer su baterija i sustav punjenja povezani zajedno i toplinska je van kontrole. Kada je najlakše, postoji kratki spoj visokonaponskih električnih uređaja itd., lako će biti izazvati nesreću.

Također, iz perspektive modela, novi i stari modeli imaju spontano sagorijevanje, baterijski sustav nije nužno vrlo visok, jer je važnost nesreće da automobil u prvih nekoliko godina nije ono što mislimo da je vrlo visoko. U usporedbi s energetskim baterijama. Trebalo bi reći da je termostat baterije glavni uzrok ovih nesreća, što je toplina izvan kontrole baterija? Temperatura baterije dosegne pritiskom baterije će imati negativnu reakciju prtljage, topline topline, tako da temperatura raste brzo, maksimalna brzina može doseći temperaturu porasla na 1000 stupnjeva u sekundi, tako da je njegova brzina je vrlo brzo.

Što je uzrok tome da toplina izmakne kontroli? Prvi je da se baterija pregrijava. Upravo sam rekao da je baterija vruća i da će biti vruća. Postoje različiti razlozi za pregrijavanje.

Moguće je da je sama baterija neujednačena, postoji temperatura lokalnog područja, prenapunjenost, vanjski razlog za ovu struju, unutarnji kratki spoj itd. će egzotermirati, kao i mehanički razlozi, više vode, nije dobro, sudar, itd. Pogledajmo glavni razlog ovih nesreća, mislimo da je to problem kvalitete proizvoda.

Pitanja kvalitete proizvoda odnose se na proizvod u dizajnu, proizvodnji, provjeri, bez stroge usklađenosti s relevantnim tehničkim standardima i normama. Postoje tri vrste od tri kategorije, prvo, provjera testa proizvoda za baterije; drugo, varijacija pouzdanosti tijekom uporabe vozila; treće, tehnologija upravljanja sigurnošću punjenja ima problema. Analizirajmo ove aspekte.

Prvo, testiranje baterijskog proizvoda nije dovoljno. Budući da je politički ciklus subvencioniranja jednom godišnje, nije baš u skladu s razvojnim ciklusom proizvoda. Na primjer, poboljšanje našeg sustava kemijskih materijala općenito traje više od jedne godine, ali budući da tvrtka slijedi upozorenje o subvenciji, slijepo slijedi energiju veću od specifične, skratite vrijeme provjere provjere.

Ponekad se radi skraćivanja razvojnog ciklusa često daje prednost metodi fizičkog poboljšanja, kao što je zadebljanje aktivnog materijala baterije, tanka dijafragma, tako da se baterija povećava, ali se sigurnosna izvedba smanjuje. Drugo je da način ispitivanja električne baterije nije savršen i da se ne mogu odražavati uvjeti korištenja pravog automobila. Velik dio poduzeća ne uspostavlja interni standard za ispitivanje sigurnosti baterija, neke tvrtke nemaju kapacitet za ispitivanje sigurnosti baterija, kvaliteta proizvodnje je neujednačena.

Treći razlog je upravo sada, pouzdanost se smanjuje tijekom korištenja starenja. Na primjer, hidroizolacijski učinak je slab u punom životnom ciklusu. Općenito, brtva naše baterije mora zadovoljiti standard IP67, ali nakon upotrebe vozila, brtva će se pogoršati, što će rezultirati vodom u vodi, lako će doći do kratkog spoja.

Također, kao što je lasersko zavarivanje baterije, unutrašnjost točke zavarivanja je sklona prazninama, što će uzrokovati novu impedanciju, što zauzvrat dovodi do točaka visoke temperature, uzrokujući toplinu van kontrole. Tu je i starenje sustava baterija i punjača visokonaponskih električnih uređaja. Na primjer, kontaktor koji punimo često se otvara, ponekad će zalučiti, što će rezultirati ovim gorenjem ili prianjanjem visoke temperature i površine kontaktora, bit će u kratkom spoju, groznica, To su razlozi za gubitak topline.

Četvrti razlog je naplata, podatkovna komunikacija nije standardizirana tijekom punjenja, a proizvođač BMS proizvođača i naplate nema strogu provedbu novoproglašenih nacionalnih standarda. Funkcionalna sigurnost punjenja, prema našem sustavu upravljanja baterijom, punjenje je vrlo dobra funkcija uključivanja, a kada je kontrolirano sustavom upravljanja baterijom, trenutno nemamo strogu provedbu normi funkcionalne sigurnosti, ISO26262 Ova specifikacija, trenutno ne postoji potpuna implementacija ove norme, što je uzrokovano razlozima zašto se nismo pridržavali norme. Relevantni standardi za sigurnost punjenja ne provode se striktno.

