Emballement thermique et gestion thermique de la batterie au lithium
Il y a quatre ans, le Département américain de l'énergie DOE et le ministère allemand des Sciences et de l'Éducation BMBF et des universitaires de renommée internationale ont lancé l'Atelier international sur la sécurité des batteries, IBSW, Université technique de Munich en 2015, Laboratoire national Sandia en 2017, 2019. Le 8 octobre , 2008, le Symposium international sur la sécurité des batteries IBSW s'est tenu trois fois consécutives. Il a mené des discussions académiques de plus en plus approfondies et méticuleuses sur les batteries de puissance en termes de performances, de direction technique, d'emballement thermique et de gestion thermique. Communication applicative.
Emballement thermique de la batterie d'alimentation
Emballement thermique et gestion thermique de la batterie d'alimentation——Une voix de la Conférence internationale sur la sécurité des batteries IBWS
En réponse à l'emballement thermique, l'académicien Ouyang Minggao et son équipe de Tsinghua ont mis au point trois mécanismes et quatre solutions grâce à la recherche.
Les trois mécanismes sont :
1. La perforation du diaphragme provoque un court-circuit interne provoquant un emballement thermique ;
2. La batterie à haute énergie spécifique libère positivement de l'oxygène actif et la densité de dégagement d'oxygène continue de diminuer à mesure que l'énergie spécifique augmente ;
3. Lithium actif dans l'électrode négative causé par une charge rapide ou une surcharge.
Les méthodes spécifiques de prévention et de contrôle données par l'équipe d'Ouyang Minggao sont :
Premièrement, le court-circuit interne et la méthode de contrôle du court-circuit interne, à savoir BMS ;
Deuxièmement, l'emballement thermique causé par le dégagement d'oxygène dans l'électrode positive et la conception thermique de la batterie ;
Troisièmement, l'emballement thermique et le contrôle de charge provoqués par la réaction violente entre la précipitation du lithium dans l'électrode négative et l'électrolyte ;
Quatrièmement, si aucun des trois mécanismes et des trois technologies ne peut résoudre le problème de l'emballement thermique, l'utilisation de la limitation de la propagation de la chaleur, en comprenant la loi de la propagation de la chaleur, la limitation de la propagation de la chaleur, peut finalement empêcher la survenue d'accidents de sécurité.
Le professeur Ai Xinping de l'Université de Wuhan est du même avis. Le même jour, il a clairement déclaré dans un discours intitulé"Safety Enhancement Technology for Lithium Ion Batteries" :
Emballement thermique et gestion thermique de la batterie d'alimentation——Une voix de la Conférence internationale sur la sécurité des batteries IBWS
Le comportement dangereux de la batterie est principalement causé par un emballement thermique.
Lorsque la batterie est court-circuitée, surchargée ou soumise à un impact à haute température, la température de la batterie augmente. Une fois la température élevée, une série de réactions secondaires exothermiques se déclenchera l'une après l'autre. La chaleur dégagée par ces réactions secondaires ne peut pas être évacuée à temps, ce qui entraînera une élévation de la température de la batterie. Grâce au mécanisme de rétroaction positive, la réaction exothermique finale deviendra de plus en plus intense. , Un emballement thermique se produit.
Quant à la solution à l'emballement thermique, le professeur Ai Xinping a trois méthodes :
Au premier niveau, essayez d'éviter les courts-circuits et évitez les surcharges ;
Au deuxième niveau, en cas de court-circuit ou de surcharge, une protection thermique doit être réalisée pour éviter autant que possible l'emballement thermique ;
Au troisième niveau, si la chaleur est incontrôlable et qu'il est impossible d'éviter le test, essayez de l'éviter sans causer de graves dommages et ne prenez pas feu.
Gestion thermique de la batterie d'alimentation
Les experts et les universitaires étudient des méthodes pour résoudre l'emballement thermique basées sur le mécanisme de la batterie, mais comme l'a dit l'académicien Ouyang Minggao, si la technologie ne peut pas résoudre l'emballement thermique, des méthodes doivent être utilisées pour supprimer la propagation thermique.
À cet égard, Wang Deping, directeur du FAW New Energy Research Institute, a donné la solution à FAW &.
