فرار حرارتی و مدیریت حرارتی باتری لیتیومی

چهار سال پیش، وزارت انرژی ایالات متحده DOE و وزارت علوم و آموزش آلمان BMBF و محققان مشهور بین المللی مرتبط، کارگاه بین المللی ایمنی باتری، IBSW، دانشگاه فنی مونیخ در سال 2015، آزمایشگاه ملی ساندیا در سال 2017، 2019 در 8 اکتبر راه اندازی کردند. ، 2008، سمپوزیوم بین المللی ایمنی باتری IBSW برای سه بار متوالی برگزار شده است. بحث‌های آکادمیک عمیق‌تر و دقیق‌تری در مورد باتری‌های قدرت از نظر عملکرد، جهت فنی، فرار حرارتی و مدیریت حرارتی انجام داده است. ارتباط برنامه

فرار حرارتی باتری برق

فرار حرارتی و مدیریت حرارتی باتری برق - صدایی از کنفرانس بین المللی ایمنی باتری IBWS

در پاسخ به فرار حرارتی، آکادمیسین Ouyang Minggao و تیم Tsinghua او سه مکانیسم و چهار راه حل را از طریق تحقیق ارائه کرده اند.

این سه مکانیسم عبارتند از:

1. سوراخ دیافراگم باعث اتصال کوتاه داخلی می شود و باعث فرار حرارتی می شود.

2. باتری با انرژی ویژه بالا به طور مثبت اکسیژن فعال آزاد می کند، و چگالی تکامل اکسیژن با افزایش انرژی ویژه به کاهش ادامه می دهد.

3. لیتیوم فعال در الکترود منفی ناشی از شارژ سریع یا شارژ بیش از حد.

روش های پیشگیری و کنترل خاص ارائه شده توسط تیم Ouyang Minggao عبارتند از:

اول، اتصال کوتاه داخلی و روش کنترل اتصال کوتاه داخلی، یعنی BMS.

دوم، فرار حرارتی ناشی از تکامل اکسیژن در الکترود مثبت و طراحی حرارتی باتری.

سوم، فرار حرارتی و کنترل بار ناشی از واکنش شدید بین بارش لیتیوم در الکترود منفی و الکترولیت.

چهارم، اگر هیچ یک از سه مکانیسم و سه فناوری نتواند مشکل فرار حرارتی را حل کند، استفاده از پخش گرمای مهارکننده، با درک قانون انتشار گرما، مهار انتشار گرما، در نهایت می تواند از وقوع حوادث ایمنی جلوگیری کند.

پروفسور Ai Xinping از دانشگاه ووهان نیز همین نظر را دارد. در همان روز، او در یک سخنرانی با عنوان"فناوری افزایش ایمنی برای باتری های لیتیوم یون&به وضوح بیان کرد:

فرار حرارتی و مدیریت حرارتی باتری برق - صدایی از کنفرانس بین المللی ایمنی باتری IBWS

رفتار ناایمن باتری عمدتاً ناشی از فرار حرارتی است.

هنگامی که باتری اتصال کوتاه، شارژ بیش از حد یا تحت تاثیر دمای بالا قرار می گیرد، دمای باتری افزایش می یابد. پس از افزایش دما، یک سری واکنش های جانبی گرمازا یکی پس از دیگری ایجاد می شود. گرمای آزاد شده توسط این واکنش های جانبی را نمی توان به موقع تخلیه کرد که باعث افزایش دمای باتری می شود. از طریق مکانیسم بازخورد مثبت، واکنش گرمازایی نهایی بیشتر و شدیدتر می شود. ، فرار حرارتی رخ می دهد.

در مورد راه حل فرار حرارتی، پروفسور Ai Xinping سه روش دارد:

در سطح اول، سعی کنید از اتصال کوتاه اجتناب کنید و از شارژ بیش از حد خودداری کنید.

در سطح دوم، اگر اتصال کوتاه یا شارژ بیش از حد وجود داشته باشد، حفاظت حرارتی باید انجام شود تا تا حد امکان از فرار حرارتی جلوگیری شود.

در سطح سوم، اگر گرما خارج از کنترل است و اجتناب از آزمایش غیرممکن است، سعی کنید بدون ایجاد آسیب جدی از آن اجتناب کنید و آتش نگیرید.

مدیریت حرارتی باتری برق

کارشناسان و محققان در حال مطالعه روش‌هایی برای حل فرار حرارتی بر اساس مکانیسم باتری هستند، اما همانطور که آکادمیسین Ouyang Minggao گفت، اگر فناوری نتواند فرار حرارتی را حل کند، باید از روش‌هایی برای سرکوب گسترش حرارتی استفاده کرد.

در این رابطه، وانگ دپینگ، مدیر موسسه تحقیقاتی انرژی های نو FAW، راه حل FAW's را ارائه کرد.

