Leg uit waarom de accu van een elektrische auto ontploft

Auctor Iflowpower - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

Veiligheid van lithium-ionbatterijen voor nieuwe energievoertuigen is de laatste tijd een groot probleem bij ongevallen met elektrische auto&39;s. Daarom ligt de focus vandaag op de veiligheid van elektrische voertuigen. Ik wil u graag vier aspecten voorstellen. Allereerst de statistieken over ongelukken met elektrische auto&39;s. Dit is een samenvatting van de redenen voor de zelfontbranding van buitenlandse elektrische voertuigen in de afgelopen jaren, en het is belangrijk om te crashen.

In feite kunnen brandstofauto&39;s ook in brand vliegen na een botsing, wat de brand is van de binnenlandse statistieken. Er zijn zo weinig kenmerken in het land: ten eerste is het de drie-yuan batterij, en lithium-ijzerfosfaat is ook, het is belangrijk om een ​​ternaire batterij te zijn, meer dan de helft. Ten tweede is de cilindrische batterij een van de belangrijkste typen, omdat het een stalen omhulsel heeft en het volume klein is. Als de thermische spanning buiten controle raakt, zal deze exploderen, waardoor andere batterijen vlam zullen vatten.

Ten derde is het ongevalsincident met ladingvuur relatief groot. Over het algemeen geldt dat als de accu niet heet is na ontlading tot een bepaalde diepte, de thermische ontregeling meestal volledig is. Dit kan gemakkelijk gebeuren tijdens het opladen, omdat de accu en het laadsysteem met elkaar zijn verbonden. Wanneer de thermische ontregeling het gemakkelijkst is, is er bijvoorbeeld sprake van kortsluiting van elektrische apparaten met een hoog voltage. Dit kan gemakkelijk een ongeluk veroorzaken.

Ook vanuit het perspectief van het model, de nieuwe en oude modellen, is het batterijsysteem niet erg hoog, omdat het belang van het ongeval is dat het ongeval in de eerste paar jaar, het algehele uiterlijk van het systeem is niet erg hoog, niet erg hoog dan de energie van batterijen die wij denken. Batterijthermostaat zou de belangrijkste oorzaak van deze ongelukken moeten zijn, wat is de thermische onbeheersbaarheid van batterijen? De batterijtemperatuur bereikt een persende batterij zal een negatieve reactie van de ketting hebben, de reactiereactie, dus de temperatuur stijgt snel, de hoogste snelheid kan de temperatuurstijging per seconde bereiken, dus de snelheid is erg snel. Wat is de oorzaak van thermische onbeheersbaarheid? De eerste is dat de batterij oververhit raakt.

Ik zei alleen dat de batterij heet is en dat hij heet zal blijven. Er zijn verschillende redenen voor oververhitting. Het kan zijn dat de accu zelf ongelijk is, dat er een lokale temperatuur is, dat er sprake is van overbelasting, dat er sprake is van elektriciteit van buitenaf, dat er sprake is van interne kortsluiting, etc.

zal exotherm zijn, evenals mechanische redenen, meer water, niet goed, botsing, etc. Laten we eens kijken naar de belangrijkste reden voor deze ongelukken. Wij denken dat het een probleem is met de productkwaliteit. Problemen met de productkwaliteit hebben betrekking op het product tijdens het ontwerp, de productie en de verificatie, zonder dat er strikt wordt voldaan aan de relevante technische normen en standaarden.

Er zijn drie typen in drie categorieën: ten eerste verificatie van batterijproducttests; ten tweede variatie in betrouwbaarheid tijdens voertuiggebruik; ten derde problemen met technologie voor het beheer van de laadveiligheid. Laten we deze aspecten eens analyseren. Ten eerste is de producttest van de batterij niet voldoende.

Omdat de beleidscyclus van subsidies een jaar duurt, sluit deze niet goed aan op de productontwikkelingscyclus. Bijvoorbeeld, de verbetering van ons chemische materialensysteem duurt over het algemeen langer dan een jaar, maar omdat het bedrijf de waarschuwing van de subsidie ​​volgt, blindelings hogere energiewaarden nastreeft dan specifiek, wordt de tijd van de testverificatie verkort. Om de ontwikkelingscyclus te verkorten, wordt soms de voorkeur gegeven aan de fysieke verbeteringsmethode, zoals het dikker maken van het actieve materiaal van de batterij en het dunner maken van het membraan, zodat de batterij weliswaar wordt vergroot, maar de veiligheidsprestaties afnemen.

