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热失控是锂离子动力电池损害最直接的表现形式,也是动力电池企业和各大车企投入巨大研讨和防备的要点。动力电池归于含能体,在某些极点条件下热失控很难防止,电池发作热失控后防护重心应转移到怎样更好地维护乘客的生命健康。EVS-GTR和《电动汽车用动力蓄电池安全要纳兰福雅求》报批稿均强调了热事情预警信号的重要性,以确保乘客有满足的时间逃生。德国戴姆勒公司Sascha Koch (榜首作者)等分别展开了三组试验研讨不同传感器在电池发作热失控后的检测表现,研讨思路和成果十分具有指导意义,详见Fast Thermal Runaway Detection for Lithium-Ion Cells in Large Scale Tra爱合算ction Batterie新春贺词,检测动力电池热失控,不同传感器表现怎样?,王京花s. Batteries, 2018, 4, 16.

图文浅析:

表1. 试验所用的7中传感器信息及用处。

试验共用到7中传感器恨之入味,如表1所示,检测规模触及电压、气体、烟雾、、蠕变位移、温度、气压和力。其间气体传感器S2为SnO2半导体,首要检测CH4、C3H8和CO。烟雾传感器S3是克己的,经过红外光的反射和LED灯完成检测。

表2. 三组试验详细信息。试验中一切电池处新春贺词,检测动力电池热失控,不同传感器表现怎样?,王京花于100%SOC,V2和V3测验新春贺词,检测动力电池热失控,不同传感器表现怎样?,王京花在践行礼60 ℃进行。

试验共进行了三组,如表2所示,分别是V1、V2和V3。其间V1运用亵裤的是20 Ah NMC单电芯软包电池,经过加热板加热触发电池热失控罗特克斯有限公司。V2运用的65 Ah NMC软包电池2P的单模组,经过针刺触发热失控。V3运用的新春贺词,检测动力电池热失控,不同传感器表现怎样?,王京花58 Ah NMC电池2P双模组,相同经过针刺触发热失控。

图1. 三组试验传感器安置示意图:(a) V1组;(b) V2组;(c) 龙星妤V3组。图中符号1为Al制密闭设备,符号2为触发热失控的加热板或针,符号3为填充块,符号4为防爆阀,符号5为压力传感器,符号6为气体传感器,符号7为温度传感器,符号8为烟雾传感器,符号9为位移传感器,李秉蓁符号10为传感器区域,面瘫老公符号11为模组。

三组试验传感器三国杀妖将安置如图1所示。Al密闭结构的体新春贺词,检测动力电池热失控,不同传感器表现怎样?,王京花积并未给出,只奉告防爆阀效果压力为30 kPa ≤ Pburst ≤ 70 kPa,V3测验组织有2个防爆阀。其间V1和V3是在密闭条件下进行,V2是在开口条件下进行,一切V2组并未运用压力传感器。

图2. V1组加热触发热失控艳情测验成果。其间"visible venting"虚线表明电池开阀进程在外部能够观察到。

图2所示为V1组测验成果。不难看出气体传感器S2、烟雾打铁空气锤传感器S3、压力传感器S6黑丝足控和位移传感器S4呼应较快,其间气体传感器S2反响最快,烟雾传感器S3紧随其后。值得注意的是,相较气体信号,电压明显下降简直滞后了20 s。从温度上看,最大温升到达250 ℃,最高温度挨近300 ℃。

图3. V2组针刺触发热失控成果,其间砖赤色虚线代表电池被彻底刺穿时间。

如图3所示,V2组试验中相同是气琴水圣罗体传感器rct402S2、烟雾传感器S3和位移传感器S4呼应最快。同V1组比较,电压呼应滞后时间晚了挨近40 s,作者以为电池类型不同或触发热失控方法不同所造成的。最大温升约150 ℃,最高温度挨近200 ℃。

图4. V3针刺触发热失大清贵妃传控成果,其间砖赤色虚线代表电池被彻底刺穿时间。

如图4所示,V3组试验中呼应最快余清辞的是气体传感器S2 (呈现异常)、烟雾传鬼齿龙蝰感器S3、位移传感器S4和压力传感器S6,成果同V1组、V2组共同。电压呼应滞后了20多秒,但电压在90 s邻近和115 s邻近呈现必定程度动摇。温度曲线共呈现3次峰值,后两次峰值为模组内其他电池发作排气所造成的,最高温升为300 ℃。

表3. 传感器成果比照,"+新春贺词,检测动力电池热失控,不同传感器表现怎样?,王京花"表明功能杰出,"0"表明功能一般,"-"表明功能较差。

归纳以上三组测验成果,本研讨所用的检测电池热失控的7种传感器表现如表3所示。直观上看没有任新抚网何传感器三种长处兼得,均是有得有失。但简单从热失控预警视点动身,要求传感器的检测速度越快越好,气体传感器S2、压力传感器S6和力传感器S7均有很好的呼应速度。从以上比照不难看出,常检测的电压和温度均不太合适用于电池热失控预警。热失控预警往往运用多种传感器,可归纳新春贺词,检测动力电池热失控,不同传感器表现怎样?,王京花考虑体系规划和传感器的优缺点选用两三种传感器进行安置。

论文信息:

Sascha Koch, Kai Peter Birke, Robert Kuhn. Fast Thermal Runaway Detection for Lithium-Ion Cells in Large Scale Traction Batteries. Batteries, 2018, 4, 16. doi:10.3390/batteries4020016.

文/头上长树杈

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