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Runaway termico della batteria di alimentazione dei veicoli elettrici

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Runaway termico della batteria di alimentazione dei veicoli elettrici

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Con il rapido sviluppo dell'industria dei veicoli a nuova energia, la batteria di alimentazione dei veicoli elettrici è soggetta a un salto termico a causa delle sue caratteristiche e dell'ambiente di utilizzo. La fuga termica provoca danni termici alla batteria di alimentazione, con conseguente autoaccensione e persino esplosione. Pertanto, è di grande importanza analizzare le cause del Thermal runaway delle batterie dei veicoli elettrici e proporre misure preventive. Attualmente, le principali cause del fenomeno del Thermal runaway della batteria di alimentazione dei veicoli elettrici sono le seguenti:

1) sovraccarico, sovrascarica e sovraccarico;

2) cortocircuito esterno, cortocircuito interno;

3) isolamento ridotto;

4) fuga termica del nucleo elettrico.

Tra questi, il cortocircuito interno e la fuga termica della cella della batteria sono i motivi principali della fuga termica della batteria elettrica del veicolo. Per ridurre la fuga termica della batteria del veicolo elettrico, il presente documento analizza quattro aspetti: sovraccarico, scarica eccessiva, sovraccarico, cortocircuito esterno e fuga termica della cella della batteria e propone le relative soluzioni per questi quattro aspetti.

1 Sovraccarico, scarica, sovraccarico

La batteria di potenza genera molto calore durante la carica, la scarica e il parcheggio, e l'accumulo di calore porta alla fuga termica. Pertanto, è necessario fare un buon lavoro nella gestione della batteria di alimentazione per evitare sovraccarichi, scariche e sovraccarichi.

Sovraccarico: Durante l'utilizzo della batteria di alimentazione del veicolo elettrico, se la corrente o la tensione di carica sono troppo elevate per un lungo periodo, la pressione interna della batteria sarà troppo elevata. Quando la pressione raggiunge un certo livello, la temperatura interna della batteria aumenta e alla fine il calore è fuori controllo. È quindi necessario controllare rigorosamente la corrente e la tensione di carica per evitare di superare l'intervallo di sicurezza.

Pertanto, è necessario controllare rigorosamente il tempo di utilizzo delle batterie dei veicoli elettrici per evitare che si scarichino eccessivamente per lungo tempo.

Sovraccarico: se la batteria di alimentazione del veicolo elettrico viene sovraccaricata per lungo tempo durante l'uso, causerà anche la fuga termica.

2 Cortocircuito esterno, cortocircuito interno

In generale, esistono diversi tipi di guasti da cortocircuito nella batteria di alimentazione dei veicoli elettrici:

Il cortocircuito tra i poli positivo e negativo di una batteria è solitamente causato da sovraccarichi e scarichi. Durante il processo di sovraccarica o scarica della batteria, se non è possibile caricarla tempestivamente, la resistenza interna della batteria aumenterà, causando l'aumento della temperatura interna della batteria.

Quando la temperatura sale a un certo livello, l'elettrolita si decompone in gas, causando l'espansione del gas e l'esplosione. Quando la batteria di alimentazione viene messa in cortocircuito, si genera una grande quantità di calore che porta a un rapido aumento della temperatura interna della batteria, causando così il Thermal runaway.

Il guasto da cortocircuito di una singola batteria del pacco batterie non ha provocato la fuga termica dell'intero pacco batterie. Nella pratica, a volte la fuga termica complessiva del pacco batterie può essere causata da un cortocircuito locale. Quando si verifica un cortocircuito esterno in una singola batteria, può avere un impatto su altre singole batterie all'interno della batteria; quando si verifica un cortocircuito interno nel pacco batterie, può influire sulla sicurezza dell'intero pacco batterie; quando si verifica un cortocircuito esterno nel pacco batterie, può causare l'incendio e la combustione dell'intero pacco batterie.

