Étude du mode de défaillance d'un système de batterie lithium-ion de puissance（Partie 2）

Étude du mode de défaillance d'un système de batterie lithium-ion de puissance（Partie 2）

Mode de défaillance du BMS

La défaillance unique de la batterie n'est pas seulement liée à la batterie elle-même, mais aussi à la défaillance du système de gestion de la batterie BMS. Le mode de défaillance du BMS peut également provoquer des accidents graves, notamment les catégories suivantes :

1.La défaillance du test de tension du BMS entraîne une surcharge ou une décharge excessive de la batterie :

La ligne de test de tension échoue en raison d'une mauvaise connexion, du processus de pressage du fil ou d'un contact. Le BMS ne dispose d'aucune information sur la tension et ne s'arrête pas lors de la charge. La surcharge de la batterie provoque un incendie et une explosion. La plupart des surcharges de phosphate de fer au lithium au-dessus de 5V ne sont que de la fumée, mais une fois que la batterie ternaire est surchargée, elle explose.

De plus, la surcharge peut facilement conduire à la libération de gaz à partir de l'analyse de l'électrolyte dans la batterie lithium-ion, ce qui entraîne le gonflement de la batterie et même la fumée et le feu dans les cas graves ; La décharge excessive de la batterie conduira à l'endommagement de la structure moléculaire du matériau positif de la batterie, ce qui entraîne l'échec de la charge ; Dans le même temps, la tension de la batterie est trop faible, ce qui entraîne l'analyse de l'électrolyte, le séchage, la précipitation du lithium et le court-circuit dans la batterie. Une ligne d'acquisition de tension fiable doit être sélectionnée lors de la conception du système, et doit être strictement contrôlée dans le processus de traitement pour éviter la défaillance de la ligne d'acquisition de tension.

2.Échec du test de courant du BMS

Le capteur à effet Hall est défaillant, le BMS ne peut pas collecter le courant, le SOC ne peut pas être calculé et l'écart est important. L'échec du test de courant peut entraîner un courant de charge excessif. Si le courant de charge est important, le chauffage interne de la cellule est important, et la température dépasse une certaine valeur, la capacité de durcissement de la membrane sera atténuée, ce qui affectera sérieusement la durée de vie de la batterie.

3.Échec du test de température du BMS

L'échec du test de température entraîne une température de fonctionnement élevée de la batterie et une réaction irréversible de la batterie, ce qui a un impact important sur la capacité de la batterie et sa résistance interne. La durée de vie de la cellule de la batterie est directement liée à la température. Le nombre de cycles à 45°C est deux fois moins élevé qu'à 25°C. En outre, la batterie est sujette à des bombements, des fuites de liquide, des explosions et d'autres problèmes lorsque la température est trop élevée. Par conséquent, la température de la batterie doit être strictement contrôlée entre 20-45 ° C pendant l'utilisation de la batterie, En plus d'améliorer efficacement la durée de vie et la fiabilité de la batterie, il peut également se prémunir efficacement contre le court-circuit et l'emballement thermique à haute température causé par l'évolution du lithium pendant la charge à basse température de la batterie.

4.Défaillance du contrôle de l'isolation

Une défaillance de l'isolation se produira en cas de déformation ou de fuite de liquide du système de batterie d'alimentation. Si le système BMS n'est pas détecté, un choc électrique personnel peut se produire. Par conséquent, le système BMS doit avoir les exigences les plus élevées pour les capteurs de surveillance. Éviter la défaillance du système de surveillance peut améliorer considérablement la sécurité de la batterie d'alimentation.

5.Problème de compatibilité électromagnétique : échec de la communication

Pour le système BMS, la CEM teste principalement sa capacité à lutter contre les interférences électromagnétiques. Les interférences électromagnétiques provoqueront un échec de la communication du BMS, entraînant les problèmes ci-dessus.

