如何有效避免鋰電池?zé)崾Э氐陌l(fā)生？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-15 19:39
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如何避免過(guò)熱。
熱失控的誘因是多方面的，因此需要采取多種預(yù)防措施，避免熱失控的發(fā)生。這涉及到電池的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)、電池管理bms算法的開(kāi)發(fā)、電池組結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等方面的研究，都過(guò)于復(fù)雜。這里我們就如何在熱管理軟件的層面上做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，特別是高能量密度鋰電池的熱管理，這是目前許多研究的重點(diǎn)，也是一個(gè)高技術(shù)含量的研究?jī)?nèi)容。
蓄電池的狀態(tài)與發(fā)動(dòng)機(jī)的不同。有些變量很容易被發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量，這里不容易估計(jì)。例如，燃料車(chē)中剩余的燃料量可以很容易地通過(guò)油箱中的燃料量來(lái)讀取，但是電池的soc通常是通過(guò)一個(gè)算法來(lái)估計(jì)的。除了電池功率外，電池的實(shí)際輸出功率和電池壽命還需要通過(guò)算法進(jìn)行估計(jì)，這使得電池管理策略（bms）變得極其關(guān)鍵，而電池?zé)崾Э毓芾矸椒ㄒ矊儆赽ms。
在相關(guān)研究中，清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的電池狀態(tài)聯(lián)合估計(jì)算法基于電池狀態(tài)間的耦合關(guān)系，對(duì)電池的多種狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)，包括soc（充電狀態(tài)）、soh（健康狀態(tài)）、sop（功率狀態(tài)）和soe（能量狀態(tài)）。
準(zhǔn)確的電池狀態(tài)估計(jì)有助于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的充放電狀態(tài)，避免過(guò)充放電引起的熱失控。另外，在另一項(xiàng)研究中，研究人員可以通過(guò)狀態(tài)估計(jì)和電池短路模型的結(jié)合，有效地識(shí)別出是否發(fā)生了內(nèi)部短路，然后在系統(tǒng)熱濫用開(kāi)始時(shí)發(fā)出警告。從今年多次多收費(fèi)引發(fā)自燃事故來(lái)看，如何防止多收費(fèi)，還有很多工作要做。
此外，如何隔離和開(kāi)發(fā)失控的發(fā)熱芯也是一個(gè)難題。當(dāng)發(fā)生熱失控時(shí)，若能隔離出故障堆芯或模塊，可有效降低損耗，避免自燃。清華大學(xué)的研究人員還對(duì)電池的熱失控?cái)U(kuò)散進(jìn)行了研究，建立了一套成熟的熱擴(kuò)散測(cè)試方法作為技術(shù)支持，提出了電池組綜合熱管理設(shè)計(jì)方案。包括上表面連接和匯流結(jié)構(gòu)散熱優(yōu)化、下表面通道散熱設(shè)計(jì)、電池連接和間隔表面隔熱處理、電池組側(cè)面布置等。半導(dǎo)體加熱器低溫加熱算法的設(shè)計(jì)。這一系列的設(shè)計(jì)確保了整個(gè)電池組具有更均勻的熱狀態(tài)，并降低了熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。
當(dāng)然，除了以上的研究和應(yīng)用，電池組的設(shè)計(jì)和制造自然是避免熱失控的基本要求。相關(guān)措施包括改進(jìn)電池組的框架設(shè)計(jì)，如降低電池組的振動(dòng)、封堵防火層、加鋼板、防水防塵等，本文不作詳細(xì)闡述。
熱失控是一個(gè)奇怪的概念，但它與新聞標(biāo)題和現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān)。從三星手機(jī)到特斯拉汽車(chē)和波音飛機(jī)，鋰電池的熱失控可能會(huì)發(fā)生。
盡管科學(xué)家和工程師不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)和算法，從而有效地提高了汽車(chē)用鋰電池組的安全性，但我們?cè)谏钪袘?yīng)該更加謹(jǐn)慎地使用電池。
