Dynamic lithium battery thermal diffusion test standards and method introduction

2022/04/08

作者:iflowpower——便携式电站供应商

动力锂电池起火一般是由一批或几批的热失控引起的,所以一定要研究一下电池的热损失。常见的热失控原因包括滥用、电池老化和电池使用三大方面。第三点是制造过程中的缺陷。

目前很难预防,虽然是PPM级别,但是当我们将电芯集成到系统中时,这个比例也是比较高的。在第一个方面,滥用过程造成的内部短路,然后分为机械滥用、电气滥用、热滥用、多种应力综合使用下的滥用,这在现有的标准规定中已经做过。有相应的要求,但老化过程中的一些结构损伤或直径增长,以及制造缺陷造成的内部短路,目前的法规没有要求,目前的技术手段更难以提前预测这种情况.

所以在这种情况下,我们提出了热失控和热扩散测试项目。这种情况SAEJ2464和UL2580对热扩散都有相应的要求。目前无论是单体电池还是电池系统,能量密度都在逐步提升,根据我们测试的数据和统计发现,电池的能量密度越高,能量密度越高。电池,热稳定性比较高。

这将更有可能发生,这更有可能发生。基于此考虑,新国标引入了热扩散项目。我们发现,新国标和即将公布的国标项目,其实新国标实际上是弱化了对单体电池的要求,同时删除了对模组的要求,但在电池系统方面,它增加了热扩散和过热保护。

其实热扩散是一个比较项目,我个人认为热扩散项目基本上可以考虑动力锂电池和电池系统,甚至电动汽车的安全综合评估项目,可以说是保人。一道防线。第二部分简要介绍了当前相关热扩散的一些测试标准和规定。

第一个方面是SAEJ2464,测试对象需要模组和电池组,测试对象明确。当单体电池热失控时,系统具有防止热失控扩散到相邻电芯的能力,也建议厂商在电池模组中进行测试。我们在国内很多公司也是这样的想法,首先从模块层面进行测试。

测试方法,与我们稍微设定的国标相比,要求SOC为100%,在55度或电池最高工作温度下测试,而加热到400度或电池发生在5分钟。热失控。当然也可以提供自己的方法,只要方法描述详细,标准推荐,测试时要记录的数据包括温度、电压等。

,以及照片视频,以及一些实验现象,包括火灾爆炸和有毒物质泄漏。这张图是2464推荐的5个我们可以选择的触发点,只是一个示意图,因为实际数据比这个复杂很多,仅供参考。第二个标准是UL2580。

本标准直接引用了 2464 种测试方法。测试时,电池样品不能在外面发生或爆炸。 EVS-GTR电动汽车安全全球技术规程,本阶段工作成果,形成文件,用于标示内部短路,并在附录中,为我国和日本共同研究的试验程序,作为参考。

目前正在研究的两阶段工作,重要的内容包括热失控测试的研究,我们要在第二阶段得到高重复触发。研究测试设备的影响,以及在第二阶段明确基本原则,什么样的测试条件或什么样的变化可以接受。进一步研究一些潜在的热失效触发方法,也可以实现更好的实验重复性。

最后,判断热失控是否通过的合理性,最终形成判断条件。这是我们的中国工作计划,包括四个部分,包括触发方法研究、判断条件,以及实验结果的相同方面、可重复性、实验结果的不同方法,最后热扩散项目判断条件的研究。首先要研究不同的触发方式,明确不同触发的参数,获得高重复性的实验方法。

以加热为例,影响我们实验结果的条件有很多,其中加热功率和加热位置是影响结果的两个关键因素,所以我们会拿这两个参数来设计实验,说重复性,只是一种语言表示,没有量化的意义,为了更好的评估重复性,一个量词的意义,使用加热时间和热失控温度,这两个热失控过程比较关键 差异系数可以重复作为判断实验方法。在我们展开大量实验后,通过比较加热时间和热失控温度的标准差,即重复性的重复性,可以得到重复性较好的实验条件,进而可以通过其他约束条件,如作为加热时间,以及在系统中引入了多少能量,缩小目标范围,我们希望最终得到加热功率与电池能量和电池重量之间的函数关系,或者函数关系之间的函数关系。为了给后续实验中的所有机构,我们有比较好的实验重复性。

为了开展这项工作,我们制定了测试计划。每块电池要做两百多个实验,工作量很好,这可能也是我们后期工作的难点。目前我们也在理论上进行一些分析,并结合一些模拟工作,我们想减少实验工作。

简单介绍一下已经做过的工作,这是一块18650电池,加热功率选择80W、100W、120W,加热触发非常可控。最关键的量是标准差,可以看80W的加热条件,两个标准差比较低,重复性比较好,当然这个实验条件小,我们要多做实验,得到最好的条件。放置三个实验温度曲线,我们可以看到结果是一致的,当80W加热时,可以重复直观的看静止。

这是我们现在的工作,还有很多工作要做。第三部分是我个人理解的国家标准的热扩散,这部分可能也是现在很多企业比较关心的一个点。因为热扩散是一个新项目,是一个半开放项目,不确定的东西很多,基本要求和国标之前的标准是一致的,电池系统造成了单一的热失控导致到运输前五分钟。