6.Grand écart d'estimation du SOC

Actuellement, le problème commun à tous les fabricants de BMS est uniquement la différence de taille de l'écart. Fondamentalement, les exigences actuelles de la norme d'inspection sont de l'ordre de 5%, ce qui devrait être difficile à atteindre pour la plupart des fabricants de BMS, car l'erreur SOC sera de plus en plus grande dans l'utilisation réelle, car l'environnement d'utilisation est plus complexe et il y a plus de conditions affectant la précision.

Mode de défaillance de l'intégration du système Pack

1.Défaillance de la barre omnibus :

Dans le cas d'une connexion par boulon, lors du processus d'utilisation ultérieur, l'oxydation et la chute du boulon ou le desserrage du boulon causé par les vibrations entraîneront une forte chaleur au niveau de la connexion du conducteur, et dans des cas extrêmes, cela entraînera l'allumage de la batterie d'alimentation. Par conséquent, la plupart des fabricants de systèmes de batteries de puissance adoptent le soudage au laser au niveau de la connexion entre les cellules ou entre les modules, ou ajoutent des capteurs de température au niveau de la connexion pour éviter la défaillance de la barre omnibus par le biais de la détection.

2.Défaillance du connecteur du circuit principal du système de batteries d'alimentation :

La ligne haute tension du système de batteries d'alimentation est reliée au système haute tension externe par un connecteur. Les performances du connecteur ne sont pas fiables. Le connecteur subit une ablation à haute température lorsque la connexion virtuelle se produit sous l'effet de vibrations. En général, lorsque la température du connecteur dépasse 90 degrés, la défaillance de la connexion se produit. Par conséquent, dans la conception du système, le connecteur doit augmenter la fonction de verrouillage à haute tension, ou ajouter un capteur de température entre les connecteurs pour surveiller la température du connecteur à tout moment afin d'éviter la défaillance du connecteur.

3.Coincement du contacteur haute tension

Le contacteur a un certain nombre de déconnexion en charge, et la plupart des contacteurs sont ablatés lorsque le courant élevé en charge est fermé. Dans la conception du système, le schéma à double relais est généralement adopté, et la commande est fermée afin d'éviter le collage du contacteur haute tension.

4.Défaillance de la protection contre les surintensités des fusibles :

La sélection et l'adaptation des fusibles dans les composants du système haute tension doivent être prises en compte de manière exhaustive. Les vibrations ou les collisions externes et l'extrusion entraînent une déformation de la batterie d'alimentation, une défaillance du joint et une réduction du niveau de protection IP. Par conséquent, la protection contre les collisions de la structure du boîtier de la batterie doit être prise en compte dans la conception du système.

Compte tenu des modes de défaillance du système de batterie de puissance décrits ci-dessus, les chercheurs scientifiques et les fabricants de batteries doivent continuellement améliorer le processus et la technologie afin de renforcer la sécurité des cellules de batterie au lithium. Les fabricants de systèmes BMS doivent comprendre parfaitement les performances de la batterie et concevoir un système de batterie sûr et fiable basé sur le principe de conception de sécurité de la batterie de puissance. En même temps, l'utilisation correcte est la dernière barrière pour assurer la sécurité de la batterie. Les utilisateurs doivent utiliser correctement le système de batterie de puissance, éliminer les abus mécaniques, thermiques et électriques, et améliorer efficacement la sécurité et la fiabilité des véhicules électriques.

Conclusion

Dans le mode de défaillance de la batterie de puissance lithium-ion, la défaillance de la cellule, du BMS et du pack est liée au court-circuit interne, à la température ambiante, à la surcharge et à la décharge, à la collision physique et à l'extrusion, etc. GDBELL peut fournir cette série d'équipements de test, qui sont conformes à la plupart des normes internationales et peuvent fournir des données professionnelles pratiques et efficaces. Grâce à ces données de référence, il est possible d'apporter une aide pratique à l'amélioration du processus de production et d'améliorer encore la sécurité et la fiabilité des batteries au lithium. GDBELL peut répondre à vos besoins réguliers et personnalisés. Si nécessaire, veuillez nous contacter. Nous vous répondrons dans les 12 heures.