Quá trình chạy nhiệt và quản lý nhiệt của pin lithium
Bốn năm trước, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ DOE và Bộ Khoa học và Giáo dục Đức BMBF và các học giả nổi tiếng quốc tế liên quan đã khởi xướng Hội thảo An toàn Pin Quốc tế, IBSW, Đại học Kỹ thuật Munich vào năm 2015, Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia vào năm 2017, 2019 Vào ngày 8 tháng 10 , 2008, Hội nghị chuyên đề về an toàn pin quốc tế IBSW đã được tổ chức ba lần liên tiếp. Nó đã tiến hành ngày càng nhiều các cuộc thảo luận học thuật sâu sắc và tỉ mỉ về pin điện về mặt hiệu suất, hướng kỹ thuật, quá trình thoát nhiệt và quản lý nhiệt. Giao tiếp ứng dụng.
Sự chạy trốn nhiệt của pin điện
Quá trình thoát nhiệt và quản lý nhiệt của pin nguồn —— Bài phát biểu từ Hội nghị An toàn Pin Quốc tế IBWS
Để đối phó với sự chạy trốn nhiệt, Viện sĩ Ouyang Minggao và nhóm Tsinghua của ông đã đưa ra ba cơ chế và bốn giải pháp thông qua nghiên cứu.
Ba cơ chế là:
1. Đục màng ngăn gây đoản mạch bên trong gây ra hiện tượng thoát nhiệt;
2. Pin năng lượng riêng cao tích cực giải phóng oxy hoạt động, và mật độ tiến hóa oxy tiếp tục giảm khi năng lượng riêng tăng lên;
3. Liti hoạt động trong điện cực âm do sạc nhanh hoặc sạc quá mức.
Các phương pháp phòng ngừa và kiểm soát cụ thể mà nhóm của Ouyang Minggao đưa ra là:
Thứ nhất, ngắn mạch bên trong và phương pháp kiểm soát ngắn mạch bên trong, cụ thể là BMS;
Thứ hai, sự thoát nhiệt gây ra bởi quá trình tiến hóa oxy trong điện cực dương và thiết kế nhiệt của pin;
Thứ ba, sự chạy trốn nhiệt và kiểm soát điện tích gây ra bởi phản ứng dữ dội giữa kết tủa lithium trong điện cực âm và chất điện phân;
Thứ tư, nếu không có cơ chế nào trong ba cơ chế và ba công nghệ có thể giải quyết được vấn đề thoát nhiệt, thì việc sử dụng hạn chế sự lan truyền nhiệt, bằng cách hiểu được quy luật lan truyền nhiệt, hạn chế sự lan truyền nhiệt, cuối cùng có thể ngăn ngừa sự cố an toàn xảy ra.
Giáo sư Ai Xinping của Đại học Vũ Hán cũng có quan điểm tương tự. Cùng ngày, ông đã nêu rõ trong một bài phát biểu có tựa đề" Công nghệ tăng cường an toàn cho pin Lithium Ion" ;:
Quá trình thoát nhiệt và quản lý nhiệt của pin nguồn —— Bài phát biểu từ Hội nghị An toàn Pin Quốc tế IBWS
Hành vi không an toàn của pin chủ yếu là do sự thoát nhiệt.
Khi pin bị đoản mạch, sạc quá mức hoặc chịu tác động của nhiệt độ cao, nhiệt độ của pin sẽ tăng lên. Sau khi nhiệt độ tăng, một loạt các phản ứng phụ tỏa nhiệt sẽ lần lượt được kích hoạt. Nhiệt thoát ra từ các phản ứng phụ này không thể được thoát ra kịp thời, điều này sẽ làm cho nhiệt độ của pin tăng lên. Thông qua cơ chế phản hồi tích cực, phản ứng tỏa nhiệt cuối cùng sẽ ngày càng trở nên gay gắt hơn. , Một sự chạy trốn nhiệt xảy ra.
Đối với giải pháp cho sự chạy trốn nhiệt, Giáo sư Ai Xinping có ba phương pháp:
Ở cấp độ đầu tiên, cố gắng tránh ngắn mạch và tránh sạc quá mức;
Ở cấp độ thứ hai, nếu có hiện tượng đoản mạch hoặc quá tải, cần tiến hành bảo vệ nhiệt để tránh nhiệt thoát ra ngoài càng nhiều càng tốt;
Ở cấp độ thứ ba, nếu sức nóng không thể kiểm soát và không thể tránh được thử nghiệm, hãy cố gắng tránh nó mà không gây ra thiệt hại nghiêm trọng và đừng' t bắt lửa.
Quản lý nhiệt pin điện
Các chuyên gia và học giả đang nghiên cứu các phương pháp giải quyết hiện tượng thoát nhiệt dựa trên cơ chế pin, nhưng như Viện sĩ Ouyang Minggao đã nói, nếu công nghệ không thể giải quyết hiện tượng thoát nhiệt thì phải sử dụng các phương pháp để ngăn chặn sự lan truyền nhiệt.
