הסבר את המצבר לרכב החשמלי למה להתפוצץ

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

בטיחות סוללת ליתיום חדשה לרכב אנרגיה חדשה לאחרונה תאונת דרכים חשמליות מודאגת מאוד, אז היום, התמקדו בבטיחות של כלי רכב חשמליים. אני רוצה להציג בפניכם ארבעה היבטים, קודם כל, סטטיסטיקת תאונות דרכים חשמליות. זהו סיכום הסיבות להתלקחות עצמית של כלי רכב חשמליים זרים מאז השנים האחרונות, וחשוב להתרסק.

למעשה, גם מכוניות דלק יקבלו אש לאחר התנגשות, שהיא האש של הסטטיסטיקה המקומית. יש כמה מאפיינים כאלה בארץ: ראשית, זו סוללת שלושה יואן, וגם ליתיום ברזל פוספט, חשוב להיות סוללה משולשת, יותר מחצי. שנית, הסוללה הגלילית היא בעיקר, זה אחד הסוגים היותר חשובים, מכיוון שמדובר במעטפת פלדה, הנפח הדוק, כך שברגע שהתרמית יוצאת משליטה, היא תתפוצץ, מה שיצית סוללות אחרות.

שלישית, תאונת אירוע האש היא גדולה יחסית. באופן כללי, אם הסוללה לא חמה לאחר פריקה לעומק מסוים, התרמית יוצאת מכלל שליטה היא בדרך כלל במלואה, כך שקל לגרום לה בעת הטעינה, כי הסוללה ומערכת הטעינה מחוברות יחד, והיא תרמית יצאה משליטה כאשר זה הכי קל, יש קצר חשמלי של מכשירי חשמל במתח גבוה, שקל לגרום לתאונה וכו&39;.

כמו כן, מנקודת המבט של הדגם, לדגמים החדשים והישנים יש, מערכת המצברים אינה גבוהה במיוחד, כי חשיבות התאונה היא שהתאונה בשנים הראשונות, המראה הכללי של המערכת אינו גבוה במיוחד, לא מאוד גבוה מאשר סוללות אנרגיה אנו חושבים. יש לומר שהטרמוסטט של הסוללה הוא הגורם העיקרי לתאונות אלו, מהי התרמית שיצאה משליטה של ​​סוללות? טמפרטורת הסוללה מגיעה לסוללה לוחצת תהיה תגובה שלילית של השרשרת, תגובת התגובה, כך שהטמפרטורה עולה במהירות, המהירות הגבוהה ביותר יכולה להגיע לעליית הטמפרטורה בשנייה, ולכן המהירות שלה מהירה מאוד. מה הסיבה לחוסר שליטה בתרמית? הראשון הוא שהסוללה מתחממת יתר על המידה.

רק אמרתי שהסוללה חמה והיא תהיה חמה. ישנן סיבות שונות להתחממות יתר. יכול להיות שהסוללה עצמה לא אחידה, יש טמפרטורת אזור מקומית, טעינת יתר, בחוץ הסיבה לחשמל הזה, קצר חשמלי פנימי וכו&39;.

יהיה אקסותרמי, כמו גם סיבות מכניות, יותר מים, לא טוב, התנגשות וכו&39;. בואו נסתכל על הסיבה העיקרית לתאונות אלו, אנו חושבים שזו בעיה באיכות המוצר. בעיות איכות המוצר מתייחסות למוצר בתכנון, ייצור, אימות, ללא עמידה קפדנית בתקנים טכניים ונורמות רלוונטיות.

ישנם שלושה סוגים של שלוש קטגוריות, ראשית, אימות בדיקת מוצר סוללה; שנית, שינוי אמינות במהלך השימוש ברכב; שלישית, לטעינת טכנולוגיית ניהול הבטיחות יש בעיות. בואו ננתח את ההיבטים הללו. ראשית, בדיקת מוצר הסוללה אינה מספקת.

מכיוון שמחזור המדיניות של סבסוד הוא שנה, הוא לא מאוד תואם את מחזור פיתוח המוצר. לדוגמה, השיפור של מערכת החומרים הכימיים שלנו הוא בדרך כלל יותר משנה אחת, אך מכיוון שהחברה עוקבת אחר האזהרה על הסובסידיה, בצע בעיוורון אנרגיה גבוהה מהספציפית, קצר את זמן אימות הבדיקה. לעיתים על מנת לקצר את מחזור הפיתוח, לרוב מועדפת שיטת השיפור הפיזי, כמו עיבוי החומר הפעיל של הסוללה, דיאפרגמה דקה, כך שהסוללה מוגברת, אך ביצועי הבטיחות יורדים.

