Test d'écrasement de la batterie et de pénétration des ongles

Test d'écrasement de la batterie et de pénétration des ongles

Avec le nombre croissant de véhicules dans le monde, les problèmes de pollution de l'environnement et de non-responsabilité des ressources pétrolières deviennent de plus en plus importants. En raison de ses avantages en matière de protection écologique de l'environnement, de diversification des sources d'énergie et de rendement énergétique élevé, tous les pays du monde travaillent activement à la recherche et au développement de véhicules électriques pouvant remplacer les véhicules traditionnels. À l'heure actuelle, les batteries de puissance pour véhicules électriques comprennent les batteries plomb-acide, les batteries lithium-ion et les batteries zinc-air. Parmi elles, la batterie lithium-ion est la dernière batterie haute performance recherchée et commercialisée la plus rapide. Il a été largement utilisé dans les batteries de véhicules électriques en raison de sa haute tension, de son énergie spécifique élevée et de ses bonnes performances de cycle; Cependant, en raison de ses fréquents accidents de sécurité dans le processus d'utilisation réel, sa sécurité a fait l'objet de plus en plus d'attention.

À l'heure actuelle, il existe deux formes de batteries de puissance. La première est que les batteries de petite capacité sont connectées en parallèle pour former des batteries de grande capacité. L'avantage est que les réserves d'énergie de la plus petite unité de stockage d'énergie (cellule unique) sont faibles. En cas de combustion et d'explosion, les conséquences sont relativement légères. Son énergie d'explosion ne provoquera pas de réaction en chaîne et les autres unités de stockage d'énergie n'exploseront pas. L'inconvénient est que le nombre des plus petites unités de stockage d'énergie est trop important et difficile à gérer. L'autre est une batterie laminée de grande capacité, qui présente les avantages d'une structure compacte, d'un petit volume et d'une densité d'énergie élevée. L'inconvénient est que le stockage d'énergie unique est important et que les conséquences des accidents sont relativement lourdes. Selon sa forme d'emballage, il peut être divisé en "emballage souple" et "coque dure". L'avantage des « emballages souples » est qu'en cas de conditions anormales, ils se dilateront dans la mesure où l'emballage extérieur est cassé, ce qui n'est pas facile à provoquer des accidents tels qu'une explosion ; l'inconvénient est que la coque est faible. Les objets pointus peuvent facilement pénétrer dans la batterie. L'inconvénient de la "coque dure" est qu'elle est facile à exploser lorsqu'elle rencontre des conditions anormales par rapport à "l'emballage souple" ; Les avantages sont que la coque est relativement solide, les objets pointus ne sont pas faciles à pénétrer et la batterie d'alimentation est mieux protégée.

La norme précise que les tests de sécurité incluent : décharge excessive, surcharge, court-circuit, chute, échauffement, extrusion et acupuncture. Après un grand nombre de tests et de statistiques, le taux de qualification des tests de sécurité des batteries d'une capacité inférieure à 30 Ah est élevé, et les problèmes supérieurs à 30 Ah sont principalement concentrés dans les éléments de test tels que le court-circuit du module, l'extrusion du module, le module acupuncture, etc. En plus des éléments d'inspection obligatoires ci-dessus. Les entreprises peuvent également effectuer des tests d'immersion R & D, des tests au feu, des tirs, des décharges en vibration et d'autres tests en fonction de leurs propres besoins en matière de produits.

Sur la base d'un grand nombre de tests de sécurité des batteries de puissance, le processus de test et les résultats ont été analysés et étudiés. Les échantillons de test comprennent le monomère et le module (cinq monomères ou plus sont connectés en série, et le module présenté dans cet article est composé de cinq monomères en série).

1. Essai d'écrasement

Exigences standard : le test d'extrusion comprend une extrusion simple et une extrusion de module. L'extrusion simple nécessite que la pression soit appliquée perpendiculairement à la plaque d'électrode de la batterie, et la zone de la tête d'extrusion ne doit pas être inférieure à 20 cm jusqu'à ce que la coque de la batterie soit cassée ou en court-circuit interne (la tension de la batterie devient 0 V) ; Pendant l'essai d'extrusion des éléments de batterie, il ne doit y avoir ni explosion ni incendie. L'extrusion du module nécessite que la pression soit appliquée perpendiculairement à la direction de l'agencement des cellules de la batterie. La tête d'extrusion dont la taille répond aux exigences de la norme doit être extrudée à 85 % de la taille d'origine du module de batterie pendant 5 min, puis à 50 % de la taille d'origine du module de batterie. Pendant le test d'extrusion du module de batterie, il ne doit y avoir ni explosion ni incendie.

