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Ensayo medioambiental y de seguridad de la batería del VE - Parte 1

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Ensayo medioambiental y de seguridad de la batería del VE - Parte 1

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Como tendencia de desarrollo en la futura industria del automóvil - vehículos eléctricos. Su mayor peligro para la seguridad es la explosión, el incendio y la combustión de la batería de alimentación. De hecho, los incidentes de incendios y combustión de vehículos eléctricos no son infrecuentes. Entre los incidentes mundiales de incendios de vehículos eléctricos también se incluyen la combustión espontánea de Zotye, los incendios por colisión de Volanda varios días después y los incendios de coupé. Estos accidentes han despertado una preocupación generalizada sobre el rendimiento de seguridad de las baterías de iones de litio utilizadas en los vehículos eléctricos.

Con la popularización de los vehículos de nueva energía representados por baterías. El rendimiento de la seguridad de las baterías de potencia es cada vez más importante. Desde el punto de vista de la propia batería, es un portador de energía, y existen factores de seguridad inherentes a los distintos sistemas electroquímicos. Diferentes capacidades. Las diferencias en los procesos de fabricación, así como el entorno y el grado de utilización, tienen un impacto significativo en la seguridad de las baterías.

1 Prueba medioambiental

El uso seguro de las baterías de iones de litio en diferentes condiciones ambientales es crucial. Entre todos los factores ambientales. La temperatura es el factor que más influye en el rendimiento de carga y descarga de las baterías de litio. La interfaz entre electrodos/electrolitos se considera el corazón de las baterías de litio. Si la temperatura baja, la velocidad de reacción del electrodo también disminuirá: suponiendo que el voltaje de la batería de litio permanezca constante, la corriente de descarga disminuirá. La potencia de salida de las pilas de litio también disminuirá. Cuando la temperatura sube, la potencia de salida de las pilas de litio aumentará. La temperatura también afecta a la velocidad de transmisión del electrolito: un aumento de la temperatura acelera y un descenso de la temperatura ralentiza: el rendimiento de carga y descarga de las baterías de litio también se verá afectado. Pero si la temperatura es demasiado alta, alterará el equilibrio químico dentro de la batería de litio. Hemos realizado pruebas ambientales rutinarias utilizando como ejemplo una batería de iones de litio de 20 Ah:

a) En primer lugar. En una cámara de pruebas con una temperatura ambiente de (20 ± 5) ℃ a temperatura ambiente. Descargue la batería de iones de litio a una corriente de 1 IV A hasta que la tensión de terminación de descarga sea de 2,0 V. En este momento, pruebe este conjunto de baterías. El valor de capacidad no debe ser inferior al valor nominal ni superar el 110% del valor de capacidad. El resultado de la prueba de capacidad es 21 Ah, que es 105% del valor nominal, lo que indica que la batería de iones de litio está dentro del rango calificado a temperatura ambiente de (20 ± 5) ℃.

b) En segundo lugar, con las baterías de iones de litio totalmente cargadas, guárdelas en una cámara de prueba a baja temperatura de (-20 ± 2) ℃ durante 20 horas. Descárguelas a una corriente de 1 IVA en condiciones ambientales de (-20 ± 2) ℃. La capacidad de la batería de iones de litio no debe ser inferior al 70% del valor nominal hasta que la tensión de terminación de la descarga sea de 2. O V. Después de la medición, la capacidad de la batería es de 20 Ah, que es el valor nominal, lo que indica que no hay ningún cambio en su valor de capacidad a una temperatura baja de 20 ℃.

C) Por último. Con las baterías de iones de litio completamente cargadas, guárdelas en una cámara de prueba de alta temperatura a (55 ± 2) ℃ durante 5 horas y, a continuación, descárguelas a una corriente de 1 IV A bajo (55 ± 2) ℃ hasta que la tensión de terminación de descarga sea de 2,0 V. La capacidad no debe ser inferior al 95% del valor nominal. El valor real de la capacidad medida es de 20 Ah. A una temperatura elevada de 55 ℃, el valor de la capacidad permanece invariable.

De acuerdo con las instrucciones experimentales anteriores. Aunque teóricamente, el medio ambiente tiene un impacto en las baterías de iones de litio. Pero los resultados experimentales indican que este grupo de baterías de iones de litio funciona con cambios de temperatura. El valor de la capacidad no ha cambiado significativamente. Los paquetes de baterías de iones de litio se utilizan como baterías de potencia para vehículos eléctricos. Se consigue mediante N baterías de iones de litio individuales de pequeño volumen en serie y en paralelo para suministrar energía a todo el coche. Por tanto. La seguridad de las baterías de iones de litio utilizadas en los automóviles. La seguridad de las baterías individuales de iones de litio es crucial.

2.Prueba de seguridad

La pila individual de iones de litio es un sistema electroquímico relativamente complejo compuesto por componentes como el electrodo positivo, el electrodo negativo, el separador y el electrolito. El nivel de su seguridad depende del "efecto de placa de fondo" de todo el componente. Sólo logrando la seguridad individual se puede mejorar con seguridad el rendimiento global de la batería tras la conexión en serie y en paralelo. Entonces, ¿cómo podemos garantizar la seguridad de las baterías de iones de litio individuales? Tenemos que verificarlo mediante las siguientes pruebas de seguridad (las pruebas de rendimiento de seguridad son pruebas destructivas. Por razones de seguridad, la batería probada debe colocarse en una cámara a prueba de explosiones):

a) Sobredescarga

Las baterías de iones de litio se almacenan en una cámara a prueba de explosiones a temperatura ambiente (20 ± 5) ℃. Descargue a una corriente de 1 IV A hasta que el voltaje de la batería llegue a 0 V (si hay un circuito electrónico de protección, el circuito electrónico de protección de descarga debe ser retirado temporalmente). Las baterías de iones de litio no deben explotar, incendiarse ni perder líquido, como se muestra en la figura 1. A través de las pruebas, la situación anterior no se produjo en las baterías de iones de litio. El objetivo de este experimento es evaluar la autonomía de los vehículos eléctricos más allá de la capacidad especificada de la batería. Rendimiento de seguridad de las baterías de iones de litio en condiciones de descarga extrema.

b) Sobrecarga

Hay dos formas de realizar pruebas de sobrecarga en baterías de iones de litio:

1) Las baterías de iones de litio se cargan en una cámara a prueba de explosiones a temperatura ambiente (20 ± 5) ℃ con una corriente de 3 IV A. La prueba se detiene cuando la tensión de la batería alcanza los 5 V o el tiempo de carga llega a 90 minutos (se prioriza una de las condiciones);

2) Cargar con una corriente de 9 IV A, y detener la prueba cuando el voltaje de la batería de iones de litio alcance los 10 V. Cuando se alcanza el voltaje especificado, las baterías de iones de litio no deberían explotar ni incendiarse. La batería de iones de litio no explotó ni se incendió. Este experimento sirve para evaluar la carga de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos. Cuando el dispositivo de carga pierde el control o se producen accidentes debido a factores humanos. Provocando una sobrecarga de alta corriente. El rendimiento de seguridad de las baterías de iones de litio en este estado.