Ten tweede is de manier waarop de elektrische accu wordt getest niet perfect en kunnen de gebruiksomstandigheden van een echte auto niet worden weerspiegeld. Een groot deel van het bedrijf voldoet niet aan de interne normen voor batterijveiligheidstesten. Sommige bedrijven hebben geen capaciteit voor batterijveiligheidstesten en de productiekwaliteit is wisselend. De derde reden is dat de betrouwbaarheid juist afneemt naarmate het gebruik ouder wordt.

Zo is het waterdichtende effect over de gehele levenscyclus slecht. Over het algemeen voldoet de afdichting van onze accu aan de IP67-norm, maar nadat het voertuig is gebruikt, zal de afdichting verslechteren, wat resulteert in water in water en gemakkelijk kortsluiting kan veroorzaken. Ook bij het laserlassen van de batterij is de binnenkant van het laspunt gevoelig voor holtes, die nieuwe impedantie veroorzaken. Dit leidt tot hoge temperaturen, waardoor de thermische belasting onbeheersbaar wordt.

Ook het batterijsysteem en de opladers van hoogspanningsapparaten verouderen. Bijvoorbeeld, de contactor die we opladen, gaat vaak open, soms ontstaat er een vonk, wat resulteert in verbranding of verkleving van de hoge temperatuur en het contactoroppervlak, zal kortgesloten worden, zal koorts krijgen, Dit zijn de redenen voor warmteverlies. De vierde reden is het opladen. De datacommunicatie tijdens het opladen is niet gestandaardiseerd en de fabrikant van BMS-fabrikanten en opladers hanteert geen strikte implementatie van de nieuw afgekondigde nationale normen.

De functionele veiligheid van het opladen, volgens ons batterijbeheersysteem, is het opladen een zeer goede inschakelfunctie, en wanneer het wordt gecontroleerd door het batterijbeheersysteem, hebben we momenteel geen strikte implementatie van functionele veiligheidsnormen, is ISO26262 Deze norm is niet volledig geïmplementeerd, wat ook wordt veroorzaakt door de redenen waarom we niet voldoen aan de norm. De relevante normen voor de veiligheid van het opladen worden niet strikt gehandhaafd. Zo zou ons laadrelais bijvoorbeeld diagnostische functies moeten hebben, maar dat is niet genoeg om kosten te besparen.

Batterijbeheersysteem en laadpaal Er is geen gekwalificeerd isolatiedetectieapparaat en het laadcircuit dat door het voertuig en de laadpaal wordt gevormd, voldoet niet aan de isolatiespanning van de standaardvereisten, klimafstand, overbelasting, IP-niveau, invoegkracht, vergrendeling, temperatuurstijging en blikseminslag. Alle indicatoren vereisen dat BMS zich niet strikt aan de laadrichtlijnen houdt. Waarom is het een kwaliteitsprobleem? Dat wil zeggen, we zijn bezig met het ontwerpen, produceren, gebruiken en verifiëren van alle aspecten, geen strikte naleving van standaarden en normen. Natuurlijk missen we nog wel wat zaken, zoals bijvoorbeeld onze jaarlijkse veiligheidsinspectie. Die ontbreekt, maar dit is geen bedrijf.

Dit is de overheid. Dingen om te doen. Batterijen met een hoger energieniveau kennen een grotere uitdaging op het gebied van beveiliging. Daarom zal ik hieronder meer over dit probleem vertellen.

Volgens de trend van de nieuwe energievoertuigkracht lithium-ionbatterijen in mijn land, zullen we binnenkort naar 300 Watt/kg gaan. Binnenkort zullen deze producten op de markt komen, namelijk de zogenaamde ternaire 811-batterij met een hoog nikkelgehalte. Binnenkort komen deze batterijen met een hoge specifieke energie op de markt. De veiligheidstechnologie van deze batterijen met een relatief lage energie zal hoger liggen. In dit opzicht is de We Tsinghua Universiteit gespecialiseerd in fundamenteel onderzoek en technologische ontwikkeling van batterijveiligheidslaboratoria.

Hier worden de resultaten van R <000000> D kort toegelicht, ter referentie. Momenteel werkt het Battery Safety Lab van de Tsinghua-universiteit veelvuldig samen met binnen- en buitenlandse bedrijven en onderzoeksinstellingen, waaronder BMW, Mercedes en Nissan. Het onderzoek richt zich op drie aspecten van thermische onbeheersing. Ten eerste de oorzaak van hitte, waaronder hitte, elektriciteit en machines.

