Test ambientali e di sicurezza delle batterie EV - Parte 1

Test ambientali e di sicurezza delle batterie EV - Parte 1

Come tendenza di sviluppo dell'industria automobilistica del futuro, i veicoli elettrici. Il rischio maggiore per la sicurezza è rappresentato dall'esplosione, dall'incendio e dalla combustione della batteria di alimentazione. In effetti, gli incidenti di incendio e combustione dei veicoli elettrici non sono rari. Gli incidenti globali di incendi di veicoli elettrici includono anche la combustione spontanea di Zotye, gli incendi di collisioni di Volanda a distanza di alcuni giorni e gli incendi di coupé. Questi incidenti hanno suscitato una diffusa preoccupazione per le prestazioni di sicurezza delle batterie agli ioni di litio utilizzate nei veicoli elettrici.

Con la diffusione di nuovi veicoli energetici rappresentati da batterie. Le prestazioni di sicurezza delle batterie stanno diventando sempre più importanti. Dal punto di vista della batteria stessa, che è un vettore di energia, esistono fattori di sicurezza intrinseci nei diversi sistemi elettrochimici. Capacità diverse. Le differenze nei processi di produzione, così come l'ambiente e il grado di utilizzo, hanno un impatto significativo sulla sicurezza delle batterie.

1 Test ambientale

L'uso sicuro delle batterie agli ioni di litio in diverse condizioni ambientali è fondamentale. Tra tutti i fattori ambientali. La temperatura ha il maggiore impatto sulle prestazioni di carica e scarica delle batterie al litio. L'interfaccia tra elettrodi/elettroliti è considerata il cuore delle batterie al litio. Se la temperatura si abbassa, anche la velocità di reazione dell'elettrodo diminuisce: supponendo che la tensione della batteria al litio rimanga costante, la corrente di scarica diminuirà. Anche la potenza in uscita delle batterie al litio diminuisce. Quando la temperatura aumenta, la potenza di uscita delle batterie al litio aumenta. La temperatura influisce anche sulla velocità di trasmissione dell'elettrolito, con un aumento della temperatura che accelera e una diminuzione della temperatura che rallenta: anche le prestazioni di carica e scarica delle batterie al litio ne risentiranno. Ma se la temperatura è troppo alta, l'equilibrio chimico all'interno della batteria al litio si altera. Abbiamo condotto test ambientali di routine utilizzando come esempio una batteria singola agli ioni di litio da 20 Ah:

a) In primo luogo. In una camera di prova con una temperatura ambiente di (20 ± 5) ℃ a temperatura ambiente. Scaricare la batteria agli ioni di litio con una corrente di 1 IV A fino a quando la tensione di terminazione della scarica è di 2,0 V. A questo punto, testare questo set di batterie. Il valore di capacità non deve essere inferiore al valore nominale né superare il 110% del valore di capacità. Il risultato del test di capacità è di 21 Ah, pari al 105% del valore nominale, a indicare che la batteria agli ioni di litio rientra nell'intervallo qualificato a temperatura ambiente di (20 ± 5) ℃.

b) In secondo luogo, le batterie agli ioni di litio completamente cariche devono essere conservate in una camera di prova a bassa temperatura a (-20 ± 2) ℃ per 20 ore. Scaricare a una corrente di 1 IVA in condizioni ambientali di (-20 ± 2) ℃. La capacità della batteria agli ioni di litio non deve essere inferiore al 70% del valore nominale fino a quando la tensione di terminazione della scarica è di 2. O V. Dopo la misurazione, la capacità della batteria è di 20 Ah, ovvero il valore nominale, a indicare che non vi è alcuna variazione del valore della capacità a una bassa temperatura di 20 ℃.

C) Infine. Con le batterie agli ioni di litio completamente cariche, conservarle in una camera di prova ad alta temperatura a (55 ± 2) ℃ per 5 ore, quindi scaricarle a una corrente di 1 IV A a (55 ± 2) ℃ fino a quando la tensione di terminazione della scarica non raggiunge i 2,0 V. La capacità non deve essere inferiore al 95% del valore nominale. Il valore effettivo della capacità misurata è di 20 Ah. A una temperatura elevata di 55 ℃, il valore della capacità rimane invariato.

In base alle istruzioni sperimentali di cui sopra. Anche se teoricamente l'ambiente ha un impatto sulle batterie agli ioni di litio. Ma i risultati sperimentali indicano che questo gruppo di batterie agli ioni di litio funziona in presenza di variazioni di temperatura. Il valore della capacità non è cambiato in modo significativo. I pacchi di batterie agli ioni di litio sono utilizzati come batterie di potenza per i veicoli elettrici. Si ottengono N batterie agli ioni di litio singole di piccolo volume in serie e in parallelo per fornire energia all'intera auto. Quindi. Per la sicurezza delle batterie agli ioni di litio utilizzate nelle automobili. La sicurezza delle singole batterie agli ioni di litio è fondamentale.

2.Test di sicurezza

La batteria a cella singola delle batterie agli ioni di litio è un sistema elettrochimico relativamente complesso, composto da componenti quali l'elettrodo positivo, l'elettrodo negativo, il separatore e l'elettrolita. Il livello di sicurezza dipende dall'effetto "piastra di fondo" dell'intero componente. Solo raggiungendo la sicurezza individuale è possibile migliorare in modo sicuro le prestazioni complessive della batteria dopo il collegamento in serie e in parallelo. Come possiamo quindi garantire la sicurezza delle singole batterie agli ioni di litio? Dobbiamo verificarlo attraverso i seguenti test di sicurezza (i test di sicurezza sono test distruttivi. Per motivi di sicurezza, la batteria testata deve essere collocata in una camera antideflagrante):

a) Sovrascarica

Le batterie agli ioni di litio sono conservate in una camera antideflagrante a temperatura ambiente (20 ± 5) ℃. Scaricare a una corrente di 1 IV A finché la tensione della batteria non raggiunge 0 V (se è presente un circuito elettronico di protezione, il circuito elettronico di protezione dalla scarica deve essere temporaneamente rimosso). Le batterie agli ioni di litio non devono esplodere, prendere fuoco o perdere liquido, come mostrato nella Figura 1. I test hanno dimostrato che le batterie agli ioni di litio non presentano le situazioni sopra descritte. Lo scopo di questo esperimento è quello di valutare l'autonomia di guida dei veicoli elettrici oltre la capacità specificata della batteria. Prestazioni di sicurezza delle batterie agli ioni di litio in condizioni di scarica estrema.

b) Sovraccarico

Esistono due modi per condurre test di sovraccarico sulle batterie agli ioni di litio:

1) Le batterie agli ioni di litio vengono caricate in una camera a prova di esplosione a temperatura ambiente (20 ± 5) ℃ con una corrente di 3 IV A. Il test viene interrotto quando la tensione della batteria raggiunge i 5 V o il tempo di carica raggiunge i 90 minuti (una delle condizioni è prioritaria);

2) Carica con una corrente di 9 IV A e interrompi il test quando la tensione della batteria agli ioni di litio raggiunge i 10 V. Quando viene raggiunta la tensione specificata, le batterie agli ioni di litio non devono esplodere o prendere fuoco. La batteria agli ioni di litio non è esplosa né ha preso fuoco. Questo esperimento serve a valutare la carica delle batterie agli ioni di litio per i veicoli elettrici. Quando il dispositivo di ricarica perde il controllo o si verificano incidenti dovuti a fattori umani. Causando un sovraccarico di corrente elevato. Le prestazioni di sicurezza delle batterie agli ioni di litio in questo stato.