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Test de sécurité des batteries d'alimentation des VE

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Test de sécurité des batteries d'alimentation des VE

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Les performances de sécurité des batteries ont un impact significatif sur le bon fonctionnement et la fiabilité des véhicules électriques, c'est pourquoi il est nécessaire de procéder à des essais détaillés des performances de sécurité des batteries. L'inspection des performances de sécurité des batteries de véhicules électriques comprend des essais de surcharge et de décharge, des essais de court-circuit, des essais à haute température, des essais d'impact par perforation d'aiguille, des essais de performance mécanique, des essais de résistance à la corrosion et d'autres éléments.

1 Test de surcharge et de décharge

Pour les batteries secondaires scellées, la surcharge et la décharge peuvent provoquer une accumulation rapide de gaz dans le conteneur scellé, entraînant une augmentation rapide de la pression interne. Si la soupape de sécurité ne peut pas être ouverte à temps, la batterie risque d'éclater. Dans des circonstances normales, la soupape de sécurité s'ouvre sous une certaine pression pour libérer l'excès de gaz. Une fois le gaz libéré, la quantité d'électrolyte diminue et, dans les cas les plus graves, l'électrolyte se dessèche, les performances de la batterie se détériorent et la batterie finit par tomber en panne. En outre, pendant le processus de libération du gaz, une certaine quantité d'électrolyte est entraînée, et la plupart des électrolytes sont des acides ou des bases concentrés, qui ont un effet corrosif sur les appareils électriques.

Par conséquent, une batterie de véhicule électrique haute performance doit avoir une bonne résistance à la surcharge, être moins sujette à l'éclatement et moins sujette aux fuites sous un certain degré de surcharge et de décharge. La forme de la batterie est également moins susceptible de changer.

Dans la conception des piles, une électrode négative excédentaire est généralement utilisée pour éviter une accumulation excessive de gaz à l'intérieur de la pile. Pour éviter l'apparition d'une inversion de polarité lors d'une décharge excessive, une protection contre l'inversion de polarité est généralement mise en œuvre en ajoutant un matériau d'inversion de polarité à l'électrode positive.

Lors des tests de charge, les conditions appropriées peuvent être sélectionnées en fonction du type et du modèle spécifiques de la batterie. En prenant les batteries MH-Ni comme exemple, la sélection du courant de surcharge peut être déterminée en fonction de la puissance de sortie de la source de courant constant.

Pour certaines batteries de grande capacité (type D, type SC), la source de courant constant générale ne peut pas délivrer un courant important de 1 C, et des mesures de protection suffisantes doivent être envisagées dans les situations de courant élevé. Pour les batteries de capacité relativement faible, un multiplicateur de courant plus important peut être choisi. Selon les différents systèmes de décharge, il existe des différences correspondantes dans les normes d'évaluation de la capacité de surcharge des batteries. Dans la pratique, les deux systèmes de surcharge suivants sont utilisés.

(1) Charger la batterie avec un courant constant de 0,1 C pendant 28 jours. Pendant le test, la batterie ne doit pas exploser ou fuir, et sa capacité ne doit pas être inférieure à la capacité nominale lorsqu'elle est déchargée à 0,2 °C après la charge.

(2) Charge à un courant constant de 1 C pendant 5 heures, et il ne doit pas y avoir de fuite pendant les 75 premières minutes de l'essai. Les fuites sont autorisées par la suite, mais aucune explosion n'est permise. Après la charge, déchargez à 0,2 C et la capacité ne doit pas être inférieure à la capacité nominale.

Pendant le processus de charge, la détection des fuites peut être vérifiée en faisant couler du liquide au point d'étanchéité. La rougeur de la solution ou la formation de bulles sont considérées comme des fuites.

Lorsqu'on effectue un test de surdécharge sur une batterie, il faut d'abord charger complètement la batterie, puis sélectionner les conditions appropriées pour la décharge. Il existe deux conditions de test couramment utilisées.

(1) Connecter la batterie en série avec une résistance standard (environ 10 Ω, choisie en fonction du modèle de batterie) et décharger continuellement pendant 24 heures. La batterie ne doit pas présenter d'explosion ou de fuite pendant le processus de décharge, et sa capacité ne doit pas être inférieure à 90 % de la capacité nominale après une décharge excessive.

(2) Déchargez d'abord la batterie à 1 C jusqu'à 0 V, puis déchargez-la à 0,2 C jusqu'à 0 V, et forcez ensuite la surdécharge à 1 C pendant 6 heures. La pile ne doit pas exploser, mais des fuites ou des déformations sont autorisées. Après le test, la batterie ne peut plus être utilisée.

Pour une batterie, une méthode est généralement utilisée pour tester sa capacité à résister aux fuites.

2 Test de court-circuit

En cas de court-circuit, les batteries de véhicules électriques peuvent générer un courant important, qui peut augmenter instantanément la température de la batterie et même faire bouillir l'électrolyte ou fondre la bague d'étanchéité. Par conséquent, lors des essais de court-circuit, la batterie peut subir des pulvérisations d'alcali, des fuites et d'autres situations. En général, de bonnes mesures de protection doivent être prises.