השני הוא שאמצעי בדיקת המצבר החשמלי אינם מושלמים, ולא ניתן לשקף את תנאי השימוש במכונית האמיתית. חלק גדול מהחברה אינו קובע את תקן בדיקת בטיחות הסוללה הפנימי של החברה, לחלק מהחברות אין יכולת לבדיקת בטיחות סוללות, איכות הייצור אינה אחידה. הסיבה השלישית היא רק עכשיו, האמינות יורדת במהלך השימוש בהזדקנות.

לדוגמה, אפקט האיטום גרוע במחזור החיים המלא. באופן כללי, האיטום של המצבר שלנו הוא לעבור את תקן IP67, אך לאחר השימוש ברכב, האיטום יתקלקל, וכתוצאה מכך מים במים יקצרו בקלות. כמו כן, כמו ריתוך בלייזר של הסוללה, החלק הפנימי של נקודת הריתוך נוטה לחללים, מה שיגרום לעכבה חדשה, אשר בתורה מובילה לנקודות טמפרטורה גבוהות, הגורמת לטרמית ללא שליטה.

יש גם את ההזדקנות של מערכת הסוללות ומטען מכשירי חשמל במתח גבוה. לדוגמה, המגע שאנו מטעינים נפתח לעתים קרובות, לפעמים הוא יקשתי, וכתוצאה מכך צריבה זו או הידבקות של הטמפרטורה הגבוהה ומשטח המגע, יקצר, יקחז חום, אלו הסיבות לאיבוד חום. הסיבה הרביעית היא לטעון, תקשורת הנתונים אינה סטנדרטית במהלך הטעינה, וליצרן של יצרני BMS ומטענים אין יישום קפדני של תקנים לאומיים שפורסמו לאחרונה.

הבטיחות התפקודית של הטעינה, על פי מערכת ניהול הסוללות שלנו, הטעינה היא פונקציית הפעלה טובה מאוד, וכאשר היא נשלטת על ידי מערכת ניהול הסוללה, אין לנו כרגע יישום קפדני של נורמות בטיחות פונקציונליות, היא ISO26262 נורמה זו אינה מיושמת במלואה, מה שנגרם גם מהסיבות לכך שלא עמדנו בתקן. התקנים הרלוונטיים לבטיחות טעינה אינם נאכפים בקפדנות. לדוגמה, לממסר הטעינה שלנו צריכים להיות פונקציות אבחון, אך חלקן על מנת לחסוך בעלויות.

מערכת ניהול סוללות וערימת טעינה אין התקן זיהוי בידוד מוסמך לציוד, ומעגל הטעינה שנוצר על ידי הרכב וערימת הטעינה אינו עומד במתח הבידוד של דרישות התקן, מרחק טיפוס, עומס יתר, רמת IP, כוח החדרה, נעילה, עליית טמפרטורה, פגיעת ברק כל האינדיקטורים מחייבים שה-BMS אינו מונע באופן קפדני. למה זו בעיה באיכות? כלומר, אנחנו בתכנון, ייצור, שימוש ומוודא את כל ההיבטים, ללא עמידה קפדנית בין תקנים ונורמות. כמובן שחסר לנו כמה, כמו בדיקת הבטיחות השנתית שלנו, זה חסר, אבל זו לא חברה.

זו הממשלה. דברים לעשות. סוללה גבוהה מאנרגיה עומדת בפני אתגר טכנולוגי אבטחה חמור יותר, אז אדבר על בעיה זו להלן.

על פי המגמה של סוללת ליתיום כוח רכב האנרגיה החדש של המדינה שלי מאשר פיתוח אנרגיה, בקרוב נתקדם ל-300 וואט / ק"ג, בקרוב מוצרים אלה ייכנסו לשוק, שהוא מה שנקרא סוללת 811 ניקל גבוהה. בקרוב ייכנסו לשוק, סוללות האנרגיה הספציפיות הללו יהיו גבוהות יותר מטכנולוגיית הבטיחות העומדת בפני סוללות האנרגיה הנמוכות יחסית הללו. בהקשר זה, אוניברסיטת We Tsinghua מתמחה במחקר ופיתוח טכנולוגי בסיסי של מעבדות בטיחות סוללות.

כאן, תציג בקצרה את התוצאות של R <000000> D, לעיונך. נכון לעכשיו, מעבדת בטיחות הסוללה של אוניברסיטת Tsinghua שיתפה פעולה באופן נרחב עם חברות ומוסדות מחקר מקומיים וזרות, כולל BMW, Mercedes, Nisan. המיקוד המחקרי הוא בשלושה היבטים של חוסר שליטה תרמי, האחד הוא הגורם לחום, כולל חום, חשמל ומכונות.