Analyse et recherche des résultats du test : le test est terminé lorsque la cellule de la batterie est extrudée en raison d'une rupture de coque ou d'un court-circuit interne. Pendant le test, des équipements de surveillance tels que des caméras sont utilisés pour détecter si la coque de la batterie est cassée, et un équipement de détection de tension est utilisé pour surveiller si la tension de la batterie est de 0 V. La plupart des batteries simples n'explosent pas ou ne prennent pas feu lorsqu'elles sont pressées, et un peu de piles brûleront. Les conditions finales du test du module de batterie lors du processus d'extrusion sont relativement sévères. Pendant le processus d'extrusion, le module de batterie est comprimé sur une grande surface, ce qui entraîne un court-circuit de grande surface à l'intérieur de la batterie. Le module de batterie est accompagné d'une forte fumée, l'électrolyte est éjecté de la soupape de sécurité, une explosion et un incendie se produisent. Différents modules de batterie ont différents stades d'explosion et d'incendie. Dans certaines entreprises, la soupape de sécurité de la batterie est trop serrée. Lorsque le module de batterie est court-circuité, il ne peut pas libérer de chaleur à temps, ce qui entraîne un emballement thermique et une augmentation rapide de la température. C'est l'une des raisons de l'explosion et de l'incendie de la batterie.

2.Test de pénétration des ongles

Exigences standard : le test de pénétration des ongles comprend l'acupuncture unicellulaire et l'acupuncture modulaire. L'aiguille unique doit être perpendiculaire à la direction de la plaque de batterie et le diamètre de l'aiguille doit être de Φ 3 ~ 8 mm vitesse 10 ~ 40 mm/s, pénétration de l'aiguille à travers la cellule de batterie ; La batterie ne doit pas exploser ou prendre feu pendant l'essai d'aiguilletage. L'aiguilletage du module de batterie doit être perpendiculaire à la direction de la plaque d'électrode de batterie, le diamètre de l'aiguille doit être de 3 à 8 mm, la vitesse doit être de 10 à 40 mm/s et le degré d'aiguilletage doit pénétrer au moins trois éléments de batterie : lors de l'essai d'aiguilletage du module de batterie, il ne doit y avoir ni explosion ni incendie.

Analyse et recherche des résultats des tests: diamètre Ф Une aiguille en acier de 5 mm d'une longueur de 350 mm a été insérée dans la batterie à une vitesse de 20 mm / s. lorsque l'aiguille en acier a été insérée dans la batterie, il y a eu un court-circuit à l'intérieur de la batterie et une grande quantité de fumée et d'électrolyte a été libérée de la soupape de sécurité et de la position d'insertion de l'aiguille. La chaleur dégagée entraînera l'expansion et la déformation du boîtier de la batterie, et même la fonte d'une partie de la coque en plastique. En raison de la fuite d'électrolyte pendant le test, la chaleur interne générée lors du court-circuit de la batterie est extrêmement élevée et même l'aiguille en acier perçant fondra. Si la qualité ignifuge du matériau utilisé pour la coque n'est pas suffisante, cela peut provoquer une combustion et le feu ouvert enflammera l'électrolyte pour aggraver encore la combustion. La batterie ne peut pas être retirée immédiatement après le coup de poing de l'aiguille et doit être conservée dans la batterie. Si elle est retirée immédiatement, l'aiguille sera retirée une fois que la batterie aura retrouvé sa température normale, car la batterie réagit violemment et l'oxygène pénètre à l'endroit où l'aiguille est perforée, ce qui provoquera facilement une combustion.

L'équipement de pénétration du mécanisme poignarde la batterie de haut en bas. Étant donné que l'état de placement de la batterie dans le test est incompatible avec l'état de charge réel, la norme stipule uniquement l'acupuncture de la plaque polaire verticale et ne spécifie pas la direction de placement. L'acupuncture horizontale est l'état de charge réel. Si les résultats de l'acupuncture horizontale et de l'acupuncture verticale sont cohérents, il faut beaucoup de tests pour vérifier. Il est recommandé que la direction d'acupuncture de la batterie soit cohérente avec l'état de charge réel.

Les tests de sécurité ci-dessus tels que le court-circuit, l'extrusion et l'acupuncture visent principalement à simuler la situation possible de la batterie d'alimentation dans des circonstances anormales telles que des accidents de voiture lorsque le véhicule électrique se déplace à grande vitesse. Actuellement, la batterie d'alimentation du véhicule électrique est divisée en plusieurs petits boîtiers et installée dans différentes positions du véhicule. Chaque petite boîte est reliée par des fils. Afin d'éviter les courts-circuits, les fusibles peuvent être connectés en série entre plusieurs pools d'applications. Le système de gestion de la batterie (BMS) collecte la tension anormale et alerte le conducteur avec un son et une lumière sur l'instrument du véhicule électrique. Afin d'éviter que la batterie ne soit comprimée lors du processus de collision et de roulement du véhicule, le boîtier de la batterie doit être solide et la dissipation thermique est bonne. La résistance structurelle du corps où le boîtier de batterie est installé doit être élevée ou une protection spéciale doit être prise.