Ten tweede, wat is het mechanisme van thermische onbeheersing dat beschermend werkt op het niveau van het materiaalontwerp? De derde is de verspreiding van warmte. Zodra de celbatterij het warmteverlies niet stopt, is er een secundair beschermingsmiddel, dat wil zeggen de verspreiding van thermische energie die buiten controle is op systeemniveau, zolang de verspreiding ongelukken kan voorkomen. We hebben te maken met een batterij met een temperatuur die hoger is dan de energie, en die niet alleen door het materiaal zelf, maar ook door het systeem zelf, uit de hand loopt.

Het eerste is het mechanisme en de onderdrukking van thermische onbeheersbaarheid. We hebben twee experimentele methoden gebruikt: een differentiële scanningcalorimeter voor onderzoek naar thermische stabiliteit van materialen en een versnellingsthermometer voor het meten van warmteverlies door batterijmonomeren. Verschillende kenmerken van een batterij met een hoog energiegehalte zorgen ervoor dat de thermische ontlading niet onder controle is.

Over het algemeen geldt dat wanneer de temperatuur van de batterij tot een bepaald niveau stijgt, de batterij zelf geproduceerd zal worden. Deze temperatuur noemen we T1, en de warmteontwikkeling vindt plaats in een mate die niet kan worden onderdrukt. Er ontstaat een thermische uitbraak, T2 genaamd, waarbij de laatste temperatuur stijgt tot het hoogste punt TH. Het thermostaatmechanisme is onduidelijk, dit is iets belangrijks dat gebeurt in T2 tot T3.

Over het algemeen wordt aangenomen dat dit het gevolg is van kortsluiting, wat ook het geval is bij conventionele batterijen. Uit het onderzoek bleek echter dat dit niet helemaal het geval is. We hebben vastgesteld dat er geen sprake is van een interne kortsluiting, waardoor de hitte niet meer te controleren is. Dit komt doordat het nieuwe, hittebestendige, hogetemperatuurmembraan van de batterij met hoge specifieke energie niet is veranderd en de elektrolyt in principe volledig is verdampt. Bij 230-250 graden echter, treedt er een faseverandering op van de zuurstof en de negatieve elektrode die reactief is in het positieve elektrodemateriaal.

Laten we daarnaast eens kijken naar de verschillen in de driedimensionale lithium-ionbatterij met verschillend nikkelgehalte. De 811-batterij is momenteel groter dan 622 of 532 en de exotherme pieken van 811 zijn aanzienlijk hoger dan dat, wat aangeeft dat de thermische stabiliteit van de 811 slecht is. Na analyse kwamen we tot de voorlopige conclusie dat de positieve elektrode met een hoog nikkelgehalte een grote invloed heeft op de veiligheid van alle batterijen. De negatieve elektrode van siliciumkool is niet zo groot, maar de invloed is relatief groot na de cyclusverzwakking.

Er zijn ook een aantal verbetermogelijkheden, zoals de coating van het materiaal, en we hebben een nieuwe methode gevonden, namelijk het vervangen van het positieve materiaal van de polykristallijne deeltjes door monokristallijne deeltjes. De thermische stabiliteit van de batterij is zeer goed verbeterd en de bijbehorende veiligheid is ook goed verbeterd. Ten tweede, de hitte verspreidt zich. Het echte ongeluk wordt veroorzaakt door thermische verspreiding. Dat wil zeggen, als een batterijmonomeer volledig uit de hand loopt, verspreiden alle batterijpakketten zich en ontstaat er brand.

Volgens onze test en simulatie van ongecontroleerde thermische verspreiding is een isolatiemethode ontworpen om warmte-isolerende materialen toe te voegen op het pad van de leidende warmteoverdracht. De experimentele ontdekking heeft inderdaad het effect van scheidingswarmteverliesspreiding bereikt. Deze soort firewalltechnologie is opgenomen in de regelgeving voor internationale elektrische voertuigen in mijn land.

In het derde aspect is het de oorzaak van warmteverlies en batterijbeheer. De eerste prikkel is interne kortsluiting, en de analyse van de batterij en de ongevalbatterij heeft aangetoond dat de uniforme pool wanneer de batterij wordt vervaardigd, en de breuk van het gevouwen gebied zal optreden na een bepaalde tijd, wat gemakkelijk kan optreden, wat vatbaar is voor de lithiumregeling, wat resulteert in warmteverlies. Bovendien veroorzaken onzuiverheden in het productieproces ook interne kortsluitingen. We noemen dit batterijkanker, omdat ik niet weet wanneer dit ontstaat. Soms ontstaat er pas na lange tijd kortsluiting.

