有哪些原因會(huì)影響動(dòng)力鋰電池的安全？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-05 20:43
點(diǎn)擊量：次
影響鋰電池安全性的因素有多，其中電池材料對(duì)鋰電池的安全性有重要影響，因?yàn)殡姵夭牧弦话愣季哂袩峄钚裕?dāng)電池溫度持續(xù)升高時(shí)，其內(nèi)部就會(huì)進(jìn)行許多熱反應(yīng)，當(dāng)熱量不能及時(shí)散失時(shí)，很容易引起電池安全事故，所以鋰電池正負(fù)極材料的選擇對(duì)于電池安全性能具有重要影響。
其次電池的制造工藝也是影響電池安全性能的重要因素，其中最主要的有三方面因素，分別為正負(fù)極容量配比、漿料均勻度控制、涂布質(zhì)量控制，其中正負(fù)極容量配比關(guān)系到電池的使用壽命以及安全性能，為了保證電池的安全性能，需要充分考慮電池充電時(shí)的正負(fù)極循環(huán)特性以及負(fù)極接受鋰的能力。
漿料均勻度直接影響電池活性物質(zhì)在電極上分布的均勻性，漿料不均勻，電池充放電時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)極材料膨脹與收縮的現(xiàn)象。而涂布質(zhì)量控制不好很容易引起電池內(nèi)部短路，另外，涂布的厚度以及均勻性會(huì)影響活性物質(zhì)的嵌入和脫出。
目前鋰離子電池應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因此要盡快完善動(dòng)力鋰電池的制作工藝，保證動(dòng)力鋰電池使用的安全性，這樣才能推動(dòng)鋰電池以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。電池管理系統(tǒng)，總的來(lái)說(shuō)，都是由主控模塊和采集模塊或者叫從控模塊共同構(gòu)成的。單體電壓采集、溫度采集和均衡功能一般分配在從控模塊上；總電壓，總電流的采集，內(nèi)外部通訊，故障記錄，故障決策，都是主控模塊的功能。
BMS功能結(jié)構(gòu)
按照采集模塊和主控模塊在實(shí)體上的分配布置不同，BMS分為集中式和分布式兩種。
集中式，形式上，整個(gè)管理系統(tǒng)安置在一個(gè)盒體里。全部電壓，溫度，電流采集信號(hào)線，直接連接到控制器上。采集模塊和主控模塊的信息交互在電路板上直接實(shí)現(xiàn)。這種形式一般用在總體電壓比較低，電池串?dāng)?shù)比較少的小型車上。
可取之處在于，省去了從板，進(jìn)而省去了主板從板之間的通訊線束和接口，造價(jià)低，信號(hào)傳遞可靠性高。
缺點(diǎn)也很明顯，全部線束都直接走線到控制盒，無(wú)論控制器布置在什么位置，總有一部分線束會(huì)跑長(zhǎng)線。信號(hào)受到干擾的幾率增加，線束質(zhì)量和制作水平以及固定方式也受到考驗(yàn)。
分布式，一個(gè)主控盒和幾個(gè)從控盒共同組成。主控盒只接入通訊線，主控負(fù)責(zé)采集的信號(hào)線，給從板提供的電源線等必須的線束。從控盒，布置在自己負(fù)責(zé)采集溫度、電壓的電池模組附件，把采集到的信號(hào)通過CAN線報(bào)告給主控模塊。有的電池模組，直接把電壓、溫度采集線做在模組內(nèi)部，用一個(gè)線對(duì)線連接器引出。電池包組裝時(shí)，直接對(duì)插連接器即可。
分布式，主要應(yīng)用于高電壓系統(tǒng)，電池串?dāng)?shù)多，或者商用車這種一輛車上布置幾個(gè)電池箱的情況。
這樣的設(shè)計(jì)，確實(shí)帶來(lái)了成本的小幅提高。但同時(shí)減少了線束應(yīng)用，降低了現(xiàn)場(chǎng)接線工作量，也就降低了接線錯(cuò)誤的幾率。分布式，是適合于大批量，自動(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)計(jì)形式。
3 BMS功能
3.1 從控模塊功能
從控模塊，一般只具備電壓、溫度采集功能和均衡功能。由于電池系統(tǒng)要求的功能越來(lái)越多，也有廠家開始給從板添加控制功能，例如增加接觸器觸發(fā)端口，用以控制分布在從板附近的電器，像加熱器、滅火器之類。
均衡功能，作為從板反作用于電池包，起到優(yōu)化電池系統(tǒng)功能的一項(xiàng)能力需要多說(shuō)一句。
均衡，分為主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡。
所謂主動(dòng)均衡，是能量的轉(zhuǎn)移，基于削峰填谷的理念。具體的實(shí)現(xiàn)形式多種多樣，有用變壓器將總能量部分的轉(zhuǎn)移到電壓偏低的電池上的，也有利用電容電感等儲(chǔ)能器件，從電壓高的電芯放出一部分能量，再充入電壓低的電芯。
所謂被動(dòng)均衡，是能量的消耗，把電壓高的電芯接入電阻回路，讓多出來(lái)的電量消耗在電阻上。
二者各有優(yōu)劣之處。
主動(dòng)均衡，可以做到比較大的電流，均衡的效果比較明顯；能量只是轉(zhuǎn)移了一下，沒有消失，是一種節(jié)能的工作方式。但主動(dòng)均衡需要的變壓器、電容、電感等器件，體積比較大，造價(jià)比較高，使得理論上具備優(yōu)勢(shì)的主動(dòng)均衡策略至今還沒有得到普遍的應(yīng)用；
被動(dòng)均衡，受電阻發(fā)熱的限制，均衡電流無(wú)法做的太大，故而效果不是特別理想。但優(yōu)勢(shì)在于，體積小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低。在產(chǎn)品要求不是特別高的場(chǎng)合，客戶反而會(huì)選擇被動(dòng)均衡系統(tǒng)，以提高產(chǎn)品性價(jià)比。同時(shí)，通過每隔一段時(shí)間，對(duì)電芯進(jìn)行維護(hù)，來(lái)解決均衡不充分造成的電池壓差偏大問題。
