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#Actualités du secteur
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À propos de l'emballement thermique d'une batterie lithium-ion de puissance
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À propos de l'emballement thermique d'une batterie lithium-ion de puissance
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Grâce à l'attention chaleureuse des nouvelles énergies, l'industrie des batteries lithium-ion de puissance a également attiré beaucoup d'attention. La batterie lithium-ion est la source d'alimentation des outils. Elle alimente principalement les véhicules électriques, les bus électriques, les vélos électriques et les voitures de tourisme.
En se concentrant sur l'emballement thermique de la batterie au lithium-ion (principalement l'emballement thermique à haute température), cet article examine divers facteurs affectant la sécurité de la batterie au lithium-ion, et comment améliorer encore la sécurité de la batterie au lithium-ion. Trois causes d'emballement thermique de la batterie lithium-ion, ainsi que des méthodes de traitement et des suggestions sont proposées.
Induction de chaleur
Habituellement, l'induction thermique est le travail de la batterie dans l'environnement à haute température, y compris le feu externe, la mauvaise dissipation de la chaleur de la batterie, etc. À une température externe élevée, en raison des caractéristiques structurelles de la batterie lithium-ion, la membrane SEI et l'électrolyte auront une réaction analytique, et les analytes de l'électrolyte réagiront également avec les électrodes positives et négatives. Le diaphragme de la cellule va fondre pour l'analyse, et une variété de réactions va conduire à l'émergence d'une grande quantité de chaleur. La fusion du diaphragme entraîne un court-circuit interne, et la libération d'énergie électrique augmente la température. Cette utilisation destructive cumulative et se renforçant mutuellement entraînera la rupture du film antidéflagrant de la cellule, l'éjection de l'électrolyte, la combustion et l'incendie.
À cet égard, les fabricants peuvent y faire face sous deux aspects : la conception de la batterie et le système de gestion de la batterie BMS. Du point de vue de la conception de la batterie, des matériaux peuvent être développés pour se prémunir contre l'emballement thermique et bloquer la réaction de l'emballement thermique ; du point de vue de la gestion de la batterie, différentes plages de température peuvent être prévues pour signifier différents niveaux de sécurité, de manière à réaliser une alarme hiérarchique.
Actuellement, les batteries lithium-ion des véhicules électriques sur le marché contiennent des systèmes de gestion thermique, qui utilisent des méthodes de refroidissement par air ou par eau pour dissiper la chaleur des batteries. Les utilisateurs concernés doivent commencer par leurs habitudes d'utilisation afin d'éliminer les incitations à la chaleur, comme se prémunir contre les véhicules en plein soleil, ne pas placer de produits inflammables dans le véhicule, etc. Parallèlement, ils doivent toujours avoir des extincteurs à bord pour éliminer les facteurs de combustion spontanée. En outre, il faut toujours prêter attention aux informations relatives à la température de la batterie sur le tableau de bord ou l'écran de contrôle central. En général, la température de fonctionnement de l'unité de batterie se situe entre 40 ℃ et 50 ℃, ce qui n'est pas propice à l'utilisation de la batterie si elle est supérieure ou inférieure à cette plage de température.
Induction électrochimique
Les impuretés dans la fabrication de la batterie, les particules métalliques, le retrait de l'expansion de la décharge de la charge, l'évolution du lithium, etc. peuvent provoquer un court-circuit interne. Ce court-circuit interne se produit lentement pendant un temps très long, et on ne sait pas quand il échappera au contrôle thermique. Si l'expérience est réalisée, la vérification ne peut pas être répétée. À l'heure actuelle, les experts du monde entier n'ont pas trouvé de procédé permettant de répéter le court-circuit interne causé par les impuretés, et ils l'étudient tous.
Pour résoudre ce problème, il faut tout d'abord améliorer le processus de fabrication et réduire les impuretés dans la fabrication des batteries. Pour cela, il faut sélectionner des fabricants de batteries ayant une bonne qualité de produit. Deuxièmement, la prédiction de sécurité du court-circuit interne doit être effectuée. Avant que l'emballement thermique ne se produise, il faut trouver le monomère présentant un court-circuit interne. Cela signifie que nous devons trouver les paramètres caractéristiques des monomères, et nous pouvons commencer par la cohérence. La batterie est incohérente, et la résistance interne est également incohérente. Tant que nous trouvons le monomère avec une variation au milieu, nous pouvons le distinguer. En détail, la forme de l'équation du circuit équivalent d'une batterie normale et du circuit équivalent avec micro court-circuit est en fait la même, mais les paramètres du monomère normal et du monomère avec micro court-circuit ont changé. Ces paramètres peuvent être étudiés pour voir certaines caractéristiques dans la variation du court-circuit interne.
