Thermal Runaway und Wärmemanagement der Lithiumbatterie
Vor vier Jahren initiierten das US Department of Energy DOE und das Bundesministerium für Wissenschaft und Bildung BMBF und verwandte international renommierte Wissenschaftler den International Battery Safety Workshop, IBSW, TU München 2015, Sandia National Laboratory 2017, 2019 Am 8. Oktober , 2008, fand zum dritten Mal in Folge das Internationale Batteriesicherheitssymposium IBSW statt. Es hat immer eingehendere und akribische akademische Diskussionen über Leistungsbatterien in Bezug auf Leistung, technische Richtung, thermisches Durchgehen und thermisches Management geführt. Anwendungskommunikation.
Thermisches Durchgehen der Power-Batterie
Thermal Runaway und Thermal Management of Power Battery——Eine Stimme der Internationalen Batteriesicherheitskonferenz IBWS
Als Reaktion auf das thermische Durchgehen haben der Akademiemitglied Ouyang Minggao und sein Tsinghua-Team durch Forschung drei Mechanismen und vier Lösungen gefunden.
Die drei Mechanismen sind:
1. Ein Durchstechen der Membran verursacht einen internen Kurzschluss, der ein thermisches Durchgehen verursacht;
2. Die Batterie mit hoher spezifischer Energie setzt aktiv aktiven Sauerstoff frei, und die Sauerstoffentwicklungsdichte nimmt mit zunehmender spezifischer Energie weiter ab;
3. Aktives Lithium in der negativen Elektrode durch schnelles Laden oder Überladen.
Die spezifischen Präventions- und Kontrollmethoden des Teams von Ouyang Minggao sind:
Erstens der interne Kurzschluss und das Verfahren zur Kontrolle des internen Kurzschlusses, nämlich BMS;
Zweitens das thermische Durchgehen, das durch die Sauerstoffentwicklung in der positiven Elektrode und das thermische Design der Batterie verursacht wird;
Drittens das thermische Durchgehen und die Ladungssteuerung, die durch die heftige Reaktion zwischen der Lithiumausfällung in der negativen Elektrode und dem Elektrolyten verursacht werden;
Viertens, wenn keiner der drei Mechanismen und drei Technologien das Problem des thermischen Durchgehens lösen kann, kann die Anwendung der Einschränkung der Wärmeausbreitung durch das Verständnis des Gesetzes der Wärmeausbreitung und die Einschränkung der Wärmeausbreitung letztendlich das Auftreten von Sicherheitsunfällen verhindern.
Ähnlich sieht es Professor Ai Xinping von der Universität Wuhan. Am selben Tag stellte er in einer Rede mit dem Titel"Safety Enhancement Technology for Lithium Ion Batteries" klar:
Thermal Runaway und Thermal Management of Power Battery——Eine Stimme der Internationalen Batteriesicherheitskonferenz IBWS
Das unsichere Verhalten der Batterie wird hauptsächlich durch Thermal Runaway verursacht.
Wenn die Batterie kurzgeschlossen, überladen oder hohen Temperaturen ausgesetzt wird, steigt die Temperatur der Batterie. Nach dem Temperaturanstieg werden nacheinander eine Reihe von exothermen Nebenreaktionen ausgelöst. Die durch diese Nebenreaktionen freigesetzte Wärme kann nicht rechtzeitig abgeführt werden, wodurch die Batterietemperatur ansteigt. Durch den positiven Rückkopplungsmechanismus wird die abschließende exotherme Reaktion immer intensiver. , Ein thermisches Durchgehen tritt auf.
Zur Lösung des thermischen Durchgehens hat Professor Ai Xinping drei Methoden:
Versuchen Sie auf der ersten Ebene, Kurzschlüsse zu vermeiden und eine Überladung zu vermeiden.
Auf der zweiten Ebene sollte im Falle eines Kurzschlusses oder einer Überladung ein thermischer Schutz durchgeführt werden, um ein thermisches Durchgehen so weit wie möglich zu vermeiden;
Auf der dritten Ebene, wenn die Hitze außer Kontrolle ist und es unmöglich ist, den Test zu vermeiden, versuchen Sie, ihn zu vermeiden, ohne ernsthaften Schaden zu verursachen, und fangen Sie kein Feuer.
Wärmemanagement der Stromversorgungsbatterie
Experten und Gelehrte untersuchen Methoden zur Lösung des thermischen Durchgehens auf der Grundlage des Batteriemechanismus, aber wie der Akademiemitglied Ouyang Minggao sagte, müssen Methoden verwendet werden, um die thermische Ausbreitung zu unterdrücken, wenn die Technologie das thermische Durchgehen nicht beheben kann.
In dieser Hinsicht gab Wang Deping, Direktor des FAW New Energy Research Institute, FAW's Lösung.