3 Degrado dell'isolamento

Le prestazioni di isolamento sono uno degli indicatori più importanti per valutare la sicurezza delle batterie dei veicoli elettrici. Il declino delle prestazioni di isolamento si riferisce alla perdita della capacità di isolamento galvanico dei materiali isolanti dai mezzi circostanti a causa di danni meccanici. Il declino delle prestazioni di isolamento porta a un cortocircuito nella batteria di alimentazione del veicolo elettrico, che genera calore. Quando il calore raggiunge un certo livello, si diffonde lungo la linea verso l'esterno, portando infine alla fuga termica della batteria.

Dopo la fuga termica della batteria, se l'isolamento della batteria si riduce a un certo livello, la scintilla elettrica generata dal cortocircuito esterno può sfondare il materiale isolante interno, causando l'esplosione della batteria. Pertanto, per evitare l'esplosione della batteria e gli incidenti di combustione dopo il salto termico, è necessario isolare la batteria per evitare il cortocircuito interno. Attualmente, il metodo comunemente utilizzato consiste nell'inserire un cuscinetto di gomma conduttiva tra i poli positivo e negativo della batteria di alimentazione per il trattamento di isolamento.

4 Fuga termica della cella

La fuga termica della cella della batteria si riferisce al cortocircuito della cella della batteria, che provoca il riscaldamento e l'incendio della cella stessa. La fuga termica del nucleo elettrico può essere suddivisa in due categorie: la fuga termica del nucleo elettrico causata da un cortocircuito esterno e la fuga termica del nucleo elettrico causata da un cortocircuito interno del nucleo elettrico interno.

Attualmente, sul mercato esistono molti prodotti utilizzati per i sistemi di raffreddamento delle batterie di potenza. Come mostrato nella Figura 8, questi prodotti utilizzano generalmente sistemi di raffreddamento esterni. Per i veicoli elettrici, questi prodotti non sono in grado di raffreddare efficacemente la batteria di alimentazione, per cui è difficile per questi prodotti raffreddare efficacemente la batteria di alimentazione in caso di Thermal runaway della batteria di alimentazione dei veicoli elettrici.

5 Conclusioni

(1) La fuga termica della batteria di alimentazione dei veicoli elettrici è dovuta al fatto che il calore generato all'interno della batteria non può essere dissipato in tempo, il che fa sì che la temperatura interna aumenti oltre la sua temperatura di tolleranza, causando così la fuga termica. Il problema del Thermal runaway della batteria di potenza deve essere preso in considerazione nella fase di progettazione della batteria di potenza del veicolo elettrico.

(2) In base alle cause del Thermal runaway della batteria di alimentazione del veicolo elettrico, è possibile adottare misure di prevenzione sin dalla fase di progettazione e dalla fase di produzione, ovvero, in base alle caratteristiche di funzionamento e alle condizioni di servizio della batteria di alimentazione, si progetta il sistema di protezione di sicurezza sulla batteria di alimentazione del veicolo elettrico durante la progettazione e si formulano standard di gestione nella fase di produzione, in modo da prevenire efficacemente il Thermal runaway della batteria di alimentazione.

(3) I metodi descritti nel presente documento possono prevenire efficacemente gli incidenti stradali e gli incendi causati dalla fuga termica delle batterie di alimentazione dei veicoli elettrici, proteggendo così la sicurezza della vita e della proprietà delle persone.

Con il rapido sviluppo dei veicoli elettrici, gli incidenti di sicurezza causati dalla fuga termica delle batterie dei veicoli elettrici stanno gradualmente aumentando. La fuga termica delle batterie di potenza non solo minaccia la sicurezza dei conducenti, dei passeggeri e dei beni dei veicoli elettrici, ma anche la sicurezza della vita delle persone che si trovano nei pressi dei veicoli elettrici. Pertanto, in caso di fuga termica della batteria di potenza, al fine di prevenire gli incidenti causati dalla fuga termica della batteria di potenza e proteggere la vita delle persone e la sicurezza dei beni, è necessario adottare misure il prima possibile per prevenire la fuga termica della batteria di potenza. Inoltre, gli utenti di veicoli a nuova energia dovrebbero fare del loro meglio per evitare di parcheggiare in uno spazio chiuso per lungo tempo, in modo da evitare la fuga termica causata dall'eccessiva temperatura all'interno del veicolo dovuta al parcheggio prolungato in uno spazio chiuso.