Om dit doel te bereiken, hebben we een alternatieve experimentele methode voor kortsluiting in de batterij uitgevonden. De verwachte kortsluitingen worden bereikt door het implanteren van geheugenlegeringen in een specifieke batterij. Na bestudering kunnen we zeggen dat de interne kortsluiting in vier categorieën is verdeeld, waarvan de aluminiumconcentratievloeistof en de negatieve elektrode de gevaarlijkste interne kortsluiting zijn. Het is ook noodzakelijk om ruim van tevoren oorlog te voeren. We hebben een reeks onderzoeken uitgevoerd en het drietraps evolutieproces van interne kortsluitingen verkregen.

In de eerste fase wordt alleen de spanning verlaagd, er is geen temperatuurstijging. In de tweede fase is er wel een temperatuurstijging, en in de derde fase is er een scherpe temperatuurstijging, die thermisch uit de hand loopt. Volgens dit evolutieproces streven we ernaar om de interne kortsluiting in de eerste twee fasen te onderscheiden, en zal het mogelijk zijn om de interne kortsluitingswaarschuwing voor de thermische onbeheersbaarheid vooraf te activeren. Deze technologie is tot stand gekomen in samenwerking met Ningde Times.

Het tweede aspect is het opladen. We hebben de transfectie en het mechanisme van oncontroleerbare veranderingen duidelijk vastgesteld via testanalyse. Op basis hiervan kunnen we met behulp van het thermo-elektrische koppelingsmodel de prestaties van de batterijoverhang voorspellen. Het oplaadongeluk is over het algemeen microlading, zoals de inconsistentie van de batterij, omdat de inconsistentie, er is al een plaats in het oplaadproces, en sommige plaatsen zijn niet vol, zal het leiden tot een aantal volle batterijen, dan lithium lithium in het negatieve elektrodemateriaal, een lithiumlactair kristal is het zogenaamde lithium, wat resulteert in een kortsluiting, wat resulteert in kortsluiting.

Om dit probleem op te lossen, hebben we de op waarde gebaseerde lithium-snellaadtechnologie ontwikkeld. Deze technologie is gebaseerd op de referentie-elektrode, die het potentiaal van de negatieve elektrode op nul regelt (lithium onder nul), waaraan een elektrode wordt toegevoegd, d.w.z. drie elektroden. Op basis van de drie-elektroden kan feedback en observatie worden uitgevoerd op basis van het model. Dit is onze onexperimentele lithium-snellaadtechnologie.

Na deze technologische toepassing ontstaat er geen lithium meer en wordt de oplaadsnelheid versneld. De derde reden is veroudering. De inconsistentie zal toenemen naarmate de batterij ouder wordt, waardoor het aantal batterijcycli steeds minder consistent wordt. Bovendien is de nauwkeurigheid van het batterijbeheer erg slecht, omdat de capaciteitsconsistentie slecht is.

Bovendien heeft veroudering in een omgeving met lage temperaturen een ernstige invloed op de thermische stabiliteit van de batterij. Bovendien zal de zelfontwikkelende temperatuur van de thermische ontregeling afnemen, waardoor de kans groter is dat de thermische ontregeling optreedt. Door deze problemen te analyseren, kwamen we tot de conclusie dat de kern van het waarborgen van de veiligheid van batterijsystemen de ontwikkeling van geavanceerde batterijbeheersystemen is. Momenteel zijn de binnenlandse producten op het gebied van batterijbeheersystemen ontoereikend en is de nauwkeurigheid, met name wat betreft de veiligheidsfuncties, onvoldoende. Daarom is het noodzakelijk om het onderzoek en de ontwikkeling van batterijbeheersystemen te vergroten.

Tsinghua heeft relatief veel accubeheersystemen ontwikkeld en heeft er 65 patenten op verkregen. Deze patenten zijn toegepast in samenwerking met bekende binnen- en buitenlandse bedrijven, waarvan sommige ook bevoegd zijn om Mercedes-Benz Motors te voorzien van patenten. Dus hoe lossen we batterijveiligheidsproblemen volledig op? Onlangs kun je veiligheid garanderen met behulp van bepaalde technologieën, maar op de lange termijn is het noodzakelijk om de absolute veiligheid van de batterij te beschermen. Lithium-ion-batterijen met een hoge verhouding kunnen een wereldwijde ontwikkelingsrichting en trend zijn. We kunnen vanwege veiligheidsproblemen geen batterijen met een hoge specifieke energie ontwikkelen. Het belangrijkste is om de balans te vinden tussen een hoge specifieke energie en veiligheid.

