Virta-akkujen turvallisuusongelma kiteytyy "lämpöajoksi", eli tietyn lämpötilan saavuttamisen jälkeen se muuttuu hallitsemattomaksi, lämpötila nousee lineaarisesti ja sitten se palaa ja räjähtää. Ylikuumeneminen, ylilataminen, sisäinen oikosulku, törmäys jne.
(1) Ylikuumeneminen laukaisee lämmön karkaamisen
Syy virta-akun ylikuumenemiseen johtuu kohtuuttomasta akun valinnasta ja lämpösuunnittelusta tai ulkoisen oikosulun aiheuttamasta akun lämpötilan noususta, kaapeliliittimen löystyminen jne., joka on ratkaistava kahdesta akun suunnittelun ja akunhallinnan näkökohdasta.
Akkumateriaalin suunnittelun näkökulmasta materiaaleja voidaan kehittää lämmön karkaamisen estämiseksi ja lämpöajon estämiseksi; akunhallinnan näkökulmasta eri lämpötila-alueiden voidaan ennustaa määrittelevän erilaiset turvallisuustasot hierarkkisten hälytysten suorittamiseksi.
(2) Ylilataus laukaisee lämpökaran
Tämän vuoden puhtaan sähköbussipalon aiheutti "ylilatauksen laukaisema lämpökaranentuma". Erityisesti itse akunhallintajärjestelmästä puuttui ylilatauspiirin turvallisuustoiminto, mikä aiheutti akun BMS:n hallitsemisen, mutta silti latauksen.
Tämäntyyppisessä ylilatauksessa ratkaisu on löytää ensin laturin vika, joka voidaan ratkaista laturin täydellisellä redundanssilla; toiseksi akun hallinta on kohtuutonta, esimerkiksi kunkin akun jännitettä ei valvota.
On syytä huomata, että akun ikääntyessä akkujen välinen johdonmukaisuus pahenee ja pahenee, ja ylilataus tapahtuu todennäköisemmin tällä hetkellä. Tämä edellyttää koko akkuyksikön tasapainottamista, jotta akkuyksikön yhtenäisyys säilyy.
Esimerkiksi sarjaan kytketty akkuyksikkö, joka ottaa käyttöön yleisimmän akkuyksikön yhdistelmämenetelmän "ensin rinnakkain ja sitten sarjassa", monomeerin koostumusongelman ratkaisemisen jälkeen paras tapa on olla yhtä suuri kuin pienimmän kapasiteetin monomeeri. Tällä johdonmukaisuudella kapasiteetti on kasvanut, ja samalla se voi estää ylilatauksen.
Johdonmukaisuuden saavuttamiseksi on oltava tapa arvioida kunkin solun kapasiteetti. Ouyang Minggao ehdotti, että koko akkuyksikön tila voidaan arvioida latauskäyrien samankaltaisuuden perusteella.
Toisin sanoen, niin kauan kuin yhden yksittäisen solun latauskäyrä tunnetaan, muiden käyrien pitäisi olla samanlaisia kuin se. Kun käyrä muuttuu, ne voivat olla suunnilleen yhteneväisiä, ja nämä erot käyrän muutoksen kurssissa on helppo laskea. Yhden monomeerin mukaan voidaan laskea muita monomeereja. Tällä menetelmällä voidaan toteuttaa edellä mainittu johdonmukaisuuden tasapaino. Tämä algoritmi kestää tietenkin liian kauan, ja sitä on yksinkertaistettava.
(3) Sisäinen oikosulku laukaisee lämpöajon
Boeing 787 -matkustajakone syttyi tuleen akkuräjähdyksen vuoksi. Onnettomuuden syytä etsittäessä havaittiin, että elektrodissa ja palleassa oli metalliesineitä, jotka aiheuttivat sisäisen oikosulun. Vaikka asiantuntijat eivät voi 100% vahvistaa, että sisäinen oikosulku laukaisee lämpökaran, se on todennäköisin syy, koska muuta syytä ei ole, eikä sisäistä oikosulkua voi "syntyä".
