Ouyang Minggao akadémikusa: Az akkumulátor hőteljesítményének három jellemzője és négy szabályozási módszere

著者：Iflowpower – Portable Power Station ပေးသွင်းသူ

A Kínai Tudományos Akadémia akadémikusa, Ouyang Minggao professzor, Tsinghua Egyetem, hazám. Az akkumulátorbiztonság nagyon fontos alkalmazási értékkel bír a közlekedésben, és a modern utazás, különösen az energiabiztonság terén, szintén globális fókuszba kerül. Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma (DOE) és a Német Tudományos Intézet (BMBF) és a kapcsolódó, nemzetközileg elismert tudósok nemzetközi akkumulátorbiztonsági szemináriumot (IBSW) indítottak, amely 2015-ben a németországi Müncheni Egyetemen, 2017-ben pedig az egyesült államokbeli Sandia National Experimentben folytatódott.

Szoba, sikeresen megtartotta az első és a második nemzetközi akkumulátorbiztonsági szemináriumot (IBSW). 2019. október 7-én Pekingben rendezték meg a 3. Nemzetközi Akkumulátorbiztonsági Szemináriumot. A Tsinghua Egyetem Akkumulátorbiztonsági Laboratóriumának otthont adó közgyűlés témája "az elektromos járművek biztonságosabb, magasabb, mint specifikus akkumulátora".

A találkozón a Kínai Tudományos Akadémia akadémikusa, Ouyang Minggao professzor, a Tsinghua Egyetemen közzétette a vitaindító beszédet, bemutatta a "Tsinghua Egyetem motoros lítium akkumulátorának biztonsági kutatását". A tartalom a következőképpen épül fel: hölgyeim, uraim, mindenki jó! A Tsinghua Egyetemről származom. Mindenekelőtt bemutatjuk Tsinghua Egyetemünk új energiarendszer-kutatócsoportját.

2001 óta, 2001 óta mi vagyunk a nemzeti új energetikai járművek kulcsfontosságú speciális kutatási és fejlesztési csapata, valamint vezető csapat Kínában és az Egyesült Államokban. Csapatunk számos kutatáshoz fontos, beleértve a lítium akkumulátorokat, az üzemanyag-akkumulátorokat és a hibrid energiát. A lítium akkumulátor teljesítménye szempontjából fontos a biztonság; fontosak vagyunk az üzemanyag-akkumulátorok tartósságán; a hibrid szempontjából fontos a belső égésű motor emisszió-szabályozása.

Tehát ez a három fontos fókuszpontunk. Ma fontos bevezetőt adtam Önnek a biztonsággal kapcsolatos kutatási eredményeinkbe. A Tsinghua Egyetem akkumulátorbiztonsági laboratóriumát 2009-ben találták meg.

A hangsúly az akkumulátor biztonságán van. Pontosabban, az akkumulátor hőmérséklete nem szabályozható. Itt bemutatok minket a termikus kontrollon kívüli kutatások előrehaladásával.

Mindenki megérti, hogy a biztonság az elektromos járművekre való összpontosítás problémája, és számos oka lehet a biztonsági baleseteknek. Ha egy akkumulátorban kiváltják az irányítást, a teljes akkumulátorrendszer szétterül, és végül kialakul a baleset. Ez néhány partnerünk az akkumulátorbiztonság terén, köztük nemzetközileg fontos autógyártók és fontos akkumulátorgyártók, valamint fontos autógyártók és fontos akkumulátorgyártók Kínában, valamint licencelünk szellemi tulajdonjogokat, hazai és külföldi cégeket stb.

Ez a mi akkumulátorbiztonsági laboratóriumunk. Tegnap sok résztvevő látogatta meg laboratóriumunkat. Üdvözlök mindenkit a látogatásra és a cserére.

Akkumulátorbiztonsági laboratóriumainkban egy sor vizsgálati módszer létezik, amely egy jellegzetesebb hőszabályozási kísérlet az ARC-vel a szabályozáson kívüli fűtésre. Mi vagyunk a világ nagy kapacitású lítium akkumulátorokkal kapcsolatos ARC-kísérletek egysége. Számos kísérleti vizsgálat után összefoglaltuk az akkumulátor hőszabályozási hőmérsékletének, T1 önmelegindítási hőmérsékletének, T2 hőszabályozási kioldó hőmérsékletének, T2 hőszabályozási kioldó hőmérsékletnek, T3 hőszabályozási maximum hőmérsékletének három jellemzőjét, valamint számos teljesítményű lítium akkumulátor tesztet is elvégeztünk, ennek a törvénynek megfelelően.