La condition d'essai habituelle consiste à charger complètement la batterie et à court-circuiter les deux pôles de la batterie à température ambiante pendant une heure. Les fuites sont autorisées, mais la batterie ne doit pas prendre feu ou exploser.

3 Test de résistance à haute température

En règle générale, il est interdit de mettre les piles au feu, car elles peuvent subir certains changements et exploser à des températures plus élevées. Il est donc nécessaire de tester les performances de sécurité des piles à des températures appropriées.

La plage de température générale des tests est divisée en deux zones : la zone à haute température et la zone à basse température. La zone de haute température est soumise au feu pour les essais, et la zone de basse température est de 100-200 ℃. Les conditions d'essai à basse température les plus courantes sont les suivantes.

(1) La batterie entièrement chargée (100 ℃) doit être conservée pendant 2 heures et il ne doit pas y avoir d'explosion ou de fuite.

(2) La batterie entièrement chargée doit être placée dans une boîte à température constante de 150 ℃ pendant 10 minutes, et il ne doit pas y avoir d'explosion ou de fuite.

La résistance interne et la tension en circuit ouvert de la batterie subiront certains changements après avoir passé le test dans la zone à basse température, mais la batterie devrait pouvoir continuer à être utilisée. Le test des piles dans les zones à haute température est destructeur et la pile testée ne pourra plus être utilisée. Une fois la batterie mise au feu, la température peut atteindre 800 ℃, et la bague d'étanchéité et les autres plastiques à l'intérieur de la batterie fondent et s'enflamment. La précipitation de gaz est autorisée, mais il ne doit pas y avoir d'explosion.

4 Test de pénétration d'un clou dans une batterie de véhicule électrique

Lorsque les batteries de véhicules électriques sont percutées par des objets pointus provenant de l'extérieur, l'enveloppe peut être perforée. Si l'objet perforé est conducteur, un court-circuit peut se produire entre les électrodes positives et négatives, ce qui présente un certain danger. Par conséquent, pour les piles utilisées dans certaines occasions spéciales, des expériences de perforation doivent également être menées, et la pile doit être complètement chargée avant les tests de perforation. Les conditions d'essai sont les suivantes : le diamètre de l'aiguille est de φ Percez la batterie dans le sens du diamètre avec un diamètre de 1,0 mm. Après le perçage, la batterie ne doit pas exploser, mais les fuites et l'échauffement sont autorisés.

5 Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques comprennent des essais de résistance aux collisions, de résistance aux chocs et de résistance aux vibrations. Les méthodes couramment utilisées pour tester les propriétés mécaniques sont les essais de collision.

Essai de collision

Tout d'abord, chargez la batterie et déchargez-la à un courant constant de 0,2 C après l'essai. La méthode 1 exige que la capacité de décharge après l'essai ne soit pas inférieure à la capacité nominale ; la méthode 2 exige qu'il n'y ait pas de différence significative dans la perte de capacité de la batterie après l'essai et avant l'essai. Après l'essai, la batterie ne se déforme pas et ne fuit pas. L'échantillon de batterie utilisé pour l'essai de collision doit être fixé sur la table d'impact sur la moitié de l'axe vertical et sur la moitié de l'axe parallèle pour l'essai. L'essai de performance mécanique peut également être effectué par le biais d'essais de collision simples, où la batterie peut être lâchée au hasard d'une hauteur de 1 m dans différentes directions sur une planche de chêne de 2 cm d'épaisseur, et ce à quatre reprises. Après l'expérience, la batterie ne doit présenter aucun changement visuel ni aucune fuite. En outre, la tension et la résistance interne de la batterie ne doivent pas changer.

6 Essai de résistance à la corrosion

Les méthodes d'essai de corrosion couramment utilisées comprennent l'essai électrochimique, l'essai au brouillard salin, etc. L'expérience a été menée dans une boîte à brouillard salin. La batterie est exposée à la chambre d'essai, une solution d'essai atomisée y est pulvérisée et le fin brouillard se dépose uniformément sur la surface de l'échantillon sous l'effet de son propre poids. La solution d'essai est une solution de NaCl à 5 % (pourcentage de masse), dont la teneur totale en solides ne dépasse pas 20 %/(μg/g), pH 6,5-7,2. Pendant l'expérience, la température à l'intérieur de la boîte à brouillard salin est restée constante à (35 ± 1) ℃. La batterie est conservée dans la chambre à brouillard salin pendant 48 heures.

Après l'essai, il ne doit pas y avoir de différence significative dans la capacité de la batterie. Une petite quantité de rouille est autorisée sur le dessus (joint) et le dessous de la batterie, mais il ne doit pas y avoir de perforation ou de piqûre très évidente. La batterie ne doit pas fuir ni exploser.