Akkujen valmistuksen epäpuhtaudet, metallihiukkaset, latauksen ja purkauksen laajeneminen ja supistuminen, litiumin evoluutio jne. Tällainen sisäinen oikosulku tapahtuu hitaasti, hyvin pitkään, eikä tiedetä, milloin se on lämpöisesti pois hallinnasta. Jos testi suoritetaan, tarkastusta ei voida toistaa. Tällä hetkellä asiantuntijat ympäri maailmaa eivät ole löytäneet prosessia, joka voi toistaa epäpuhtauksien aiheuttaman sisäisen oikosulun, ja niitä kaikkia tutkitaan.
Sisäisen oikosulun ongelman ratkaisemiseksi meidän on ensin löydettävä akun valmistaja, jolla on hyvä tuotteen laatu, valittava akun ja akkukennon kapasiteetti; toiseksi, tee turvallisuusennuste sisäisestä oikosulusta ja etsi monomeeri, jossa on sisäinen oikosulku ennen kuin lämpö karkaa.
Tämä tarkoittaa, että monomeerin tyypilliset parametrit on löydyttävä, ja johdonmukaisuus voidaan aloittaa ensin. Akku on epäyhtenäinen, ja myös sisäinen vastus on epäjohdonmukainen. Niin kauan kuin löydät monomeerin, jonka keskellä on vaihtelua, voit erottaa sen.
Erityisesti normaalin akun vastaava piiri ja mikro-oikosulkupiirin vastaava piiri, yhtälön muoto on itse asiassa sama, paitsi että normaalin solun ja mikro-oikosulkua olevan solun parametrit ovat muuttuneet. Voit tutkia näitä parametreja ja nähdä joitakin niiden ominaisuuksia sisäisissä oikosulkumuutoksissa.
Yksi ominaisuuksista on sisäisen oikosulkumonomeerin mahdollinen ero, jossa verrataan sen sisäistä vastustuskykyä muihin monomeeriin. Ouyang Minggao ehdotti, että T&K-henkilöstö käyttäisi malleja monomeerien tunnistamiseen. Kunkin solun jännitteen ja virran mittaamisen, näiden tietojen ja mallin yhdistämisen jälkeen voidaan arvioida kunkin solun sisäinen kestävyys. Kun kaikki monomeerin parametrit on arvioitu, parametrien muutosten mukaan voidaan arvioida, onko koostumus muuttunut merkittävästi.
4) Mekaaninen liipaisinlämpöinen karannut
Törmäys on tyypillinen mekaaninen laukaisin lämpöajolle. Teslan toistuvat palo-onnettomuudet ovat syynä tähän. Ouyang Minggao paljasti, että Tsinghuan yliopisto ja MIT ovat yhdessä analysoineet Teslan törmäystä Yhdysvalloissa. Jos laboratoriossa tehdään törmäyssimulaatio, lähin asia on akupunktio.
Törmäyksen aiheuttaman lämpöajon ratkaiseminen on tehdä hyvää työtä akun turvasuojauksen suunnittelussa. Tämä edellyttää, että T&K-henkilöstö ymmärtää ensin lämpöpaon prosessin.
Yleisesti ottaen lämpöajon jälkeen se leviää alaspäin. Esimerkiksi, kun lämpö on ensimmäisellä neljänneksellä pois hallinnasta, lämmönsiirto tapahtuu ja alkaa levitä, ja sitten koko ryhmä seuraa yksi kerrallaan kuin sähikäisiä. Tällaista lisäystä varten voidaan luoda malli, joka sisältää keskilämpötilan nousuvauhdistuksen, kemiallisen energian ja sähköenergian lämmöntuotannon sekä lämmönsiirron konvektio. Koko lämpösähköistä kytkentämallia voidaan käyttää siihen liittyvään kvantitatiiviseen analyysiin kalorimittarilla.
Levitysmallin avulla T&K-henkilöstö voi suunnitella, miten lämmöneristystä vaativat esto- ja vaimennusvaiheet voidaan estää ja vaimentaa. Lämpöä eristävän kerroksen lisääminen ei kuitenkaan ole yksinkertaista. Toisaalta tilavuus on paksuuntunut, ja toisaalta lämpöä eristävä kerros ja jäähdytys ovat ristiriitaisia. Nämä ovat kaikki kysymyksiä, jotka on ratkaistava.
Lyhyesti sanottuna lämpörajoittimen laajentamisen ja vaimennuksen osalta T&K-henkilöstön tulisi aloittaa kahdesta näkökohdasta: turvasuojauksen suunnittelusta ja akun hallinnasta.