A T2 a legkritikusabb, a T1-re mi reagál, az egyértelműbb, általában a SEI film kezdődik, a T3 a teljes reakcióentalpiától függ, a T2 nem túl tiszta, de ez a legkritikusabb is, miért van lassú emelkedés? Ezért a T2 feltárása révén három fontos oka van. Az első egyértelműbb, ez a belső rövidzárlat.

Ez végső soron a membránhoz kapcsolódik, amely rövidre van zárva. Van is egy újonnan tiltott pozitív anyagfelszabadító oxigén, a lítium-lítium, az oxigén pozitív határát foglalja össze, a negatív lítium, a rekeszizom összeomlása, ez a három ok végső soron a T2 kialakulásának fő oka. Az alábbiakban a korábban említett három mechanizmust ismertetem a mechanizmussal, és a termikus szabályozáson kívüli szabályozás előrehaladása, beleértve az első, belső rövidzárlatot és vezérlésünk rövidzárlatát, a BMS.

Másodszor, a hőszabályozást és az akkumulátor termikus kialakítását a pozitív határ okozza. Harmadszor, a lítium-lítium és az elektrolit heves reakciója által okozott termosztát és a töltésvezérlőnk. Ha a három technológia, a három technológia meg tudja oldani a termikus ellenőrzési problémát.

Megvan az utolsó trükk, ami a hőterjedés visszaszorítása, meg kell értenünk a hőterjedés törvényét, miközben visszaszorítjuk a hőterjedést, és végső soron megelőzzük a biztonsági baleseteket. Hadd mutassam be önnek ezt a négy szempontot: Először is, rövidzárlat és BMS. Egyértelműbb, hogy a mechanikai okok, például ütközés, mechanikai, végül a membrán szakadása, vagy az elektromosság, a túltöltés, a lítium elágazás, a dendrites lyukasztás, vagy a túlmelegedés, természetesen előbb-utóbb a túlmelegedés, a túlmelegedés a membrán összeomlásához vezethet, minden ok a rövidzárlathoz kapcsolódik, de a folyamat nem ugyanaz, de a folyamat nem ugyanaz, a membrán összeomlik és a membrán megolvad.

Tehát a fűtési kalorimétert és a DSC-t használjuk, az egyik az anyag exotermából adódó mechanizmusának magyarázata, a másik az, hogy az egész akkumulátor hőátadásából kimelegítjük az egész akkumulátort, és a hőt kivesszük az ellenőrzés alól. Láthatjuk, hogy a membrán megolvadása belső rövidzárlatot okozhat, ami megindítja a hőmérsékletet, és a membrán összeomlása T2-t képez, ami közvetlenül vezeti ki a hőt, ez egy gyakoribb ok. Számos egyéb segédeszközt is alkalmazunk, beleértve a különféle anyagelemzési módszereket, valamint a termikus tömeg- és tömegspektrometriás módszert a különféle anyagok elemzésére.

Ez az alapvető elemzési módszerünk, sokféle elemet, különféle mechanizmusokat elemezhet. Ez az első, és ez is egyfajta hőszabályozási módszer, mindegy, hogy a tervezési szögből nagyon sok munkát tudunk végezni, nem túl vékony, de az erő elég, de a középső A rövidzárlat gyakori problémája, ezért meg kell akadályozni a belső rövidzárlatokat, tanulmányoznunk kell a rövidzárlatot, a rövidzárlatos kísérletek viszonylag összetettek, bizonyos akkumulátoros kísérletek viszonylag összetettek, nincs kiforrott fűtési megközelítés, így feltaláltunk egy új megközelítést a memóriával hőmérséklet, hagyja élesen a memória ötvözetet élesen, kiváltja a hőt az ellenőrzés alól. A szakirodalom és saját kutatásaink alapján négyféle fontos belső rövidzárlat különböztethető meg.