Na primjer, naš relej za punjenje trebao bi imati dijagnostičke funkcije, ali neke kako bi uštedio troškove. Sustav upravljanja baterijom i hrpa za punjenje Ne postoji uređaj za detekciju izolacije kvalificiran za opremu, a krug punjenja formiran od vozila i hrpe za punjenje ne zadovoljava standardne zahtjeve izolacijskog napona, udaljenosti penjanja, preopterećenja, IP razine, sile umetanja, zaključavanja, porasta temperature, udara groma. Svi pokazatelji zahtijevaju da BMS nije striktno slijedio smjernice za punjenje. Zašto je to problem kvalitete? To jest, mi smo u dizajnu, proizvodnji, upotrebi i provjeri svih aspekata, nema stroge usklađenosti između standarda i normi.

Naravno, nedostaju nam neki, kao što je naš sigurnosni godišnji pregled, to nedostaje, ali ovo nije tvrtka. Ovo je vlada. Stvari koje treba obaviti.

Baterija visoke potrošnje suočava se s ozbiljnijim sigurnosnim tehnološkim izazovom, pa ću o ovom problemu govoriti u nastavku. Prema trendu nove energetske snage vozila u mojoj zemlji litijske baterije nego energetskog razvoja, uskoro ćemo prijeći na 300 Watt / kg, uskoro će ovi proizvodi ući na tržište, a to je takozvana ternarna 811 baterija s visokim niklom. Uskoro će ući na tržište, te baterije s visokom specifičnom energijom bit će veće od sigurnosne tehnologije s kojom se suočavaju te baterije s relativno malom energijom.

U tom smislu, Sveučilište We Tsinghua specijalizirano je za temeljna istraživanja i tehnološki razvoj laboratorija za sigurnost baterija. Ovdje vam dajemo kratki uvod u R <000000> D rezultate za vašu referencu. Trenutno je laboratorij za sigurnost baterija Sveučilišta Tsinghua ostvario opsežnu suradnju s domaćim i stranim tvrtkama i istraživačkim institucijama, uključujući BMW, Mercedes, Nissan.

Fokus istraživanja je na tri aspekta toplinske van kontrole, jedan je uzrok topline, uključujući toplinu, električnu energiju i strojeve. Drugo, koji je mehanizam toplinske van kontrole, koji je zaštitni na razini dizajna materijala. Treće je širenje topline, nakon što stanična baterija ne zaustavi gubitak topline, postoji sredstvo sekundarne zaštite, odnosno širenje toplinske van kontrole na razini sustava, sve dok širenje može spriječiti nesreće.

Imamo toplinu baterije koja je više nego energetska izvan kontrole, ne samo zbog samog materijala, već i na razini sustava. Prvi je mehanizam i suzbijanje toplinske van kontrole. Proveli smo s dva eksperimentalna sredstva, jedan je diferencijalni skenirajući kalorimetar za istraživanje toplinske stabilnosti materijala, jedan je termometar za ubrzanje za mjerenje monomernog gubitka topline baterije.

Nekoliko karakteristika visokoproporcionalne toplinske baterije izvan kontrole. Općenito, kada temperatura baterije poraste do određene mjere, baterija će se sama proizvesti. Ovu temperaturu nazivamo T1, a dolazi do stvaranja topline u određenoj mjeri, koja ne može potisnuti, toplinski okidač izvan kontrole, nazvan T2, posljednja temperatura raste do najviše točke TH.

Nejasan mehanizam termostata je važna stvar koja se događa u T2 do T3. Općenito se smatra da je to zbog kratkih spojeva, što vrijedi za konvencionalne baterije, ali otkrili smo da to nije u cijelosti u studiji. Utvrdili smo da nema unutarnjeg kratkog spoja, koji je vruć van kontrole.

To je zato što se nova visokotemperaturna dijafragma otporna na visoke temperature baterije visoke specifične energije nije promijenila, a elektrolit je u osnovi potpuno ispario, ali na 230-250 stupnjeva, kisik i negativna elektroda reaktivna u pozitivnoj elektrodi mijenjaju fazu materijala elektrode. Osim toga, pogledajmo razlike u trodimenzionalnoj litij-ionskoj bateriji različitog sadržaja nikla. Baterija 811 trenutačno ima više od 622 ili 532, a egzotermni vrhovi 811 znatno su viši od toga, što ukazuje da je toplinska stabilnost 811 slaba.