Un grand nombre d'ions lithium sont intégrés dans l'électrode négative de la batterie à l'état complètement chargé. Après une surcharge, une précipitation de lithium se produit sur l'électrode négative, une cristallisation du métal lithium en forme d'aiguille se produit, perce le diaphragme et un court-circuit se produit. Dans le système de gestion de la batterie BMS, il y aura une stratégie de protection contre la surcharge. Lorsque le système détecte que la tension de la batterie atteint le seuil, il coupe le circuit de charge pour protéger la batterie. Bien que le fabricant détecte les performances électriques de certains trains pour le BMS avant de quitter l'usine, afin de l'éviter, il n'est pas recommandé aux utilisateurs de charger les véhicules électriques pendant une longue période, et de choisir un équipement de charge formel pour éliminer le danger caché de surcharge.
Incitations mécaniques et électriques
La collision est un moyen typique de chauffage par contact mécanique hors de contrôle, c'est-à-dire que la batterie est endommagée par un accident de voiture. Lorsque la batterie est endommagée, il y aura également un court-circuit interne et un chauffage hors de contrôle. Cependant, ce court-circuit est différent du court-circuit causé par l'induction électrochimique. Les dommages mécaniques se produisent généralement de manière instantanée. Correspondant aux accidents soudains de la vie réelle, un fort impact, un renversement et une extrusion peuvent entraîner des dommages mécaniques de la batterie en un temps très court.
La façon de faire face à l'échauffement de contact (mécanique) hors de contrôle de la collision est de faire un bon travail dans la conception de la protection de la sécurité structurelle de la batterie. Par conséquent, voici trois voies de conception :
1.Conception de la structure d'assemblage : support de cadre en plastique + structure d'assemblage pré-serrée par courroie en acier et squelette à haute résistance ;
2.Conception légère anti-collision : optimisation de la structure CAE anti-collision ; le module de batterie répondant aux exigences de résistance est léger, et l'efficacité du groupe de masse du système de coque carrée est de 90% ;
3.Technologie de positionnement et de verrouillage du bloc-batterie : utilisation d'un mécanisme d'auto-verrouillage limite et de verrouillage unique pour localiser et verrouiller avec précision le bloc-batterie.
Certains experts pensent que la batterie de véhicule électrique doit répondre aux exigences de performance et de sécurité, et que la détection et la vérification de la sécurité doivent répondre aux exigences de sécurité de la détection thermique (risque de température élevée, stabilité thermique, absence de cycle de gestion thermique, cycle de choc thermique, résistance à la propagation passive), de la détection électrique (court-circuit, surcharge et surdécharge) et de la détection mécanique (impact, chute, perforation, roulement, immersion et écrasement). Toutefois, cela ne signifie pas que les fabricants de batteries lithium-ion peuvent être rassurés. La sécurité est sans fin et l'amélioration de la sécurité des véhicules électriques nécessite les efforts conjoints de l'État, des institutions de recherche scientifique et de l'ensemble de la chaîne industrielle des batteries lithium-ion de puissance.
Au cours des plus de 100 ans d'histoire du développement des véhicules à carburant, des accidents se sont produits en permanence. Les revers sont la loi du développement de toute chose. Par conséquent, pour toutes sortes d'accidents, les chaînes industrielles des véhicules électriques ne doivent pas s'arrêter, mais examiner et améliorer leurs propres problèmes et déficiences. Dans le même temps, nous devrions également réaliser que les exigences des consommateurs en matière de sécurité sont infinies, et nous devrions faire de la sécurité la condition première pour répondre à toutes les fonctions. DGBELL peut fournir la machine de test d'emballement thermique. Nous sommes engagés dans la fabrication de chambres de test de batteries depuis plus de 15 ans. Il suffit de nous faire savoir quel type de batterie vous avez besoin de tester, et nous vous donnerons une solution parfaite dans les 12 heures.