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【干货】动力电池10大安全问题及解决思路

导读: 以下是某会议的精髓,提出探讨动力电池十大安全问题:1.电芯安全 2.成组安全 3.电池管理 4.设计安全 5.充电安全 6.使用安全 7.安全预警 8.日常维护 9.安全保护 10.安全等级划分。本整理稿件是从10个问题中挑选3个核心问题进行重点讨论,并提出本组的解决思路。

  以下是某会议的精髓,提出探讨动力电池十大安全问题:1.电芯安全2.成组安全3.电池管理4.设计安全5.充电安全6.使用安全7.安全预警8.日常维护9.安全保护10.安全等级划分。本整理稿件是从10个问题中挑选3个核心问题进行重点讨论,并提出本组的解决思路,具体如下:

  1.电芯安全的解决思路

  C组:电芯、电池模块标准化

  通过标准化可以改善几个方面:

  (1)设计方面,把电芯的设计问题集中暴露,集中处理;

  (2)生产设备方面,设备的标准化程度也会相应高一些,设备企业产品迭代会更快;

  (3)持续改进和经验推广,通过标准化,可以把优秀的设备配套商和零配件配套商的经验向行业推广,这样整体提高了电池行业的安全技术水平。

  D组:电芯的标准化

  电芯的标准化可以降低低层次劳动的重复。电芯标准化本身对电芯的安全性能有很大的提升,更多厂商做同一个标准的电芯,电芯成本会下降,安全性会提高。从紧迫性和可实现性来看,是比较紧迫也比较容易实现的。

  2.成组安全的解决思路

  D组:热管理设计对电池安全非常重要

  成组安全方面,热管理设计的好,热量均衡,BMS虽然很小的电流均衡,但是可以把不同电池之前的温度差导致的电压差均衡起来,因为电池就是电化学里能斯特方程的温度,正极是正相关,负极是负相关,电压差是正极减负极的话是更大的,所以温度对它的电压影响是很大的。

  当然焊接工艺也是很重要的一个方面,焊接工艺不一样会导致内阻的不均衡上升,所以从这几个维度来提高它的成组安全。

  F组:PACK的电管理、热管理

  安全性问题最终要归结为电池模块,运用系统论的方法来考虑电芯和PACK的安全问题,BMS要对每个电芯做精确的检测、管控和预警。

  同时也不能因为只考虑电池的安全问题,而忽略了它的寿命,我们既要保证电池的安全性,也要尽可能的提升电池的寿命。如果没有好的寿命,就失去了利用锂电池的理由。

  3.电池管理的解决思路

  C组:BMS安全策略

  将电池系统分级并制定相应的安全目标,根据目标制定测量、识别、处理的安全策略并进行验证。如果行业集中精力做这方面的工作,能够在短期内提高电池安全水平。

  F组:BMS对电芯检测、管控、预警

  我们应该从根本上认为锂电池本身是不安全的,对它进行有罪推论,它本身是不安全的能源装置,需要在BMS管控的基础上,外加热失控、及时灭火机制和装置,如一发现火情,马上启动灭火装置灭火。

  4.设计安全的解决思路

  F组:体系设计科学、合理,生产过程控制

  各种电池材料、电池结构均有优缺点,只是对安全性影响的程度不同而已,只要设计科学、制造精密,在一定程度上都可以制造出安全性可以接受的动力电池。

  5.充电安全的解决思路

  A组:充电设备上增加电池快速体检功能

  车辆充电完成80%-90%时做大电流检测,通过直流内存的变化找出电池组中不一致的地方,达到电池快速体检的目的。

  PACK在出厂前,都会做一个大电流的脉冲充电和放电,在充电的末端做一个大电流的脉冲充电,在放电的末端做一个大电流的脉冲放电,通过这个方法,把电池组合中不一致的地方找出来,可能是电芯的问题、可能连接有问题、也可能是数据线有问题,这些大电流脉冲会明显的显示出一些异常。

  把这种方法应用到用户端,因为用户端除了充电桩外没有什么可检测的手段。

  D组:充电初期对电池进行电流脉冲检测

  对于不同电池的SOE、SOH充电的电流,在充电初期对它进行电流的脉冲检测,发现不一致性,提前发出安全警报。因为在充电初期,电池PACK是常温的,充电末端的时候电池PACK的温度可能已经上升了10°或者15°,导致电池的电压不均衡,所以在均衡的时候检测它的不一致性可能误差更小。

  另外,对BMS进行实时诊断、检测,对车、充电桩、电网这三方进行协调,充分保障充电安全。

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