Nakon analize, preliminarni zaključak koji smo dobili je da pozitivna elektroda s visokim sadržajem nikla ima velik utjecaj na cjelokupnu sigurnost baterije, a negativna elektroda silicijevog ugljena nije velika, ali je utjecaj relativno velik nakon prigušenja ciklusa. Postoji i niz putova poboljšanja, kao što je oblaganje materijala, a pronašli smo i novu metodu, a to je zamjena pozitivnog materijala polikristalnih česticama monokristala. Toplinska stabilnost baterije je vrlo dobro poboljšana, odgovarajuća sigurnost je dobro poboljšana.

Drugi je da se toplina širi, pravu nesreću uzrokuje toplinsko širenje, to jest, nakon što monomer baterije potpuno izmakne kontroli, svi paketi baterija se rašire i dogodit će se požar. Prema našem testu i simulaciji širenja topline izvan kontrole, metoda izolacije dizajnirana je za dodavanje materijala za toplinsku izolaciju na putu glavnog prijenosa topline. Eksperimentalno otkriće doista je postiglo učinak širenja separacijskog gubitka topline.

Ova vrsta tehnologije vatrozida usvojena je u propisima koji su se proširili na međunarodna električna vozila moje zemlje. U trećem aspektu, to je uzrok gubitka topline i upravljanja baterijom. Prvi poticaj je unutarnji kratki spoj, a analizom baterije i nesretne baterije utvrđeno je da je ujednačen pol kada se baterija proizvodi, a puknuće presavijenog područja će se dogoditi nakon određenog vremena, što se lako događa, što je sklono kontroli litija, što rezultira gubitkom topline.

Osim toga, nečistoće u procesu proizvodnje također uzrokuju unutarnje kratke spojeve, mi to nazivamo rakom baterije, jer ne znam kada se inducira, a ponekad se često dogodi kratki spoj nakon dugo vremena. U tu smo svrhu izumili alternativnu eksperimentalnu metodu kratkog spoja u bateriji, a očekivane unutarnje kratke spojeve postižemo implantacijom memorijskih legura u određenu bateriju. Nakon što proučimo, unutarnji kratki spoj podijeljen je u četiri kategorije, od kojih su tekućina za koncentraciju aluminija i negativna elektroda najopasniji unutarnji kratki spoj.

Također je potrebno dobro ratovati unaprijed, a mi smo napravili niz istraživanja i dobili trostupanjski evolucijski proces unutarnjih kratkih spojeva. U prvom stupnju se snižava samo napon, nema porasta temperature; drugi stupanj ima porast temperature, a treći stupanj ima nagli porast temperature, koji je toplinski izvan kontrole. U skladu s ovim evolucijskim procesom, nastojimo razlikovati unutarnji kratki spoj u prve dvije faze, a bit će moguće unaprijed pokrenuti upozorenje unutarnjeg kratkog spoja na toplinsku izvan kontrole.

Ova tehnologija je surađivala s Ningde Timesom. Drugi aspekt je naplata, kroz analizu testa jasno smo pretpostavili mehanizam transfekcije i izvan kontrole. Na temelju toga, kroz model termoelektrične spojke za predviđanje performansi prevjesa baterije.

Nesreća s ponovnim punjenjem općenito je mikronaboj, kao što je nedosljednost baterije, jer nedosljednost, već postoji mjesto u procesu punjenja, a neka mjesta nisu puna, to će dovesti do nekih potpuno napunjenih baterija, zatim litij litij u materijalu negativne elektrode, litij mliječni kristal je takozvani litij, što rezultira kratkim spojem, što rezultira kratkim spojem. Kako bismo riješili ovaj problem, razvili smo tehnologiju brzog punjenja litija temeljenu na vrijednosti koja se temelji na referentnoj elektrodi, kontroli potencijala negativne elektrode u nuli (litij ispod nule), koja se dodaje za dodavanje elektrode, odnosno tri elektrode. Na temelju tri elektrode, povratna informacija i promatranje mogu se izvesti na temelju modela.

Ovo je naša neeksperimentalna tehnologija brzog punjenja litijem. Nakon primjene ove tehnologije više nema litija, a brzina punjenja je ubrzana. Treći razlog je starenje.

Nedosljednost nakon starenja baterije će se povećati, što je uzrok sve većeg nerazumijevanja broja ciklusa baterije, a kako je dosljednost kapaciteta loša, točnost upravljanja baterijom je vrlo loša. Osim toga, starenje u okruženju niske temperature ozbiljno utječe na toplinsku stabilnost baterije, a temperatura koja se sama stvara zbog toplinske van kontrole će se smanjiti, što će vjerojatnije uzrokovati toplinsku vankontrolu. Analizom ovih problema otkrili smo da je srž osiguranja sigurnosti baterijskog sustava razvoj naprednog sustava upravljanja baterijama.