Thermal Runaway und Thermal Management of Power Battery——Eine Stimme der Internationalen Batteriesicherheitskonferenz IBWS
Als Automobilunternehmen führt FAW das Sicherheitsmanagement über das gesamte System von der Forschung und Entwicklung der Batterietechnologie bis zum After-Sales-Service durch:
Klären Sie zunächst die Sicherheit aus Richtung der technischen Route;
Zweitens bauen Sie ein systemweites Sicherheitskonzept auf;
Drittens: Integrieren Sie Sicherheit in den Managementrahmen und den Rahmen des gesamten Unternehmens;
Viertens einige spezifische Sicherheitstechnologien.
Fünftens verbessern Sie die experimentelle Überprüfung;
Sechstens bieten Front-End- und Full-Process-Services;
Siebtens, das Überwachungssystem.
In Bezug auf die spezifische Sicherheitstechnologie hat FAW ein vierfaches Sicherheitsschutzsystem rund um das positive Design aufgebaut, einschließlich Batteriesicherheit, Fahrzeugsicherheit, Ladesicherheit und Nutzungssicherheit. Um diese vier Aspekte herum enthält das Intern 16 spezifische Aspekte und 54 spezifische Sicherheitsschutzmaßnahmen, um die Sicherheit des gesamten Power-Batterie-Systems während des gesamten Lebenszyklus zu gewährleisten.
Für die Frühwarnung vor einem thermischen Durchgehen der Batterie hat FAW eine Systemdiagnose der thermischen Durchgehen-Modellfrühwarnung gebildet, die dem Fahrer und dem Hintergrund entsprechende Frühwarninformationen für das thermische Durchgehen bietet, und ist außerdem mit einem aktiven und sicheren Batterie-Feuerlöschsystem ausgestattet .
Laut Wang Deping, dem aktiven Sicherheitsfeuerlöschsystem von FAW und Zephyr Intelligent System Shanghai Co., Ltd., aus der vorherigen experimentellen Situation ist der Effekt offensichtlich:
Einerseits kann das System aktiv Löschversuche an thermisch außer Kontrolle geratenen Modulen und Monomeren durchführen;
Da andererseits als Feuerlöschmittel ein Medium mit einem hohen Wärme-Schmelze-Verhältnis verwendet wird, kann durch diese Wärmeabsorptionsfunktion die Temperatur im Akkupack abgesenkt werden, so dass die Hitze im Akkupack verhindert werden kann einen Brand im Fahrzeuginnenraum zu verursachen.
Li Fei, Vorsitzender von Shanghai Zhefu, der von FAW gelobt wurde, hielt eine Rede am Tag der"Präventions- und Kontrollplan für Thermal Runaway of Power Lithium Battery". , Wie zu unterdrücken.
Thermal Runaway und Thermal Management of Power Battery——Eine Stimme der Internationalen Batteriesicherheitskonferenz IBWS
Nach Ansicht von Zephyr'sei es aufgrund der Unterdrückung des thermischen Durchgehens oder der Unterdrückung der Ausbreitung des thermischen Durchgehens, die Kühlung ist am kritischsten. Deshalb sagte Li Fei wiederholt, dass"Abkühlen ist der königliche Weg.&Zitat;
Basierend auf seinen eigenen führenden technischen Vorteilen hat Zephyr ein einzigartiges Drei-in-Eins-Komplett-Wärmemanagementprogramm entwickelt:
1. Für den Einsatz von Flüssigkeitskühlung für das Batteriefach, Zwangskühlung;
2. Um das Problem des thermischen Durchgehens zu beheben, wird ein zusammengesetztes Erkennungssystem verwendet, um das thermische Durchgehen der Batterie im Voraus zu warnen, und es kann rechtzeitig melden, wenn die Batterie ausfällt;
3. Das obige Erkennungssystem wird als Mechanismus verwendet, um die Unterdrückung des thermischen Durchgehens der Batterie auszulösen. Sobald sich das thermische Durchgehen der Batterie ausbreitet, wird die Feuerlöschvorrichtung für flüssige Lithiumbatterien aktiviert.
Diese Technologie wurde in vielen inländischen Nutzfahrzeugunternehmen und -nutzern eingesetzt. Er wird künftig in den Pkw-Bereich einziehen und zum"Airbag" von Batterien.
Li Fei sagte, dass es aus der Perspektive der Gesundheits- und Sicherheitsentwicklung von Fahrzeugen mit neuer Energie empfohlen wird, dass Autohersteller"Batterie-Airbags" montieren; für Lithiumbatterien von Fahrzeugen mit neuer Energie, damit die Nutzer auf dem Markt wählen und abstimmen können. Sobald ein Unfall auftritt, kann er Unfälle und Sachschäden reduzieren. , Wirklich begleiten die Realisierung von Fahrzeugen mit neuer Energie.
