鋰離子電池具備哪些特點(diǎn)？鋰電人er必須學(xué)會(huì)的安全性監(jiān)控手段
來源：未知
2019-03-28 16:09
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鋰離子電池因?yàn)榫邆涓吣芰棵芏?、高功率密度和長(zhǎng)使用壽命的特點(diǎn)，被廣泛使用。但是目前電動(dòng)汽車在市場(chǎng)上的占有率并不高的原因一是對(duì)電動(dòng)車的安全性存在顧慮，二是對(duì)電動(dòng)車的續(xù)航里程存在質(zhì)疑。電動(dòng)車的安全性主要體現(xiàn)在充電安全、使用安全以及靜態(tài)安全。安全的根本則是溫度的控制。
找到一種可靠的安全性檢測(cè)手段對(duì)于確保電動(dòng)車的安全使用至關(guān)重要。近日鋰小π發(fā)現(xiàn)一種特別有效的監(jiān)控儀器，紅外熱像儀。據(jù)了解，隨著電動(dòng)汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)也日益完善和提高，紅外熱像儀就是專門為此而被發(fā)明的。該儀器是一種非接觸的溫度分布成像檢測(cè)儀器，在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均有大顯身手的應(yīng)用。
依據(jù)《GB/T 31467.3-2015電動(dòng)汽車用鋰離子動(dòng)力蓄電池包和系統(tǒng)第3部分:安全性要求與測(cè)試方法》要求，汽車動(dòng)力電池包應(yīng)完成振動(dòng)、機(jī)械沖擊、跌落、翻轉(zhuǎn)、模擬碰撞、擠壓、濕熱循環(huán)、海水浸泡、外部火燒、鹽霧、高海拔、過溫保護(hù)、短路保護(hù)、過充電保護(hù)、過放電保護(hù)等安全性測(cè)試。
但是，這些實(shí)驗(yàn)往往耗時(shí)較長(zhǎng)，且測(cè)試起來不太安全。例如在溫度沖擊試驗(yàn)中，要求電池包在（-40±2）℃~（85±2）℃的交變環(huán)境中，極端溫度交變轉(zhuǎn)換0.5h，每個(gè)極端溫度中保持8h，循環(huán)5次，試驗(yàn)后還需在室溫中觀察2h。如果防護(hù)措施不足極易對(duì)試驗(yàn)人員造成傷害。有了紅外熱像儀，這些將不再是顧慮。
紅外熱像儀可以觀察電池包表面溫度分布，輔助工程師驗(yàn)證熱仿真、冷卻、保護(hù)等設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)肉眼無法觀察到的外殼疲勞、破裂、局部過熱等潛在隱患，避免著火和爆炸的發(fā)生。紅外熱像儀強(qiáng)大的功能為鋰電研發(fā)人員深度分析鋰電池及電池包熱失控提供了有效手段。
在近兩年中，電動(dòng)車充電樁使用時(shí)著火的惡性事件已經(jīng)開始讓產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)人員加強(qiáng)了對(duì)充電樁的使用安全的關(guān)注。充電樁內(nèi)部有電源模塊、充電控制器、計(jì)費(fèi)控制單元、高壓絕緣檢測(cè)板、顯示屏等。還有鈑金件、熔斷器、繼電器、防雷等設(shè)備，發(fā)熱巨大。以60KW充電樁為例，按電源模塊轉(zhuǎn)換效率95%計(jì)算，僅電源模塊發(fā)熱量就達(dá)到60×0.05×1000=3000W，因此，散熱和溫度控制是充電樁研發(fā)必須關(guān)注的地方。
依據(jù)《GB/T 18487.1-2015 電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 第1部分:通用要求》的11.6.1、11.6.2和《NB/T 33001-2010電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)技術(shù)條件》的6.4的規(guī)定，充電樁在額定負(fù)載下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部各發(fā)熱器件和各部位的溫升不得超過下表數(shù)值：
《GB/T18487.1-2015 電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 第1部分:通用要求》的11.6.3規(guī)定了在額定電流和環(huán)境溫度40℃條件下，充電樁表面的允許溫度值：
紅外熱像儀在充電樁研發(fā)、測(cè)試、安裝、質(zhì)檢等環(huán)節(jié)發(fā)揮巨大作用，充電樁的關(guān)鍵檢測(cè)位置如下圖所示：
電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生繞組銅損、定子鐵損、軸承摩擦等熱量，這些熱量需要通過對(duì)流和輻射帶走。紅外熱像儀雖不能直接檢測(cè)電機(jī)內(nèi)部溫度，但可直觀獲取電機(jī)表面溫度分布的熱像圖，評(píng)估散熱方案的效果。同時(shí)，紅外熱像儀在《GB /T 18488.1—2015電動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制器第1 部分: 技術(shù)條件》、《GB /T 18488.2—2015電動(dòng)汽車用電機(jī)及其控制器第2 部分: 試驗(yàn)方法》、《GB755-2008 /IEC60034-1:2004旋轉(zhuǎn)電機(jī) 定額和性能》規(guī)定的溫升測(cè)試中作為輔助儀器使用，以提高測(cè)試效率。利用紅外熱像儀可以對(duì)電機(jī)和電機(jī)控制器的溫度進(jìn)行可視化監(jiān)控，大大降低了散熱方案的評(píng)估難度。下面是幾個(gè)關(guān)鍵位置的熱像圖。
電機(jī)控制器由電子控制模塊、驅(qū)動(dòng)器、功率變換模塊等組成，這些電路板的可靠運(yùn)行直接關(guān)系電動(dòng)汽車的駕駛體驗(yàn)和用戶安全，紅外熱像儀可以幫助研發(fā)人員進(jìn)行溫度檢測(cè)并優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)。