Trenutno, u smislu sustava upravljanja baterijama, domaći proizvodi su nedostatni, a točnost je nedovoljna, posebno sigurnosne funkcije, pa je potrebno povećati istraživanje i razvoj sustava upravljanja baterijama. Tsinghua je akumulacija sustava upravljanja baterijama relativno bogata i dobila je 65 patenata, ti su patenti primijenjeni u suradnji s poznatim domaćim i stranim tvrtkama, od kojih su neke također ovlaštene davati Mercedes-Benz Motors. 21110032FEC24409A60490.

JPG Dakle, kako u potpunosti riješiti probleme sa sigurnošću baterije? U posljednje vrijeme možete jamčiti sigurnost kroz neke tehnologije, ali dugoročno je potrebno zaštititi apsolutnu sigurnost baterije. Visoki omjer litij-ionske litijeve baterije može biti razvojni smjer i trendovi u cijelom svijetu, ne možemo razviti baterije visoke specifične energije zbog sigurnosnih problema, ključno je shvatiti ravnotežu između visoke specifične energije i sigurnosti. Na primjer, intrinzični sigurnosni problem litij-ionske baterije s visokom nikalnom ternarnom snagom je taj što mehanizam nalaže da pozitivna elektroda oslobađa kisik.

Možemo odgoditi pozitivno oslobađanje kisika modifikacijom sučelja; poboljšati stabilnost; zatim, jedan je razviti sljedeću generaciju čvrstih elektrolita, temeljno riješiti problem sagorijevanja elektrolita. Na temelju usporedbe snage litijske baterije tehnološke staze, kratko vrijeme je litij-ionska baterija tekućeg elektrolita, a sljedeći korak će se razviti u smjeru solid state baterije. Sveobuhvatno razmotrite razvojni smjer troškova baterije i snage litijske baterije, preporučujemo da i moja zemlja krene sličnim putem, što je kratko vrijeme tekući elektrolit, razvijanje ternarne pozitivne i silicij-negativne elektrode s visokim sadržajem nikla, i potiskuje sustav upravljanja baterijom i toplinsko širenje.

Spriječite sigurnosne nesreće, takve baterije mogu zadovoljiti zahtjeve za 500 kilometara električnih vozila. Srednjoročni i dugoročni, postupni prijelaz s tekućeg elektrolita na punu krutu bateriju, procjenjuje se da će 2030. puna kruta baterija dobiti industrijsku primjenu. Ukratko, moramo nastojati riješiti problem intrinzične sigurnosti dinamičke litijske baterije, jamčiti zdrav razvoj nove energetske automobilske industrije.

Sažetak mog izvješća može se sažeti na sljedeći način: Moramo ispravno sagledati nedavne nove energetske automobile za paljenje, a njihov važan uzrok su problemi s kvalitetom proizvoda, nepoštivanje tehničkih specifikacija i tehničkih standarda, kratki ciklusi tehničke provjere itd. Preporuke politike uključuju: Prvo, izvorni ciljevi industrijalizacije (2020 jedinica doseglo je 350 watt-sat / kg, sustav 260 watt / kg, životni ciklus 2000 puta) su visoki, iz sigurnosne perspektive, mislim da nije preporučljivo to provoditi. Drugo, politike subvencioniranja trebale bi biti u skladu sa zakonom tehnološkog razvoja, a poboljšanje gustoće energije ne bi trebalo biti prebrzo, ne bi se trebalo mijenjati preko učestalosti, to je moja preporuka Ministarstvu financija.

Treće, pokrenuti sigurnosnu specifikaciju godišnjeg pregleda električnih automobila što je prije moguće. U isto vrijeme, za bolje rukovanje i analizu nesreća električnih automobila, najbolje je imati crnu kutiju električnih automobila. U isto vrijeme, baterija bi trebala imati protupožarno sučelje.

Trenutno je baterija jako prazna, što dovodi do poteškoća u gašenju požara, ovi su u pravu. Ministarstvo javne sigurnosti. Konačno, mislim da je sigurnost baterije prva ključna točka revolucionarnih otkrića u tehnologiji baterija.

To je također prvi ključ za poboljšanje performansi čisto električnih vozila. Sigurnost baterije postat će usko grlo tehnologije, kao što je 10 minuta, više od 300 kilometara. Električna tehnologija brzog punjenja donijet će izazove sigurnosti baterija.

Napon raste od 300V do 600V ili čak 800V. Sve je to relevantno za sigurnost i glavno natjecanje na bojnom polju u čisto električnim vozilima u budućnosti. Može se reći da je sigurnost životna linija održivog razvoja električnih vozila.