Ver traducción automática
Esta es una traducción automática. Para ver el texto original en inglés haga clic aquí
#Novedades de la industria
{{{sourceTextContent.title}}}
Análisis de la prueba de seguridad y estabilidad de las baterías de iones de litio - Parte 2
{{{sourceTextContent.subTitle}}}
Análisis de la prueba de seguridad y estabilidad de las baterías de iones de litio - Parte 2
{{{sourceTextContent.description}}}
1.3 Prueba de sobrecarga
La sobrecarga de una sola batería se detendrá después de una carga de corriente constante de 1 I1 (A) hasta que la tensión alcance 15 veces la tensión de terminación de carga especificada en las condiciones técnicas de la empresa o el tiempo de carga alcance 1h. Observe durante 1h. Durante este proceso, la batería no debe explotar ni incendiarse. La sobrecarga de la batería del módulo es también para detener la carga después de 1 I1 (A) de carga de corriente constante hasta que el voltaje de cualquier batería individual alcanza 15 veces el voltaje de terminación de carga especificado en las condiciones técnicas de la empresa o el tiempo de carga alcanza 1h, y observar durante 1h. Durante este proceso, la batería no debe explotar ni incendiarse.
En la etapa inicial de la prueba de sobrecarga, la capa metaestable de la película límite del electrolito sólido (SEI) formada en la superficie del electrodo negativo de carbono primera reacción de descomposición exotérmica. Si se sigue cargando, el voltaje de la batería sigue aumentando, y la temperatura de la batería sigue aumentando. Además de la reacción entre los electrodos positivo y negativo y el electrolito descrita en este documento, la alta tensión también provocará la descomposición del electrolito. Por lo tanto, se generará una gran cantidad de gas dentro de la batería, y ésta se hinchará seriamente. Continúe cargando. Bajo la acción de la alta temperatura y la alta presión, una gran cantidad de gas se pulveriza desde el interior de la batería para formar un humo espeso. Cuando esto ocurre, el carbonato lineal del electrolito se encenderá por la alta temperatura después de decenas de segundos, causando un incendio o incluso una explosión.
Otro tipo de incendio de la batería puede producirse durante la prueba de cortocircuito del módulo en la que se conectan varias baterías en paralelo y luego se conectan en serie. Cuando la batería se deforma seriamente debido a la producción de gas y al inflado, los terminales positivo y negativo del exterior de la batería entran en contacto entre sí bajo la acción de la pieza de conexión, lo que provoca un cortocircuito y un incendio.
1.4 Prueba de aplastamiento
El aplastamiento del monómero será un medio cilindro con un radio de 75 mm (la longitud del medio cilindro es mayor que el tamaño de la batería extruida). La dirección del aplastamiento será perpendicular a la dirección de la placa de la pila. Presione la batería a la velocidad de (5 ± 1) mm / s para que se detenga después de una de las siguientes condiciones: el voltaje alcanza 0V o la deformación alcanza el 30% o la fuerza de aplastamiento alcanza 200kn, y observe durante 1h. En este proyecto, la batería no debe explotar ni incendiarse. La placa de aplastamiento utilizada para el aplastamiento del módulo es similar al aplastamiento simple. La dirección de aplastamiento es la misma que la dirección en la que es más probable que el módulo de la batería sea aplastado en la disposición de todo el vehículo (si la dirección más probable de aplastamiento no está disponible, aplique la presión perpendicular a la dirección de disposición de la batería simple). Cuando la deformación del módulo de la batería alcance el 30% a (5 ± 1) mm / s o la fuerza de aplastamiento alcance un determinado valor, detenga el Keep durante 10min y observe durante 1h. Durante este proceso, el módulo de la batería no deberá explotar ni incendiarse.
Hay dos situaciones en las que el aplastamiento hace que la batería pierda el control del calor: la presión de aplastamiento deforma la batería y el diafragma interno se rompe. La reacción causada por el contacto de las placas positiva y negativa de la batería es similar a la de la prueba de acupuntura, lo que provoca el incendio y la explosión de la batería; El segundo caso es similar a la prueba de cortocircuito. Después de la deformación de la batería, las lengüetas positivas y negativas entran en contacto para formar el fenómeno de cortocircuito externo de la batería, y finalmente se produce el incendio y la explosión.
2.Prueba de seguridad en GB /T314673-2015
La norma GB / T314673-2015 está dirigida a los requisitos de seguridad y métodos de prueba de los paquetes de baterías de energía de iones de litio y sistemas para vehículos eléctricos. Hay 16 elementos de prueba de seguridad. La prueba de seguridad de rendimiento eléctrico (protección contra sobredescarga, protección contra sobrecarga, protección contra cortocircuitos y protección contra sobretemperatura) del paquete de baterías de energía y el sistema son todas las pruebas de protección. Es decir, si el paquete de baterías o el sistema tiene acciones de protección como la desconexión de relés y la fusión de fusibles durante la prueba, la prueba se aprueba y, por lo general, no habrá desbordamiento térmico. En general, la proporción de desbordamiento térmico del paquete o sistema de baterías de iones de litio es pequeña, y se concentra principalmente en el proceso de prueba de vibración y aplastamiento.
