Il-problema tas-sikurezza tal-batteriji tal-enerġija tinġabar bħala "runaway termali", jiġifieri, wara li tilħaq ċerta temperatura, ma tibqax kontrollabbli, it-temperatura togħla b'mod lineari, u mbagħad tinħaraq u tisplodi. Sħana żejda, iċċarġjar żejjed, ċirkwit qasir intern, ħabta, eċċ huma diversi fatturi ewlenin li jikkawżaw runaway termali ta 'batteriji ta' enerġija.
(1) Tisħin żejjed jiskatta runaway termali
Ir-raġuni għat-tisħin żejjed tal-batterija tal-enerġija ġejja mill-għażla tal-batterija u d-disinn termali mhux raġonevoli, jew iż-żieda fit-temperatura tal-batterija kkawżata miċ-ċirkwit qasir estern, il-laxkezza tal-konnettur tal-kejbil, eċċ., li għandha tiġi solvuta minn żewġ aspetti tad-disinn tal-batterija u l-ġestjoni tal-batterija.
Mill-perspettiva tad-disinn tal-materjal tal-batterija, jistgħu jiġu żviluppati materjali biex jipprevjenu r-runaway termali u jimblokkaw ir-reazzjoni tar-runaway termali; mill-perspettiva tal-ġestjoni tal-batteriji, jistgħu jiġu previsti firxiet differenti tat-temperatura biex jiġu definiti livelli differenti ta' sikurezza, sabiex jitwettqu allarmi ġerarkiċi.
(2) L-iċċarġjar żejjed jiskatta r-runaway termali
L-inċident pur tan-nar tal-karozzi tal-linja tal-elettriku ta' din is-sena kien ikkawżat minn "runaway termali kkawżata minn ħlas żejjed". Speċifikament, is-sistema ta 'ġestjoni tal-batterija nnifisha ma kellhiex il-funzjoni ta' sikurezza taċ-ċirkwit ta 'ċċarġjar żejjed, li wassal biex il-BMS tal-batterija ma tkunx ikkontrollata iżda xorta tkun iċċarġjata.
Għal dan it-tip ta 'ċċarġjar żejjed, is-soluzzjoni hija li ssib it-tort taċ-ċarġer l-ewwel, li jista' jiġi solvut bis-sensja sħiħa taċ-ċarġer; it-tieni, il-ġestjoni tal-batterija mhijiex raġonevoli, pereżempju, il-vultaġġ ta' kull batterija ma jiġix immonitorjat.
Ta 'min jinnota li hekk kif l-etajiet tal-batterija, il-konsistenza bejn il-batteriji se tmur għall-agħar u tmur għall-agħar, u l-ħlas żejjed huwa aktar probabbli li jseħħ f'dan iż-żmien. Dan jeħtieġ l-ibbilanċjar tal-pakkett kollu tal-batterija biex tinżamm il-konsistenza tal-pakkett tal-batterija.
Pereżempju, pakkett ta 'batteriji konness f'serje li jadotta l-metodu ta' kombinazzjoni ta 'pakkett ta' batteriji l-aktar komuni ta '"l-ewwel b'mod parallel u mbagħad f'serje", wara li jsolvi l-problema ta' konsistenza tal-monomeru, l-aħjar każ huwa li jkollu l-istess kapaċità bħall-iżgħar monomeru ta 'kapaċità. B'din il-konsistenza, il-kapaċità żdiedet, u fl-istess ħin tista' tipprevjeni l-iċċarġjar żejjed.
Sabiex tinkiseb konsistenza, għandu jkun hemm mod kif tiġi stmata l-kapaċità ta' kull ċellola. Ouyang Minggao ssuġġerixxa li l-istat tal-pakkett kollu tal-batterija jista 'jiġi stmat abbażi tax-xebh tal-kurvi tal-iċċarġjar.
Fi kliem ieħor, sakemm tkun magħrufa l-kurva tal-iċċarġjar ta' waħda miċ-ċelloli singoli, il-kurvi l-oħra għandhom ikunu simili għaliha. Wara li l-kurva tinbidel, jistgħu bejn wieħed u ieħor jikkoinċidu, u dawn id-differenzi matul il-bidla fil-kurva huma faċli biex jiġu kkalkulati. Skond monomeru wieħed, monomeri oħra jistgħu jiġu kkalkolati. B'dan il-metodu, jista' jitwettaq il-bilanċ ta' konsistenza msemmi hawn fuq. M'għandniex xi ngħidu, dan l-algoritmu jieħu wisq żmien u jeħtieġ li jiġi ssimplifikat.
(3) Short circuit intern jiskatta runaway termali
L-ajruplan tal-passiġġieri Boeing 787 qabad in-nar minħabba splużjoni tal-batterija. Meta kien qed ifittex il-kawża tal-inċident, instab li kien hemm oġġetti tal-metall fuq l-elettrodu u d-dijaframma, li kkawżaw short circuit intern. Għalkemm l-esperti ma jistgħux jikkonfermaw 100% li r-runaway termali hija kkawżata minn short circuit intern, hija l-kawża l-aktar probabbli minħabba li m'hemm l-ebda raġuni oħra, u ċ-ċirkwit intern qasir ma jistax "joħroġ".