שנית, מהו המנגנון של חוסר שליטה תרמי, שהוא מגן ברמת עיצוב החומר. השלישית היא התפשטות החום, ברגע שסוללת התא לא עוצרת את איבוד החום, יש אמצעי הגנה משני, כלומר התפשטות תרמית יוצאת משליטה ברמת המערכת, כל עוד הפיזור יכול למנוע תאונות. יש לנו סוללה תרמית גבוהה מאנרגיה שיצאה משליטה, לא רק על ידי החומר עצמו, אלא גם מרמת המערכת.

הראשון הוא המנגנון והדיכוי של חוסר שליטה תרמי. ביצענו משני אמצעים ניסיוניים, האחד הוא קלורימטר סריקה דיפרנציאלי למחקר יציבות תרמית של החומר, האחד הוא מדחום תאוצה למדידת אובדן חום מונומרי של הסוללה. מספר מאפיינים של סוללת אנרגיה בפרופורציות גבוהות יצאו משליטה.

באופן כללי, כאשר טמפרטורת הסוללה עולה במידה מסוימת, הסוללה תיוצר באופן עצמי. אנו קוראים לטמפרטורה הזו T1, ויצירת החום מתרחשת במידה מסוימת, שאינה יכולה לדכא, טריגר תרמי שיצא משליטה, הנקרא T2, הטמפרטורה האחרונה עולה לנקודה הגבוהה ביותר TH. מנגנון תרמוסטט לא ברור הוא דבר חשוב שקורה ב-T2 עד T3.

זה נחשב בדרך כלל בגלל קצר חשמלי, מה שנכון לסוללות קונבנציונליות, אבל מצאנו שזה לא לגמרי במחקר. גילינו שאין קצר חשמלי פנימי, שהוא חם ללא שליטה. הסיבה לכך היא שהדיאפרגמה החדשה עמידה בטמפרטורה גבוהה של סוללת האנרגיה בעלת הספציפיות הגבוהה לא השתנתה, והאלקטרוליט בעצם מתאדה לחלוטין, אך בטמפרטורה של 230-250 מעלות, מופיעים החמצן והאלקטרודה השלילית תגובתית בשינוי הפאזה של חומר האלקטרודה החיובית.

בנוסף, בואו נסתכל על ההבדלים בסוללת הליתיום-יון התלת מימדית בעלת תכולת ניקל שונה. סוללת ה-811 היא כיום יותר מ-622 או 532, והפסגות האקזותרמיות של 811 גבוהות משמעותית מזה, מה שמצביע על כך שהיציבות התרמית של ה-811 ירודה. לאחר ניתוח, המסקנה המוקדמת שקיבלנו היא שלאלקטרודה החיובית הגבוהה מניקל יש השפעה רבה על כל בטיחות הסוללה, והאלקטרודה השלילית של פחם הסיליקון אינה גדולה, אך ההשפעה גדולה יחסית לאחר הנחתת המחזור.

יש גם סדרה של מסלולי שיפור, כמו ציפוי החומר, ומצאנו שיטה חדשה, שהיא החלפת החומר החיובי של הפולי-גבישי בחלקיקי גביש בודדים. היציבות התרמית של הסוללה היא שיפור טוב מאוד, אבטחה מקבילה יש שיפור טוב. השני הוא שהתפשטות החום, התאונה האמיתית נגרמת מהתפשטות תרמית, כלומר, לאחר שמונומר סוללה יצא לחלוטין משליטה, כל ערכות הסוללות כולן מתפזרות, והשריפה תתרחש.

על פי הבדיקה והסימולציה שלנו של התפשטות תרמית מחוץ לשליטה, שיטת בידוד נועדה להוסיף חומרים מבודדי חום בדרך של העברת חום מובילה. התגלית הניסויית אכן השיגה את ההשפעה של התפשטות אובדן חום הפרדה. סוג זה של טכנולוגיית חומת אש אומצה בתקנות שהתפשטו בכלי הרכב החשמליים הבינלאומיים של ארצי.

בהיבט השלישי, הוא הגורם לאובדן חום וניהול הסוללה. התמריץ הראשון הוא קצר חשמלי פנימי, וניתוח המצבר וסוללת התאונה נמצא כי הקוטב האחיד בעת ייצור הסוללה, והקרע של האזור המקופל יתרחש לאחר פרק זמן, שקל להתרחש, אשר נוטה לבקרת ליתיום, וכתוצאה מכך אובדן חום. בנוסף, זיהומים בתהליך הייצור גורמים גם לקצרים פנימיים, שמנו את זה שנקרא סרטן הסוללה, כי אני לא יודע מתי זה מושרה, ולפעמים זה קורה לקצר לאחר זמן רב.