2.1 Prueba de vibración
Instale el objeto de prueba en la mesa de vibración. La prueba de vibración se realiza en tres direcciones, empezando por el eje z, luego el eje Y y finalmente el eje x. Para los objetos de prueba instalados en otros lugares, el tiempo de prueba en cada dirección es de 21h. Durante la prueba, supervise el estado de la unidad de control más pequeña dentro del objeto de prueba, como la tensión y la temperatura. Después de la prueba de vibración, observe durante 2 horas que el paquete de baterías no tenga fugas, ruptura de la carcasa, fuego o explosión. La resistencia de aislamiento después de la prueba no deberá ser inferior a 100 Ω/V.
En el proceso de vibración a largo plazo, la lámina aislante de la batería del módulo es fácil que se caiga o se desgaste, y los contactos de las orejas positivas y negativas o los contactos con la carcasa del paquete de baterías para formar un cortocircuito, lo que resulta en el desbordamiento térmico de la batería, como se muestra en la Figura 7. Al mismo tiempo, durante el proceso de vibración, también se observa que la parte de conexión de la batería genera una fuerte tensión, y es fácil que se desprenda en la oreja del polo con una fuerte conexión brillante en estado estático.
La norma de vibración de GB / T314673-2015 es demasiado estricta en comparación con otras normas, y muchos paquetes de baterías tendrán desbordamiento térmico durante la prueba de vibración. En la enmienda No. 1, el estándar de vibración se cambia a 15 minutos de vibración de onda sinusoidal del paquete de baterías o del sistema, y la frecuencia de vibración aumenta de 7Hz a 50Hz y luego vuelve a 7Hz. Este ciclo se repetirá 12 veces en 3 horas en la dirección vertical de la posición de instalación del paquete o sistema de baterías especificada por el fabricante. Realice 1 ciclo estándar después de la vibración. Después de la prueba, observe durante 1h bajo la temperatura ambiente de la prueba. Requisitos: el paquete o sistema de baterías deberá estar conectado de forma fiable y la estructura deberá estar intacta. El paquete de baterías o el sistema no debe tener fugas, rotura de la carcasa, incendio o explosión; La resistencia del aislamiento después de la prueba no debe ser inferior a 100 Ω/V. Después de la aplicación de la orden de modificación, rara vez se produce el desbordamiento térmico del paquete de baterías. La norma de prueba de vibración del paquete de baterías se formulará de acuerdo con el espectro vial del vehículo eléctrico que circula por la carretera general. No es apropiado ser demasiado estricto o demasiado flojo. Por lo tanto, el objetivo actual es formular y aplicar la norma de vibración del paquete de baterías con parámetros correctos y pasos perfectos lo antes posible.
2.2 Prueba de aplastamiento de la batería
El aplastamiento del paquete de baterías adopta un medio cilindro con un radio de 75mm. La longitud del medio cilindro es mayor que la altura del objeto de prueba, pero no más de 1m. Detenga el aplastamiento cuando la fuerza de aplastamiento alcance 200kn o la deformación de aplastamiento alcance el 30% del tamaño total en la dirección de aplastamiento. Mantener durante 10min y observar durante 1h. El paquete de baterías deberá estar libre de ignición, explosión y otros fenómenos.
Durante la prueba de aplastamiento del paquete de baterías, se encuentra que el paquete de baterías que pasa la prueba de aplastamiento generalmente detiene la prueba después de que la fuerza de aplastamiento alcanza 200kn. Si la resistencia de la carcasa del paquete de baterías no es suficiente y la deformación del paquete de baterías alcanza el 30%, generalmente se producirá un incendio. Porque después de que el paquete de baterías se deforme, la deformación de algunas baterías dentro del paquete de baterías incluso superará el 80%. En este caso, el monómero o el módulo dentro del paquete de baterías se descontrolará térmicamente.
En la enmienda nº 1, la fuerza de aplastamiento de la cabeza de aplastamiento se cambia de 200 kn a 100 kn, y las demás normas permanecen inalteradas. En el funcionamiento real de todo el vehículo, la fuerza de aplastamiento tras la colisión no es segura, y la deformación de la batería puede ser muy grande. Por lo tanto, muchos vehículos eléctricos se incendiarán en caso de accidente por colisión.
3.Conclusión
En las baterías de iones de litio se producen una serie de reacciones debido a razones individuales o bajo la condición de mal uso y abuso, lo que da lugar a un desbordamiento térmico y a un incendio y explosión de la batería. Los parámetros correctos y las normas de ensayo estandarizadas son medios importantes para verificar la seguridad de las baterías. Este documento presenta varias pruebas representativas en las que las celdas, los módulos, los paquetes de baterías y los sistemas de baterías son propensos al desbordamiento térmico, y analiza las causas y el mecanismo del desbordamiento térmico. En la actualidad, la batería de iones de litio no es perfecta, y el problema de la seguridad es el principal problema que limita la industria de las nuevas energías. Sin embargo, con la popularización y aplicación de materiales de baterías de iones de litio de alta seguridad, la madurez de la tecnología de gestión de baterías y la mejora de las normas de inspección, las baterías de iones de litio desempeñarán un gran papel en el futuro.