Egyes rövidzárlatok azonnal hőszabályozáshoz vezethetnek, de néhány rövidzár lassan fejlődik ki, és néhány rövidzár lehet, hogy nem veszélyes, de néhány rövidzárlat nagyon veszélyes lesz, és néhány rövidzár mindig lassú, és vannak belső rövidzárlatok a lassulástól a mutációkig, többféle típus létezik. Ennek érdekében néhány szimulációs elemzést is végeztünk, itt nem részletezem. Röviden, végre felfedeztük, hogy az evolúciós típusú rövidzárlatok kialakulása a feszültségesés volt, az első folyamat fontos a feszültség csökkentése.

Ez lesz a hőmérséklet emelkedése a második részben, és végül a hő ellenőrzése nélkül. Tehát erről a lassúságról az első folyamatban, vagyis a feszültségesés szakaszában azt kell észlelni, hogy hibaelhárítást végezzünk, felvegyük, nehogy tovább romoljon, ez a belső rövidzárlat-észlelő algoritmusunk, ez a sorozatos akkumulátorcsomag algoritmusa, beleértve az elsőt a feszültség konzisztenciájából elemezzük, és az akkumulátor feszültsége leesik, ami rövidre zárja ezt az akkumulátort. De ha nem tudja megerősíteni, adjunk hozzá hőmérsékletet.

Ha változott az evolúció után, hozzáadjuk az éghető gáz érzékelőt, így van mód a lassításra és a mutációra. Például a soros akkumulátor feszültség konzisztencia azonosítása, nem mutatom be a konkrét algoritmust. Jól látható, hogy az akkumulátor, amelyik lemerült, nyilvánvaló lehet.

Természetesen egy sor mérnöki módszert kell végrehajtanunk, és van egy egyszerű algoritmus, ami nem elég. Számos projekt releváns tapasztalatához is csatlakozni kell a megítéléshez, ez az adatbázis, ezért a céggel való együttműködés mellett döntünk. Egyszóval ebből a területről, például mikrozárlatból, a gyors töltés miatt jól kihúzhatunk, mert az akku töltés és kisütés közben deformálódni fog, feszültsége lesz, ami a mikrozárlat hirtelen romlását okozza, mint az emberi erek A lepedék benne, hirtelen a trombózis egy nyomó, ha már használjuk a feszültséget, akkor látod a feszültséget és a hőmérsékletet. azt.

Hogyan kell csinálni? Ezt a gázérzékelőt kell használnunk, amely legalább 3 perccel előre megteheti a hőszabályozási figyelmeztetést. Röviden, ezekre az algoritmusokra alapozva új generációs akkumulátor-kezelő rendszert fejlesztünk. A második rész a második mechanizmus, amit az imént mondtunk, csak rövidre van zárva? Van hőveszteség belső rövidzárlat nélkül? Valójában nincs olyan belső rövidzárlat, amely miatt a hőszabályozás megszűnne.

Mivel a membrán folyamatosan növekszik, a pozitív elektróda háromtagú anyagának nikkeltartalma folyamatosan növekszik, kioldódási hőmérséklete folyamatosan csökken, vagyis a pozitív elektróda anyagának hőstabilitása egyre romlik, de a membránunk egyre jobb lesz, így gyenge A láncszem lassan pozitív anyaggá válik. Ezt a kísérletet csináltuk, nincs rövidzárlat, nincs szabályozott hő, eltávolítjuk az elektrolitot, van szabályozatlan hő, és ez középről látszik, van egy hőmentes tüske, ez pozitív és negatív egy darabban, teljesen kész A pozitív és negatív por egy darabban van elhelyezve, drámai felszabadulási csúcs van, ez az oka annak, hogy kiváltott. Konkrétan hol van a meleg csúcs? Pozitív elektróda anyag fázisváltozás, szabad oxigén.

Nézze meg a holland csúcsot, amikor a pozitív és a negatív kombinálódik, a negatív elektróda oxidálódik. Ha nincs csúcs, akkor zárt, bizonyítja, hogy a pozitív heterogenezisből és a negatív elektród reakcióból keletkező hő. Tehát mi ez a mechanizmus? Ez a pozitív és negatív elektróda anyagcseréje, amely az oxigén pozitív vége a negatív elektródához, hogy drámai reakciót hozzon létre, ami a termikus szabályozás kiváltását okozta.

