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Studio delle modalità di guasto del sistema di batterie agli ioni di litio (parte 2)

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Studio delle modalità di guasto del sistema di batterie agli ioni di litio (parte 2)

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Modalità di guasto del BMS


Il singolo guasto della batteria non è legato solo alla batteria stessa, ma anche al guasto del sistema di gestione della batteria BMS. La modalità di guasto del BMS può anche causare gravi incidenti, tra cui le seguenti categorie:



Il guasto del test di tensione del BMS causa un sovraccarico o una scarica eccessiva della batteria:
La linea di test della tensione si guasta a causa di un cattivo collegamento, del processo di pressatura dei fili o del contatto. Il BMS non dispone di informazioni sulla tensione e non si ferma durante la carica. Il sovraccarico della batteria provoca incendi ed esplosioni. La maggior parte dei sovraccarichi di litio e ferro sopra i 5 V è solo fumo, ma una volta che la batteria ternaria è sovraccarica, esplode.



Inoltre, il sovraccarico può facilmente portare al rilascio di gas dall'analisi dell'elettrolito nella batteria agli ioni di litio, con conseguente rigonfiamento della batteria e persino fumo e incendio in casi gravi; la scarica eccessiva della batteria porterà al danneggiamento della struttura molecolare del materiale positivo della batteria, con conseguente mancata carica; allo stesso tempo, la tensione della batteria è troppo bassa, con conseguente analisi dell'elettrolito, essiccazione, precipitazione del litio e cortocircuito nella batteria. Una linea di acquisizione della tensione affidabile deve essere selezionata durante la progettazione del sistema e deve essere rigorosamente controllata nel processo di elaborazione per evitare il guasto della linea di acquisizione della tensione.





Guasto del test di corrente del BMS
Il sensore Hall si guasta, il BMS non riesce a raccogliere la corrente, non è possibile calcolare il SOC e la deviazione è elevata. Il fallimento del test di corrente può causare una corrente di carica eccessiva. Se la corrente di carica è elevata, il riscaldamento interno della cella è elevato e la temperatura supera una certa soglia, la capacità di polimerizzazione del diaframma si attenua, compromettendo seriamente la durata della batteria.





Fallimento del test di temperatura BMS
Il fallimento del test di temperatura comporta un'elevata temperatura di esercizio della batteria e una reazione irreversibile della stessa, che ha un forte impatto sulla capacità della batteria e sulla resistenza interna. La durata della cella della batteria è direttamente correlata alla temperatura. Il numero di cicli a 45°C è la metà di quello a 25°C. Inoltre, la batteria è soggetta a rigonfiamenti, perdite di liquido, esplosioni e altri problemi quando la temperatura è troppo alta. Pertanto, la temperatura della batteria deve essere rigorosamente controllata tra 20-45°C durante l'uso della batteria, oltre a migliorare efficacemente la durata e l'affidabilità della batteria, può anche proteggere efficacemente dal cortocircuito e dalla fuga termica ad alta temperatura causata dall'evoluzione del litio durante la carica a bassa temperatura della batteria.





Guasto del monitoraggio dell'isolamento
Il guasto dell'isolamento si verifica in caso di deformazione o perdita di liquido del sistema di batterie di alimentazione. Se il BMS non viene rilevato, possono verificarsi scosse elettriche. Pertanto, il sistema BMS deve avere i massimi requisiti per i sensori di monitoraggio. Evitare il guasto del sistema di monitoraggio può migliorare notevolmente la sicurezza della batteria di potenza.





Problema di compatibilità elettromagnetica errore di comunicazione
Per il sistema BMS, l'EMC verifica principalmente la capacità di contrastare le interferenze elettromagnetiche. Le interferenze elettromagnetiche causano guasti alla comunicazione del BMS, provocando i problemi sopra descritti.