فرار حرارتی و مدیریت حرارتی باتری برق - صدایی از کنفرانس بین المللی ایمنی باتری IBWS

به عنوان یک شرکت خودروسازی، FAW مدیریت ایمنی را در کل سیستم از تحقیق و توسعه فناوری باتری تا خدمات پس از فروش انجام می دهد:

ابتدا ایمنی را از جهت مسیر فنی مشخص کنید.

دوم، ایجاد یک مفهوم امنیتی در سراسر سیستم.

سوم، گنجاندن امنیت در چارچوب مدیریت و چارچوب کل کسب و کار.

چهارم، برخی از فناوری های امنیتی خاص.

پنجم، بهبود تأیید تجربی.

ششم، ارائه خدمات فرانت‌اند و فرآیند کامل.

هفتم، سیستم نظارت.

از نظر فناوری ایمنی خاص، FAW یک سیستم حفاظت ایمنی چهارگانه حول طراحی مثبت ساخته است، از جمله ایمنی باتری، ایمنی خودرو، ایمنی شارژ و ایمنی استفاده. در اطراف این چهار جنبه، داخلی شامل 16 جنبه خاص و 54 اقدام حفاظتی خاص برای اطمینان از ایمنی کل سیستم باتری قدرت در طول کل چرخه عمر است.

برای هشدار زودهنگام فرار حرارتی باتری، FAW یک سیستم تشخیص سیستم هشدار اولیه مدل فرار حرارتی را تشکیل داده است، خدمات اطلاعات هشدار اولیه فرار حرارتی مربوطه را در اختیار راننده و پس زمینه قرار می دهد و همچنین مجهز به سیستم اطفاء حریق باتری فعال و ایمن است. .

به گفته وانگ دپینگ، سیستم اطفاء حریق ایمنی فعال با همکاری FAW و Zephyr Intelligent System Shanghai Co., Ltd.، از وضعیت آزمایشی قبلی، اثر آشکار است:

از یک طرف، سیستم می تواند به طور فعال آزمایش های اطفاء حریق را بر روی ماژول ها و مونومرهایی که از نظر حرارتی از کنترل خارج هستند انجام دهد.

از طرف دیگر، از آنجایی که اطفاء حریق مورد استفاده، محیطی با نسبت حرارت به ذوب بالا است، می توان دمای بسته باتری را از طریق این عملکرد جذب گرما کاهش داد تا از گرما در بسته باتری جلوگیری شود. از ایجاد آتش سوزی در داخل خودرو.

لی فی، رئیس شانگهای ژفو، که توسط FAW مورد ستایش قرار گرفت، در روز&سخنرانی کرد. ، چگونه سرکوب کنیم.

فرار حرارتی و مدیریت حرارتی باتری برق - صدایی از کنفرانس بین المللی ایمنی باتری IBWS

در دیدگاه Zephyr'، چه به دلیل سرکوب گریز حرارتی باشد و چه از سرکوب گسترش فرار حرارتی، خنک سازی حیاتی ترین است. بنابراین، لی فی مکرراً اعلام کرد که"سرد کردن راه پادشاهی است."

Zephyr بر اساس مزایای فنی پیشرو خود، یک برنامه مدیریت حرارتی کامل سه در یک منحصر به فرد را تشکیل داده است:

1. برای استفاده از خنک کننده مایع برای محفظه باتری، خنک کننده اجباری.

2. با هدف حل مشکل فرار حرارتی، از یک سیستم تشخیص ترکیبی برای هشدار دادن به فرار حرارتی باتری از قبل استفاده می شود و می تواند در زمان از کار افتادن باتری گزارش دهد.

3. سیستم تشخیص فوق به عنوان مکانیزمی برای تحریک سرکوب فرار حرارتی باتری استفاده می شود. به محض پخش شدن جریان حرارتی باتری، دستگاه اطفاء حریق باتری لیتیوم مایع فعال خواهد شد.

این مجموعه فناوری در بسیاری از شرکت ها و کاربران خودروهای تجاری داخلی مورد استفاده قرار گرفته است. در آینده وارد میدان خودروهای سواری خواهد شد و تبدیل به"ایربگ" از باتری ها

لی فی گفت که از منظر توسعه سلامت و ایمنی وسایل نقلیه جدید انرژی، توصیه می شود که شرکت های خودروسازی"کیسه هوای باتری" برای باتری های لیتیومی وسایل نقلیه با انرژی جدید به کاربران امکان انتخاب و رای در بازار را می دهد. هنگامی که یک حادثه رخ می دهد، می تواند تلفات و خسارات مالی را کاهش دهد. ، واقعاً تحقق وسایل نقلیه انرژی جدید را اسکورت کنید.