Impuritajiet tal-manifattura tal-batteriji, partiċelli tal-metall, espansjoni u kontrazzjoni ta 'ċarġ u skariku, evoluzzjoni tal-litju, eċċ jistgħu kollha jikkawżaw short circuits interni. Dan it-tip ta 'ċirkwit qasir intern iseħħ bil-mod, għal żmien twil ħafna, u mhuwiex magħruf meta se jkun termalment barra mill-kontroll. Jekk it-test jitwettaq, il-verifika ma tistax tiġi ripetuta. Fil-preżent, esperti madwar id-dinja ma sabux proċess li jista 'jirrepeti ċ-ċirkwit qasir intern ikkawżat minn impuritajiet, u huma kollha taħt studju.
Biex issolvi l-problema ta 'ċirkwit qasir intern, l-ewwel irridu nsibu manifattur tal-batterija bi kwalità tajba tal-prodott, agħżel il-batterija u l-kapaċità taċ-ċellula tal-batterija; it-tieni, agħmel tbassir tas-sigurtà taċ-ċirkwit qasir intern, u sib il-monomeru b'ċirkwit qasir intern qabel ma jseħħ ir-runaway termali.
Dan ifisser li l-parametri karatteristiċi tal-monomeru għandhom jinstabu, u l-konsistenza tista' tinbeda l-ewwel. Il-batterija hija inkonsistenti, u r-reżistenza interna hija wkoll inkonsistenti. Sakemm issib il-monomeru b'varjazzjoni fin-nofs, tista 'tiddistingwih.
Speċifikament, iċ-ċirkwit ekwivalenti ta' batterija normali u ċ-ċirkwit ekwivalenti ta' ċirkwit mikro-qasir, il-forma tal-ekwazzjoni hija fil-fatt l-istess, ħlief li l-parametri taċ-ċellula normali u taċ-ċellola biċ-ċirkwit mikro-qasir inbidlu. Tista 'tistudja dawn il-parametri u tara wħud mill-karatteristiċi tagħhom fil-bidliet interni ta' short-circuit.
Waħda mill-karatteristiċi hija d-differenza potenzjali tal-monomeru intern ta' short-circuit, li tqabbel ir-reżistenza interna tiegħu ma' monomeri oħra. Ouyang Minggao ppropona li l-persunal tar-R&Ż għandu juża mudelli biex jidentifika monomeri. Wara li jitkejlu l-vultaġġ u l-kurrent ta 'kull ċellula, bl-użu ta' din id-dejta u l-kombinazzjoni tal-mudell, ir-reżistenza interna ta 'kull ċellula tista' tiġi stmata. Wara li jiġu stmati l-parametri kollha tal-monomeru, skont il-bidliet tal-parametri, jista' jiġi ġġudikat jekk il-konsistenza nbidlitx b'mod sinifikanti.
4) Runaway termali li tiskatta mekkanika
Il-ħabta hija skattatur mekkaniku tipiku għar-runaway termali. L-inċidenti ripetuti tan-nar ta' Tesla huma r-raġuni għal dan. Ouyang Minggao żvela li l-Università ta' Tsinghua u MIT ħadmu flimkien biex janalizzaw il-ħabta ta' Tesla fl-Istati Uniti. Jekk issir simulazzjoni ta ' ħabta fil-laboratorju, l-eqreb ħaġa hija acupuncture.
Il-mod kif issolvi r-runaway termali kkawżata minn ħabta huwa li tagħmel xogħol tajjeb ta 'disinn ta' protezzjoni tas-sigurtà tal-batterija. Dan jeħtieġ li l-persunal tar-R&Ż l-ewwel jifhem il-proċess tar-runaway termali.
B'mod ġenerali, wara li sseħħ ir-runaway termali, din tinfirex 'l isfel. Pereżempju, wara li s-sħana ma tkunx ikkontrollata fl-ewwel trimestru, se jkun hemm trasferiment tas-sħana u tibda tinfirex, u mbagħad il-grupp kollu jsegwi wieħed wieħed bħal firecrackers. Għal dan it-tip ta' propagazzjoni, jista' jiġi stabbilit mudell, inkluża r-rata ta' żieda fit-temperatura intermedja, il-ġenerazzjoni tas-sħana tal-enerġija kimika u l-enerġija elettrika, u l-konvezzjoni tat-trasferiment tas-sħana. Il-mudell kollu tal-akkoppjar termoelettriku jista' jintuża għal analiżi kwantitattiva relatata ma' kalorimetru.
Bil-mudell tal-propagazzjoni, il-persunal tar-R&Ż jista' jiddisinja kif jimblokka u jrażżan, li jeħtieġ insulazzjoni tas-sħana. Madankollu, mhuwiex sempliċi li żżid saff li jiżola s-sħana. Min-naħa l-waħda, il-volum huwa mħaxxen, u min-naħa l-oħra, is-saff li jiżola s-sħana u t-tkessiħ huma kontradittorji. Dawn huma l-kwistjonijiet kollha li jeħtieġ li jiġu solvuti.
Fil-qosor, f'termini ta' espansjoni u soppressjoni tar-runaway termali, il-persunal tar-R&Ż għandu jibda minn żewġ aspetti: id-disinn tal-protezzjoni tas-sikurezza u l-ġestjoni tal-batteriji.