发出热点事件报警信号,了解国标的危险是火灾爆炸,没有办法作为危险进入机组(电池系统作为测试对象),公司可以作为要求使用。因为这个项目是半开放的项目,我们要跟公司和测试机构做,公司有更多的说明,还有设计和技术文档。测试机构将根据公司的相关设计和论证,进行相应的热扩散实验。

此页面显示一些文件以提供一些文件,要求比较详细,重要的是包括警报信号和技术文件,以说明电池包和系统安全性。这个技术文档覆盖的比较多,包括我们的对风险分析,以及应对风险的策略,包括结构设计、功能设计,以及这些功能的实现等等。这是对我们可能遇到的不同情况的总结启动热扩散实验的过程。

应该有五种可能的情况,从电池的左下角开始,如果电池本身可以通过不同的触发,不能触发发热。如果是失控,这个项目是我目前的理解。最终标准没有公布,和评论的理解,当电池不能触发热损失时,可以直接考虑,当然这也是通过实验验证;如果电池能触发热失控,分几种情况,检测到电池热失控,发出报警信号,只有一个电池热失控,但没有传播,没有伤害,没有火灾和爆炸这是通过。

如果发出报警信号,说明电池有热扩散,但危害也发生了,还有第二种和第三种情况。它有热扩散,存在危险。此时,条件通过。

警报信号和危险之间的时间间隔没有过去。 T 超过 5 分钟。就是提前给乘客五分钟,提醒乘客逃生。

这个过程中有几个关键概念,包括热失控、热失控测试和报警信号。我们理解热失控意义的不可改善的热反应。其实很难实现,因为是一个简单的描述,我们给出一个判断热失控条件的建议。

为什么推荐呢,Tariir 表示,不同的材料不同的系统有不同的设计,这可能在电池性能上有差异。虽然温度是尖的,温度是尖的,但是如果我们定量分析的话,这个温度也会有比较大的差异,所以现阶段不容易给出一个很明确的含义。所以,这个标准给了一个开端,这个热失控的意义,可以由公司自己来理解。

这个页面是对报警信号的理解,因为报警信号直接决定了时间间隔T,是否通过,报警信号是一个很关键的点,报警信号会在什么时候发生,一般公司设置包括四种情况。图中报警信号可以是热失控过程中的报警信号,也可以是允许热失控发生过程,或者热失控后报警信号发出报警信号发生过程。确认电池完全失控,但在实际发生热失控时,实际发生报警信号之前有两种情况,一种是发出报警信号。

没有热失控,这是不允许的,只有当电池热失控后,实验才会正常接受。事件,报警信号的发出并没有明确的要求,但是报警信号发出了,我们的触发条件应该停止,但必须保证电池没有热失控。四元,几种短路方式,电池热失控。

这个页面PPT在这个报告中也很有用,简单介绍一下,包括理论模拟短路,我们制造电池中的一些缺陷,不管是引入了一些杂质,还是怎么做隔膜缺陷,这是一种方法,但是这种方法在生产阶段应该是相应的设计和处理,所以实践难度还是比较高的。几种方法,包括针灸、加热、超车,很多过充无效,很难引发热失控,现在注意的是针灸和加热。还有其他方法,激光,自热等。

引入一个自发热,在电池正负极上连接一个热敏电阻,对电池进行加热以触发电池加热。此方法现在处于验证阶段。您可以验证此方法的第五点是热扩散测试的注意事项。

划分之前,经过测试和测试,大家想象,烟很大,火也很大,在做这个测试的过程中,为了测试前尽量少换电池,一些线束可以通过从电池上连接一些高低压接口。如果我们做加热实验,如果额外打孔或者从密封结构引线上,会破坏电池密封结构,因为在测试过程中不要使用电池的正负极,我们在做改造时,实际上可以使用强大的线束引入加热线,使电池壳密封的情况下无需测试。很有可能在准备过程中会有一些传感器,我们会做一些冗余会更好的帮助我们获取数据。

测试过程中会产生大量有毒、易燃的烟气。有必要考虑废气和废气处理。此外,在测试过程中还可能发生火灾和爆炸。

测试后,由于测试后的样品可能没有完全发生热失控,有一部分电池可能会有一些残余能量。首先要释放能量,做后续处理。我们正在做一些基于国家重点研究计划的国家重点研究计划的项目合作。

早期,不同电池中会出现不同电池的一些气体种类和含量,其中确实含有一些有毒物质。当我们做不同容量的电池热失控时,会发现有明显的新的,但其他气体含量没有特别的变化,可能是这个过程中,一氧化碳的产生有一定的优先级,可能是给了碳一氧化碳。如果环境是开放的,一氧化碳可能会进一步转化为二氧化碳。

最后一部分是关于热失控的预防和测试,这部分只是简单的。我们认为早期可以进行电解液泄漏检测,通过电流电压的变化或温度信息判断电路连接进行电气连接故障监测。还有烟雾和火灾监测。

等等,李皮的创作应该有更好的办法。此外,它是内部短路监控。我们理解,短路的发生是一个相对比较时间的过程。

一般来说,短路是小范围的,不会有安全问题,只是在性能或电压上有一些变化。如果我们能够更好地及早发现电池短路,对我们预防和判断电池热失控有更大的帮助。

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