לשם כך, המצאנו שיטה נסיונית חלופית לקצר בסוללה, ומשיגה קצרים פנימיים צפויים על ידי השתלת סגסוגות זיכרון בסוללה מסוימת. לאחר שנלמד, הקצר הפנימי מחולק לארבע קטגוריות, מהן נוזל ריכוז האלומיניום והאלקטרודה השלילית הם הקצר הפנימי המסוכן ביותר. יש צורך גם להילחם זמן רב מראש, ועשינו סדרה של מחקר והשגנו את תהליך האבולוציה התלת-שלבי של קצר חשמלי פנימי.

בשלב הראשון, רק המתח מוריד, אין עליית טמפרטורה; בשלב השני יש עליית טמפרטורה, ובשלב השלישי יש עליית טמפרטורה חדה, שהיא תרמית יוצאת משליטה. על פי תהליך התפתחות זה, אנו שואפים להבחין בין הקצר הפנימי בשני השלבים הראשונים, וניתן יהיה להפעיל מראש את אזהרת הקצר הפנימי של התרמית שיצאה משליטה. טכנולוגיה זו שיתפה פעולה עם Ningde Times.

ההיבט השני הוא טעינה, יש לנו בבירור הנחת היסוד של הטרנספקציה ומנגנון היציאה משליטה באמצעות ניתוח בדיקה. על בסיס זה, באמצעות מודל הצימוד התרמו-אלקטרי כדי לחזות את הביצועים של הסוללה. תאונת הטעינה היא בדרך כלל מיקרו-טעינה, כמו חוסר העקביות של הסוללה, מכיוון שחוסר העקביות, יש כבר מקום בתהליך הטעינה, ומקומות מסוימים אינם מלאים, זה יוביל לכמה סוללות מלאות, ואז ליתיום ליתיום בחומר האלקטרודה השלילי, גביש ליתיום לקטרי הוא מה שנקרא ליתיום, וכתוצאה מכך קצר חשמלי, וכתוצאה מכך.

על מנת לפתור בעיה זו, פיתחנו את טכנולוגיית המטען המהיר של ליתיום מבוססת ערך המבוססת על אלקטרודת הייחוס, שליטה בפוטנציאל של האלקטרודה השלילית באפס (ליתיום מתחת לאפס), שמתווסף להוספת אלקטרודה, כלומר שלוש אלקטרודות. בהתבסס על שלושת האלקטרודה, ניתן לבצע משוב ותצפית על בסיס המודל. זוהי טכנולוגיית הטעינה המהירה של הליתיום הלא ניסיונית שלנו.

לאחר יישום טכנולוגיה זה, אין ליתיום להתרחש, ומהירות הטעינה מואצת. הסיבה השלישית היא ההזדקנות. חוסר העקביות לאחר הזדקנות הסוללה תתרחב, וזה הגורם לכך שחוסר ההתאמה של מספר מחזורי הסוללה יגדל, וככל שעקביות הקיבולת ירודה, הדיוק בניהול הסוללה ירוד מאוד.

בנוסף, ההזדקנות בסביבת הטמפרטורה הנמוכה משפיעה קשות על היציבות התרמית של הסוללה, והטמפרטורה היוצרת העצמית של התרמית שיצאה מכלל שליטה תרד, מה שסביר יותר לגרום לאי שליטה תרמית. באמצעות ניתוח הבעיות הללו, מצאנו כי הליבה של הבטחת בטיחות מערכת הסוללה היא פיתוח מערכת ניהול סוללה מתקדמת. נכון לעכשיו, מבחינת מערכות ניהול סוללות, מוצרים מקומיים אינם מספיקים, והדיוק אינו מספיק, במיוחד פונקציות אבטחה, ולכן יש צורך להגביר את המחקר והפיתוח של מערכות ניהול סוללות.

צבירת מערכת ניהול הסוללות של Tsinghua בשפע יחסית, וקיבלה 65 פטנטים, פטנטים אלו בוצעו בשיתוף פעולה של חברות מקומיות וזרות מפורסמות, חלקן מורשות גם לתת למרצדס-בנץ מוטורס. אז איך פותרים לחלוטין בעיות בטיחות סוללות? לאחרונה, ניתן להבטיח בטיחות באמצעות טכנולוגיות מסוימות, אך בטווח הארוך, יש צורך להגן על הבטיחות המוחלטת של הסוללה. יחס גבוה של סוללת ליתיום-יון עם כוח ליתיום יכול להיות כיוון ומגמות פיתוח ברחבי העולם, אנחנו לא יכולים לפתח סוללות אנרגיה ספציפיות במיוחד בגלל בעיות אבטחה, המפתח הוא להבין את האיזון בין אנרגיה ספציפית גבוהה לאבטחה.

