电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
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锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池充电析锂与快充控制
近期发生的充电事故的分解声明,主要是不当快速充电或过充引发电池析锂,导致热失控温度大幅度下降,从219℃下降到107℃,并与电解液剧烈反应,导致电池在107℃发生热失控。
通过试验表征发现,在快充的时候能够分明看出析锂的萌生,并通过对析锂机理进行研究,发现了析锂的完整过程,包括电池充电过程负极表面锂析出和重新嵌入,析出过程就是负极零电位之后形成,在电池停止充电之后,电位会恢复到零电位以上,这个时候会重新嵌入,然后所有的可逆锂均完全溶解,负极不再发生反应。
我们对热失控内短路建立仿真模型,其中很紧要的是内短路位置的熔断,这种熔断可能导致整个内短路终止,也有可能导致更剧烈的内短路发生。为此,我们对影响这种熔断的各种参数进行了分解。我们对整个内短路发生演化的过程进行了综合分解和总结,在此基础上,提出为戒备发生热失控,非得要在早期阶段将内短路测试出来。
解析其中的一种办法,是对串联电池包的内短路测试办法,主要基于一致性差异进行诊断。详尽来看,可以建立有内短路和没有内短路的等效模型,基于这个等效模型和均匀差异模型进行在线参数估计,有内短路之后电位和等效阻抗发生了变化,我们对这两个参数进行了参数辨识,最后可以找出到底是哪个单体出现了问题,通过验证实验结果,很分明的能够发现某一个电池有内短路。但算法只是一个基础,在此基础上,我们还要结合大量工程试验数据,最终开发出了实用化的测试算法。
电池系统的热蔓延与热管理
如果前面所有办法都失效,就要从整个系统的角度来考虑问题。比如剧烈碰撞或者底盘被锋利物质刺穿,会立即热失控,这是时有发生的,这种热失控只能从系统层面处理。
首先进行热失控蔓延过程探测,分明看出电池单体一个接着一个,像放鞭炮一样的热失控。
其次,进行了并联电池模组热蔓延探测,发现并联模组热失控蔓延的独有特征,即多段V字形电压下降;在实车级电池模组不加抑制的情况下,热失控扩展在电池模组中可呈现加速效应,并最终导致整个模组剧烈燃爆。
再次,进行热失控喷阀特性探测,在密闭定容的燃烧弹中,用高速摄影机记录了热失控喷射全过程,从探测中发现了喷发流呈现了气-液-固三相共存的特征,其中气体喷发速度高达137m/s。
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