Emballement thermique et gestion thermique de la batterie d'alimentation——Une voix de la Conférence internationale sur la sécurité des batteries IBWS
En tant que constructeur automobile, FAW gère la sécurité de l'ensemble du système, de la recherche et du développement de la technologie des batteries au service après-vente :
Tout d'abord, clarifier la sécurité d'abord depuis la direction de l'itinéraire technique ;
Deuxièmement, créez un concept de sécurité à l'échelle du système ;
Troisièmement, intégrer la sécurité dans le cadre de gestion et le cadre de l'ensemble de l'entreprise ;
Quatrièmement, certaines technologies de sécurité spécifiques.
Cinquièmement, améliorer la vérification expérimentale;
Sixièmement, fournir des services frontaux et complets ;
Septièmement, le système de surveillance.
En termes de technologie de sécurité spécifique, FAW a construit un système de protection de sécurité à quatre volets autour d'une conception positive, y compris la sécurité de la batterie, la sécurité du véhicule, la sécurité de la charge et la sécurité d'utilisation. Autour de ces quatre aspects, l'interne contient 16 aspects spécifiques et 54 mesures de protection de sécurité spécifiques pour assurer la sécurité de l'ensemble du système de batterie d'alimentation pendant tout le cycle de vie.
Pour l'alerte précoce de l'emballement thermique de la batterie, FAW a formé un système de diagnostic d'alerte précoce du modèle d'emballement thermique, fournissant au conducteur et à l'arrière-plan les services d'information d'avertissement précoce d'emballement thermique correspondants, et est également équipé d'un système d'extinction d'incendie de batterie actif et sûr. .
Selon Wang Deping, le système d'extinction d'incendie à sécurité active coopéré par FAW et Zephyr Intelligent System Shanghai Co., Ltd., à partir de la situation expérimentale précédente, l'effet est évident :
D'une part, le système peut mener activement des expériences d'extinction d'incendie sur des modules et des monomères thermiquement incontrôlables ;
D'autre part, étant donné que le milieu d'extinction d'incendie utilisé est un milieu avec un rapport chaleur/fusion élevé, la température dans le bloc-batterie peut être abaissée grâce à cette fonction d'absorption de chaleur, de sorte que la chaleur dans le bloc-batterie peut être évitée. de provoquer un incendie à l'intérieur du véhicule.
Li Fei, président de Shanghai Zhefu, qui a été félicité par FAW, a prononcé un discours le jour de&"Plan de prévention et de contrôle de l'emballement thermique de la batterie au lithium électrique &". , Comment supprimer.
Emballement thermique et gestion thermique de la batterie d'alimentation——Une voix de la Conférence internationale sur la sécurité des batteries IBWS
Du point de vue de Zephyr's, qu'il s'agisse de la suppression de l'emballement thermique ou de la suppression de la propagation de l'emballement thermique, le refroidissement est le plus critique. Par conséquent, Li Fei a déclaré à plusieurs reprises que"le refroidissement est la voie royale."
Sur la base de ses propres avantages techniques de premier plan, Zephyr a formé un programme de gestion thermique complet trois-en-un unique :
1. Pour l'utilisation du refroidissement liquide pour le compartiment de la batterie, refroidissement forcé ;
2. Visant le problème de l'emballement thermique, un système de détection composite est utilisé pour avertir à l'avance l'emballement thermique de la batterie et peut signaler à temps lorsque la batterie tombe en panne ;
3. Le système de détection ci-dessus est utilisé comme mécanisme pour déclencher la suppression de l'emballement thermique de la batterie. Une fois que l'emballement thermique de la batterie s'est propagé, le dispositif d'extinction d'incendie de la batterie au lithium liquide sera activé.
Cet ensemble de technologies a été utilisé par de nombreuses entreprises et utilisateurs nationaux de véhicules utilitaires. À l'avenir, il entrera dans le domaine des voitures particulières et deviendra le"airbag" de piles.
Li Fei a déclaré que du point de vue du développement de la santé et de la sécurité des véhicules à énergie nouvelle, il est recommandé que les constructeurs automobiles assemblent" airbags de batterie" pour les batteries au lithium des véhicules à énergies nouvelles pour permettre aux utilisateurs de choisir et de voter sur le marché. Une fois qu'un accident survient, il peut réduire les pertes humaines et matérielles. , Vraiment escorter la réalisation de véhicules à énergie nouvelle.