לדוגמה, בעיית האבטחה הפנימית של סוללת ליתיום יון בעלת ניקל גבוה היא שהמנגנון הוא שהאלקטרודה החיובית תשחרר חמצן. אנו יכולים לעכב את השחרור החיובי של חמצן באמצעות שינוי הממשק; לשפר את היציבות; לאחר מכן, האחד הוא לפתח את הדור הבא של אלקטרוליטים מוצקים, לפתור באופן יסודי את בעיית שריפת האלקטרוליטים. בהתבסס על השוואת מסלול טכנולוגיית סוללת הליתיום הכוח, זמן קצר הוא סוללת ליתיום-יון של אלקטרוליט נוזלי, והשלב הבא יתפתח בכיוון של סוללת המצב המוצק.

לשקול באופן מקיף את כיוון הפיתוח של עלות סוללה וסוללת ליתיום כוח, אנו ממליצים שגם המדינה שלי תנקוט בנתיב דומה, שהוא זמן קצר הוא אלקטרוליט נוזלי, מפתחת אלקטרודה טרינרית ניקל גבוהה וסיליקון שלילית, ומדכא את מערכת ניהול הסוללה והתפשטות תרמית. מניעת תאונות בטיחות, סוללות כאלה יכולות לעמוד בדרישות של 500 קילומטרים של רכבים חשמליים. המעבר הדרגתי מהאלקטרוליט הנוזלי לסוללת המצב המוצק המלא, לטווח הבינוני והארוך, המוערך בסוללת המצב המוצק המלא לשנת 2030 יקבל יישום תעשייתי.

בקיצור, עלינו לשאוף לפתור את בעיית האבטחה הפנימית של סוללת ליתיום דינמית, להבטיח פיתוח בריא של תעשיות רכב באנרגיה חדשה. ניתן לסכם את הסיכום של הדו"ח שלי כך: עלינו להסתכל בצורה נכונה על מכוניות האנרגיה החדשות שנדלקו לאחרונה, והסיבה החשובה שלה היא בעיות באיכות המוצר, אי עמידה במפרטים טכניים ותקנים טכניים, מחזורי אימות טכניים קצרים וכו&39;. בהמלצות המדיניות כוללות: ראשית, יעדי התיעוש המקוריים (2020 יחידות הגיעו ל-350 וואט-שעה/ק"ג, המערכת ל-260 וואט/ק"ג, חיי המחזור פי 2000) גבוהים, מבחינת הבטיחות, אני חושב שלא כדאי ליישם זאת.

שנית, פוליסות סבסוד צריכות לעמוד בחוק הפיתוח הטכנולוגי, ושיפור צפיפות האנרגיה לא צריך להיות מהיר מדי, לא צריך להשתנות בתדירות, זו המלצתי למשרד האוצר. שלישית, השקת מפרט בדיקה שנתית לבטיחות לרכב חשמלי בהקדם האפשרי. יחד עם זאת, על מנת לטפל ולנתח טוב יותר תאונות דרכים חשמליות, עדיף שיהיו מכוניות חשמליות קופסה שחורה.

יחד עם זאת, על ערכת הסוללות להיות ממשק בטיחות אש. נכון לעכשיו, ערכת הסוללות מתה מאוד, מה שמוביל לקושי בכיבוי אש, אלה צודקים. המשרד לביטחון פנים.

לבסוף, אני חושב שבטיחות הסוללה היא נקודות המפתח הראשונות של פריצות דרך מהפכניות בטכנולוגיית הסוללה. זהו גם המפתח הראשון לשיפור הביצועים של רכבים חשמליים טהורים. בטיחות הסוללה תהפוך לטכנולוגיית צוואר בקבוק, כמו 10 דקות, יותר מ-300 קילומטרים.

טכנולוגיית טעינה מהירה חשמלית תביא אתגרים לבטיחות הסוללה. המתח עולה מ-300V ל-600V או אפילו 800V. כל אלה רלוונטיים לאבטחה, ולתחרות שדה הקרב העיקרית בכלי רכב חשמליים טהורים בעתיד.

ניתן לומר שביטחון הוא קו החיים של פיתוח בר קיימא של כלי רכב חשמליים.