Grande deviazione nella stima del SOC
Attualmente, il problema comune a tutti i produttori di BMS è solo la differenza di dimensione della deviazione. Fondamentalmente, gli attuali requisiti standard di ispezione sono entro il 5%, il che dovrebbe essere difficile da raggiungere per la maggior parte dei produttori di BMS, perché l'errore di SOC sarà sempre maggiore nell'uso reale, in quanto l'ambiente di utilizzo è più complesso e ci sono più condizioni che influenzano l'accuratezza.





Modalità di fallimento dell'integrazione del sistema Pack


Guasto della sbarra collettrice:
In caso di connessione a bullone, nel successivo processo di utilizzo, l'ossidazione e la caduta del bullone o l'allentamento del bullone a causa delle vibrazioni provocheranno un forte riscaldamento in corrispondenza della connessione del conduttore e, in casi estremi, l'accensione della batteria di potenza. Per questo motivo, la maggior parte dei produttori di sistemi di batterie di potenza adotta la saldatura laser nel collegamento tra le celle o tra i moduli, oppure aggiunge sensori di temperatura al collegamento per evitare il guasto della sbarra collettrice mediante il rilevamento.





Guasto del connettore del circuito principale del sistema di batterie di potenza:
La linea ad alta tensione del sistema di batterie di alimentazione è collegata al sistema esterno ad alta tensione tramite un connettore. Le prestazioni del connettore sono inaffidabili. Il connettore subisce un'ablazione ad alta temperatura quando il collegamento virtuale avviene in presenza di vibrazioni. In generale, quando la temperatura del connettore supera i 90 gradi, si verifica un guasto alla connessione. Pertanto, nella progettazione del sistema, il connettore deve aumentare la funzione di interblocco ad alta tensione o aggiungere un sensore di temperatura tra i connettori per monitorare la temperatura del connettore in ogni momento e prevenire il guasto del connettore.





Contattore ad alta tensione che si blocca
Il contattore ha un certo numero di disconnessioni sul carico e la maggior parte dei contattori si blocca quando la corrente elevata sul carico viene chiusa. Nella progettazione del sistema, viene generalmente adottato lo schema a doppio relè e il controllo viene chiuso per evitare l'incollamento del contattore ad alta tensione.





Guasto della protezione da sovracorrente dei fusibili:
La selezione e l'abbinamento dei fusibili nei componenti del sistema ad alta tensione devono essere considerati in modo completo. Le vibrazioni o gli urti esterni e l'estrusione provocano la deformazione della batteria di potenza, il guasto della tenuta e la riduzione del grado IP. Pertanto, nella progettazione del sistema è necessario considerare la protezione dalle collisioni della struttura della batteria.





In base alle suddette modalità di guasto del sistema di batterie di potenza, i ricercatori scientifici e i produttori di batterie devono migliorare continuamente il processo e la tecnologia per migliorare la sicurezza delle celle delle batterie al litio. I produttori di sistemi BMS devono comprendere appieno le prestazioni della batteria e progettare un sistema di batterie sicuro e affidabile basato sul principio di progettazione della sicurezza della batteria di potenza. Allo stesso tempo, l'uso corretto è l'ultima barriera per garantire la sicurezza della batteria. Gli utenti devono utilizzare correttamente il sistema di batterie di potenza, eliminare gli abusi meccanici, termici ed elettrici e migliorare efficacemente la sicurezza e l'affidabilità dei veicoli elettrici.



Conclusione
Nella modalità di guasto della batteria di potenza agli ioni di litio, il guasto della cella, del BMS e del pacco è legato al cortocircuito interno, alla temperatura ambiente, al sovraccarico e allo scarico, alla collisione fisica e all'estrusione, ecc. GDBELL può fornire questa serie di apparecchiature di prova, conformi alla maggior parte degli standard internazionali e in grado di fornire dati professionali pratici ed efficaci. Con questi dati di riferimento, può dare un aiuto concreto al miglioramento del processo produttivo e migliorare ulteriormente la sicurezza e l'affidabilità della batteria al litio di potenza. GDBELL è in grado di soddisfare le vostre esigenze regolari e personalizzate. Se necessario, contattateci. Vi risponderemo entro 12 ore.