A belső rövidzárlat termikus kontrollálhatatlanságára vonatkozóan az összes mellékhatás, csak az összes mellékhatás alapján modellezhetünk. A DSC többsebességű letapogatása révén ebben a módszerben az összes mellékreakció reakcióállandója kiszámítható, természetesen egy bizonyos módszerrel, végül az energiamegtakarítással kombinálva a minőségmegőrzés képes kiszámítani a hőszabályozás teljes folyamatát, és jól betartható a kísérletben. Így a kapcsolódó tapasztalatokból fejlődhetünk a modell alapú tervezés kialakításához, természetesen sok adatbázis létezik, nincs adatbázis, ez a reakció a különböző anyagok reakciói és a hő kapcsolata.

Az adatbázis alapján természetesen javítanunk kell az anyagokon, a legfontosabb fejlesztések szerintem kettő, az egyik a pozitív anyag, a másik az elektrolit javítása. Mindenekelőtt az oxigén hőmérsékletét poliszantiálisról egykristályra emelhetjük, és látható, hogy megváltoztak a termikus kilépés jellemzői. Például nagy koncentrációjú elektrolitokat használunk, ez is egy mód.

Természetesen mindenki felfedezhet több szilárd elektrolitot. A szilárd elektrolitok nagyon bonyolultak. Hiszünk abban, hogy magának a koncentrátumnak van egy jó tulajdonsága.

Például csökkent a termikus súlya, és csökkent az exoterm teljesítmény. Ebből a közepéből látjuk, és a pozitív nem reagál az elektrolittal, mert az új elektrolízis minőségünk DMC, DMC 100 fokos Elpárolgott. Ez az, amit hiszünk abban, hogy az elektrolit következő lépése több, mint szilárd elektrolit, több az elektrolit adalékából, nagy koncentrációjú elektrolit, és új elektrolitok is lehetnek.

III. rész, a lítium-lítiumról és a töltésvezérlésről. Mindenki megérti, hogy elmondom a lítium-ion akkumulátornak. Mi lesz a teljes életciklus biztonsága az akkumulátor gyengülése után? Megállapítottuk, hogy a teljes életciklus-biztonság közepén a legfontosabb tényező a lítium elemzése, ha nincs lítium-csökkentő akkumulátorbiztonsági állapot, nem romlik, akkor a romlás oka csak a lítium elemzése.

Egy sor bizonyítékot találhatunk, mint például az alacsony hőmérsékletű gyorstöltés, az alacsony hőmérsékletű gyorstöltés, a T2 hőmérséklete fokozatosan csökken, és a hőveszteség korábban történt, ez az akkumulátor kapacitásának csillapítása, 100%-ról 80%-ra. Nyilvánvalóan megfelelnek, litikusan az alacsony hőmérsékletű töltéstől az új akkumulátortól a régi akkumulátorig. A másik a gyorstöltés.

A gyorstöltés után látható, hogy a T2 hőmérsékletcsökkenése 100 fokra csökken. Az új akkumulátor kezdetétől 200-tól több mint 100 fokig a hőveszteség korábban, gyorsabban jelentkezett. Mi ez az ok? Ez is lítium-lítium, láthatjuk, hogy sok a lítium, és a lítiumban kevés van jelentős mértékben.

A lítium elemzése nagy mennyiségű exoterm, így még mindig lítium, a lítium csapadéka közvetlenül reagál az elektrolittal, ami sok hőmérséklet-emelkedést okoz, és közvetlenül hőveszteséget okozhat. Ezért tanulmányoznunk kell a lítiumot, csakúgy, mint a rövidzárlatot tanulmányunkban, hogyan tanulmányozzuk a lítiumvizsgálatokat? Először a lítium-lítium folyamatát láthatjuk. Itt a töltés, vége a töltésnek, látszik, hogy kezd beindulni a lítium, hátul van egy nagy része, ez a lítium folyamata.

A mostani kísérlet a Vörös vonalról látható, ez az aktivált lítium, reverzibilis lítium. A halálnak is van egy része, a reverzibilis lítium, újra beágyazható, és a negatív elektróda túlpotenciál, és a túlzott fokozati túlelektromosság 0-ra nő, ami reverzibilis lehet lítiumra. Természetesen az elhalt lítiumot nem lehet visszaszerezni.