Het intrinsieke veiligheidsprobleem van de lithiumbatterij met een hoog nikkelgehalte en ternaire lithiumionen is bijvoorbeeld dat het mechanisme ervoor zorgt dat de positieve elektrode zuurstof afgeeft. We kunnen de positieve afgifte van zuurstof vertragen door de interface te wijzigen, de stabiliteit te verbeteren en vervolgens de volgende generatie vaste elektrolyten te ontwikkelen, die het probleem van de verbranding van elektrolyten fundamenteel oplossen. Op basis van de vergelijking van de technologie van lithium-ionbatterijen, is er op korte termijn sprake van een lithium-ionbatterij met vloeibare elektrolyt, en de volgende stap zal zich ontwikkelen in de richting van de vastestofbatterij.

Als we de ontwikkelingsrichting van de batterijkosten en het vermogen van lithiumbatterijen uitgebreid in ogenschouw nemen, raden we aan dat mijn land ook een soortgelijk pad zou moeten bewandelen, namelijk een korte tijd vloeibare elektrolyt ontwikkelen, een hoge nikkel-ternaire positieve en silicium-negatieve elektrode ontwikkelen en het batterijbeheersysteem en de thermische spreiding onderdrukken. Om ongelukken te voorkomen, kunnen dergelijke batterijen voldoen aan de eisen van 500 kilometer voor elektrische voertuigen. De geleidelijke overgang van vloeibare elektrolyt naar een volledig vaste batterij op de middellange en lange termijn wordt geschat op 2030, waarna de volledige vaste batterij een industriële toepassing zal vinden.

Kortom, we moeten ernaar streven het probleem van de intrinsieke veiligheid van dynamische lithium-batterijen op te lossen en de gezonde ontwikkeling van de nieuwe energie-auto-industrie te garanderen. De samenvatting van mijn rapport kan als volgt worden samengevat: We moeten de recente nieuwe energieauto&39;s op de juiste manier bekijken om ze te laten ontbranden. De belangrijkste oorzaken zijn problemen met de productkwaliteit, het niet voldoen aan de technische specificaties en technische normen, korte technische verificatiecycli, enzovoort. De beleidsaanbevelingen omvatten: Ten eerste zijn de oorspronkelijke industrialisatiedoelen (in 2020 bereiken eenheden 350 wattuur/kg, het systeem 260 watt/kg, de cycluslevensduur 2000 keer) hoog, vanuit het oogpunt van veiligheid denk ik dat het niet raadzaam is om deze te implementeren.

Ten tweede moeten subsidiebeleidsmaatregelen voldoen aan de wet van de technologische ontwikkeling. De verbetering van de energiedichtheid mag niet te snel gaan en mag niet te vaak veranderen. Dit is mijn aanbeveling aan het Ministerie van Financiën. Ten derde, voer zo snel mogelijk een specificatie in voor de jaarlijkse veiligheidsinspectie van elektrische auto&39;s. Om ongelukken met elektrische auto&39;s beter te kunnen aanpakken en analyseren, is het het beste om elektrische auto&39;s in een &39;black box&39;-model te plaatsen.

Tegelijkertijd moet het batterijpakket een brandveiligheidsinterface hebben. Momenteel is de batterij leeg, wat het blussen van de brand bemoeilijkt. Dat klopt. Ministerie van Openbare Veiligheid.

Tot slot denk ik dat de veiligheid van batterijen een van de belangrijkste punten is van de revolutionaire doorbraken in de batterijtechnologie. Het is ook de eerste sleutel tot prestatieverbetering van volledig elektrische voertuigen. De veiligheid van de batterij zal een knelpunt in de technologie worden, zoals 10 minuten, meer dan 300 kilometer.

De technologie voor snelladen op elektriciteit brengt uitdagingen met zich mee op het gebied van de veiligheid van de accu. De spanning stijgt van 300V naar 600V of zelfs 800V. Deze factoren zijn allemaal relevant voor de veiligheid en vormen de belangrijkste strijdtoneel in de toekomst op het gebied van volledig elektrische voertuigen.

We kunnen stellen dat veiligheid de levensader is van de duurzame ontwikkeling van elektrische voertuigen.