Về vấn đề này, Wang Deping, Giám đốc Viện Nghiên cứu Năng lượng Mới của FAW, đã đưa ra giải pháp của FAW'
Quá trình thoát nhiệt và quản lý nhiệt của pin nguồn —— Bài phát biểu từ Hội nghị An toàn Pin Quốc tế IBWS
Là một công ty xe hơi, FAW thực hiện quản lý an toàn trên toàn bộ hệ thống từ nghiên cứu và phát triển công nghệ ắc quy đến dịch vụ sau bán hàng:
Thứ nhất, làm rõ an toàn trước hết từ hướng của tuyến kỹ thuật;
Thứ hai, xây dựng khái niệm bảo mật toàn hệ thống;
Thứ ba, kết hợp bảo mật vào khuôn khổ và khuôn khổ quản lý của toàn bộ doanh nghiệp;
Thứ tư, một số công nghệ bảo mật cụ thể.
Thứ năm, cải tiến việc kiểm chứng thực nghiệm;
Thứ sáu, cung cấp các dịch vụ front-end và full-process;
Thứ bảy, hệ thống giám sát.
Về công nghệ an toàn cụ thể, FAW đã xây dựng một hệ thống bảo vệ an toàn gấp bốn lần xung quanh thiết kế tích cực, bao gồm an toàn pin, an toàn cho phương tiện, an toàn sạc và an toàn sử dụng. Xung quanh bốn khía cạnh này, bên trong bao gồm 16 khía cạnh cụ thể và 54 biện pháp bảo vệ an toàn cụ thể để đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống pin nguồn trong toàn bộ vòng đời.
Đối với cảnh báo sớm về sự thoát nhiệt của ắc quy, FAW đã hình thành một hệ thống chẩn đoán cảnh báo sớm mô hình thoát nhiệt, cung cấp cho người lái và nền các dịch vụ thông tin cảnh báo sớm về nhiệt chạy tương ứng, đồng thời cũng được trang bị hệ thống chữa cháy ắc quy chủ động và an toàn .
Theo Wang Deping, hệ thống chữa cháy an toàn chủ động do FAW và Zephyr Intelligent System Shanghai Co., Ltd. hợp tác, từ tình hình thử nghiệm trước đây, hiệu quả rõ ràng:
Một mặt, hệ thống có thể chủ động tiến hành các thí nghiệm dập lửa trên các môđun và monome bị mất nhiệt kiểm soát;
Mặt khác, do môi chất chữa cháy được sử dụng là môi chất có tỷ lệ nhiệt nóng chảy cao nên nhiệt độ trong bộ ắc quy có thể được hạ xuống thông qua chức năng hấp thụ nhiệt này, do đó có thể ngăn chặn được nhiệt độ trong bộ ắc quy. khỏi gây cháy bên trong xe.
Li Fei, Chủ tịch Shanghai Zhefu, người được FAW khen ngợi, đã có bài phát biểu trong ngày" Kế hoạch Phòng ngừa và Kiểm soát đối với sự chạy trốn nhiệt của pin Lithium điện" ;. , Làm thế nào để trấn áp.
Quá trình thoát nhiệt và quản lý nhiệt của pin nguồn —— Bài phát biểu từ Hội nghị An toàn Pin Quốc tế IBWS
Theo quan điểm của Zephyr' cho dù đó là từ việc ngăn chặn sự chạy trốn nhiệt hay sự ngăn chặn sự lan truyền nhiệt, việc làm mát là điều quan trọng nhất. Vì vậy, Li Fei đã nhiều lần tuyên bố rằng" hạ nhiệt là cách của bậc đế vương."
Dựa trên những lợi thế kỹ thuật hàng đầu của riêng mình, Zephyr đã hình thành một chương trình quản lý nhiệt hoàn chỉnh ba trong một độc đáo:
1. Để sử dụng làm mát bằng chất lỏng cho ngăn chứa pin, làm mát cưỡng bức;
2. Nhằm vào vấn đề thoát nhiệt, một hệ thống phát hiện tổng hợp được sử dụng để cảnh báo trước về sự thoát nhiệt của pin và nó có thể báo cáo kịp thời khi pin bị lỗi;
3. Hệ thống phát hiện trên được sử dụng như một cơ chế để kích hoạt sự triệt tiêu nhiệt của pin. Khi sự thoát nhiệt của pin lan rộng, thiết bị ngăn chặn cháy pin lithium lỏng sẽ được kích hoạt.
Bộ công nghệ này đã được sử dụng tại nhiều công ty và người dùng xe thương mại trong nước. Trong tương lai, nó sẽ thâm nhập vào lĩnh vực xe du lịch và trở thành" túi khí" của pin.
Li Fei nói rằng từ quan điểm của sự phát triển sức khỏe và an toàn của các phương tiện năng lượng mới, chúng tôi khuyến nghị các công ty sản xuất ô tô lắp ráp" túi khí pin" cho pin lithium của xe năng lượng mới để cho phép người dùng lựa chọn và bình chọn trên thị trường. Một khi tai nạn xảy ra có thể giảm thiểu thương vong và thiệt hại về tài sản. , Thực sự hộ tống sự hiện thực hóa của các phương tiện năng lượng mới.