Ez felszólítást ad nekünk. Tudjuk-e átadni a reverzibilis lítium folyamatát a lítium mennyiségének kimutatására, például visszamegy ez a folyamat, ez a folyamat egy feszültségen lévő platformnak felel meg, szimuláltuk, és megtaláltuk ezt a platformot. Amikor nagyon alacsonyan vagyunk, nincs jelenség, normális feszültség polarizálódik, nem ez a platform.

Tehát ez a platform egy jó jel, a platform végét differenciálással tudjuk meghatározni, ez a platform vége, amely a lítium mennyiségét jelenti, és van kapcsolat a lítium teljes mennyiségével, megjósolhatja a képletet. Azt is megtudtuk kísérletekből, hogy ez egy töltési, álló folyamat. Azt is látjuk, hogy a lítium középről látszik, ez a kísérlet eredménye.

Tehát így töltés után megtaláljuk, de ez töltés utáni eredmény, nem engedhetjük bele a töltési folyamatba a lítiumot? Természetesen ahhoz, hogy a lítiummal minél többet tudjunk bánni, ehhez segítenünk kell a modellünket. Ez az egyszerűsített P2D modell, amit csináltunk, láthatja a negatív elektróda potenciálját, csak azt mondja, hogy a negatív elektróda potenciálja és a lítium lítium, amíg a negatív elektróda túlpotenciálját szabályozzuk, garantálni tudjuk a lítiumot. Ezzel a modellel levezetheti a lítium töltési görbéjét, hagyjuk, hogy a negatív elektródpotenciál ne legyen kisebb nullánál, így megkaphatja a legjobb töltési görbét a lítium-lítiumhoz.

A három elektródával kalibrálhatjuk ezt a görbét, ami a töltési algoritmusunk. Együttműködtünk a céggel, ami jól látható, hogy ezzel az algoritmussal teljes mértékben megvalósítható a lítium, de ez egy kalibrációs folyamat, idővel az akkumulátor csillapítási teljesítményének növelése változtatható, mit tegyünk, visszacsatolnunk kell, így visszajelzést adtunk a lítium lítium vezérlő algoritmusára, vagyis van egy megfigyelő, aki ezt a negatív negatív megfigyelést, elektroelektrikus megfigyelést figyeli. ez a megfigyelő, valójában egy matematikai modell. Ez nagyon hasonlít a mi SOC-nkhoz, van megfigyelő algoritmusunk, van visszacsatolásunk a feszültségről, hogy a lítiumtöltés valós idejű vezérlését elvégezhessük, valamint együttműködünk a céggel.

Ebben a folyamatban még mindig sajnáljuk, hogy közvetlenül használhatja az érzékelőt negatív teljesítményre? Ezért további kutatások célja ennek a túlfeszültség-érzékelőnek a kifejlesztése. Mindenki érti a korábban említett hagyományos három elektródát. Élettartama korlátozott, szenzorként nem használható, a közelmúltban vegyszerrendszerrel is együttműködünk.

A kémiai osztály Zhang Qiang csapata, mivel ők egy csapat, amely nagyon összefüggő tapasztalattal rendelkezik, áttörést ezen a területen, a teszt élettartama 5 hónapnál hosszabb lehet, több mint 5 hónapot kell használni, mert valójában Ha az alkalmazás csak a gyorstöltésben van, nem mindig használják, és 5 hónapra elegendő. Ezután munkánk a negatív túlteszt teljesítményérzékelő visszacsatoló töltésvezérlésén alapul. A negyedik rész, a termikus kontrollon kívüli rész, ha nem dolgozunk elöl, akkor a hőszabályozás elterjedése és az elnyomási módszerünk.

Mindenki megérti, hogy ez a mechanikai visszaélés közvetlenül átszúrja vagy extrudált az akkumulátor azonnal keletkezett égési robbanás, amely a terjedési folyamat, ez a terjedés a mi terjedését. Az első a hőmérsékleti mező vizsgálata. Ez a párhuzamos akkumulátorcsomagunk terjedési folyamata.

A folyamat terjedésének mechanizmusa a fenti. Miért egy szakasz a szakaszon, mert amikor az első akku hőstabil, akkor rövidre fog zárni, minden áram Ide jönnek, így leesik a feszültség, de ha egyszer eltörik, akkor visszamegy, ez a párhuzamos hőveszteség jellemzői. Ez egy soros akkumulátorcsoport, és a sorozatos akkumulátorcsoport tisztán hőátadási folyamat.

Ez egy másik helyzet, a rend kezdete, végre elterjedt, persze, mert középen égés van, nem csak hőátadás, ez azonnal robbanásveszélyes balesetekhez, égési balesetekhez stb. Ez az egész rendszer folyamata, a teljes PACK terjedési folyamata, kommunikációja szabályos, D2-től először U2-ig, D1 szinte egyidejű, aztán más, ez már lényegében nincs, mert van szigetelés, ez megkéri A mi kialakításunk továbbra is nagyon fontos az akkumulátorcsomagoknál. Ennek megfelelően a célunk természetesen a modellszimulációs tervezésen alapul, mert ez a folyamat nagyon bonyolult, ha csak az ehhez kapcsolódó tapasztalat nagyon nehéz, akkor ezt csináljuk.

Mindenkinek tudnia kell, hogyan kell a szimuláció paramétereit venni, a paramétereket lehet módosítani, de a paraméterek száma értelmetlen, ezért részletes vizsgálatot végzünk a paraméterekben, a paraméterezés nagyon ügyes folyamat, itt nem részletezem, módszerek sorozata. Ezzel a modellkalibrációs modellel tudunk tervezni, ez a hőszigetelés tervezése. Csak az akkumulátor nem elegendő, és van egy klassz design.

Van még néhány akkumulátoros szigetelés, a hőleadásnak minden lehetségesnek kell lennie, ez a diákjaink által kifejlesztett tűzfal technológia, a szigetelés, a hőleadás, a szigetelésen keresztül történő blokkolás, a hőleadás, és a hő az energia, ez a két együttműködés. Ez egy csomó kísérlet, ez a teljes akkumulátorcsomag kísérlete a vadonban, egy hagyományos akkumulátorcsomag, egy tűzfallal ellátott akkumulátor. A tűzfalakkal szerelt akku most kezdte ezt, elég nagy a füst, lassan, nincs égés, nincs meleg terjedés, a hagyományos akkuk végre meleg terjedést és égést alakítanak ki.

Ezt át tudjuk adni, észrevesszük igazán. Erről a munkáról van szó, egy sor nemzetközi szabályozásban is részt veszünk. Most, hogy tovább csináltuk, ez a folyamat a kitörés, bonyolultabb, most nem adtunk hozzá a szimulációhoz, a kitörési modell természetesen az, de nem pontos.

A kísérletből látható, hogy van szilárd halmazállapotú, folyékony, gázhalmazállapotú háromállapotú, ez a köztes gázhalmazállapotú néhány éghető gáz, ami üzemanyag, szilárd halmazállapotú egyes szilárd részecskék, amelyek gyakran lángot képeznek. Hogyan kell csinálni? Az egyik a részecskék összegyűjtése, csakúgy, mint a hagyományos autók esetében, hogy a részecskéket a szűrőn keresztül rögzítse. A másik felhígult, az éghető gázt engedjük túl a tűzhatáron, most ezt csináljuk.

Végül készítek egy összefoglalót. A hőszabályozás három folyamata van, amelyekben ezek előfordultak. Az indukcióban különböző okok vannak az indukcióban, sokat mondtam, persze, van egy másik része az ütközőgépünknek, nem mondtam, most ezek előtt állunk, ezek a dolgok még mindig nincsenek szabályozva, érezzük, hogy később igen.

Másodszor, a termikus nem szabályozható. Három hőmérsékletet említettünk, amelyek közül három okot mutatunk be itt. Kitörés és tűz van az akkumulátor belsejében.

Fontos, hogy az elektrolit állapota, az elektrolit forráspontja határozza meg. Végül terjed, és mi is terjedhetünk, van egy hirtelen terjedés, például egy tűz, ami a rugalmas tűzhöz csap ki, és végül súlyos égéshez vezet, mindazokat a problémákat, amelyeket itt bemutattunk, meg kell oldani. .