Nghiên cứu chế độ hỏng hóc của hệ thống pin lithium-ion nguồn (Phần 2)
Chế độ lỗi BMS
Sự cố đơn lẻ của pin không chỉ liên quan đến bản thân pin mà còn liên quan đến sự cố của Hệ thống quản lý pin BMS. Chế độ lỗi BMS cũng có thể gây ra tai nạn nghiêm trọng, bao gồm các loại sau:
- Lỗi kiểm tra điện áp BMS gây ra tình trạng sạc quá mức hoặc xả quá mức pin:
Đường thử điện áp không thành công do kết nối kém, quá trình ép dây hoặc tiếp xúc. BMS không có thông tin điện áp và không dừng khi sạc. Sạc quá mức pin sẽ gây ra cháy nổ. Hầu hết các trường hợp sạc quá mức lithium sắt phosphate trên 5V chỉ là khói, nhưng một khi pin ba thành phần bị sạc quá mức, nó sẽ phát nổ.
Hơn nữa, việc sạc quá mức có thể dễ dàng dẫn đến việc giải phóng khí từ phân tích chất điện phân trong pin lithium-ion, dẫn đến pin phồng lên và thậm chí bốc khói và cháy trong những trường hợp nghiêm trọng; Việc xả quá mức của pin sẽ dẫn đến hư hỏng cấu trúc phân tử của vật liệu dương của pin, dẫn đến không sạc được; Đồng thời, điện áp pin quá thấp, dẫn đến phân tích chất điện phân, khô, kết tủa lithium và đoản mạch trong pin. Đường dây thu thập điện áp đáng tin cậy sẽ được lựa chọn trong quá trình thiết kế hệ thống và phải được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình xử lý để ngăn ngừa sự cố của đường dây thu thập điện áp.
- Kiểm tra dòng điện BMS không thành công
Cảm biến Hall bị lỗi, BMS không thể thu thập dòng điện, không thể tính toán SOC và độ lệch lớn. Việc kiểm tra dòng điện không thành công có thể dẫn đến dòng điện sạc quá mức. Nếu dòng điện sạc lớn, nhiệt độ bên trong của cell lớn và nhiệt độ vượt quá một nhiệt độ nhất định, khả năng lưu hóa của màng ngăn sẽ bị suy giảm, điều này sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ của pin.
- Kiểm tra nhiệt độ BMS không thành công
Việc không kiểm tra nhiệt độ dẫn đến nhiệt độ làm việc cao của pin và phản ứng không thể đảo ngược của pin, có tác động lớn đến dung lượng pin và điện trở bên trong. Tuổi thọ lịch của cell pin có liên quan trực tiếp đến nhiệt độ. Số chu kỳ ở 45 ° C bằng một nửa ở 25 ° C. Ngoài ra, pin dễ bị phồng, rò rỉ chất lỏng, nổ và các vấn đề khác khi nhiệt độ quá cao. Do đó, nhiệt độ của pin phải được kiểm soát chặt chẽ trong khoảng từ 20-45 ° C trong quá trình sử dụng pin, Ngoài việc cải thiện hiệu quả tuổi thọ và độ tin cậy của pin, nó cũng có thể bảo vệ hiệu quả chống lại hiện tượng đoản mạch và nhiệt độ cao do sự thoát nhiệt của lithium trong quá trình sạc pin ở nhiệt độ thấp.
- Lỗi giám sát cách điện
Hệ thống ắc quy điện bị biến dạng hoặc rò rỉ chất lỏng sẽ xảy ra hiện tượng cách điện. Nếu không phát hiện BMS, có thể xảy ra tình trạng điện giật cá nhân. Do đó, hệ thống BMS phải có yêu cầu cao nhất đối với cảm biến giám sát. Tránh được tình trạng hệ thống giám sát bị hỏng có thể cải thiện đáng kể tính an toàn của ắc quy điện.
- Vấn đề tương thích điện từ lỗi giao tiếp
Đối với hệ thống BMS, EMC chủ yếu kiểm tra khả năng chống nhiễu điện từ của nó. Nhiễu điện từ sẽ gây ra lỗi giao tiếp BMS, gây ra các vấn đề trên.
- Độ lệch ước tính SOC lớn
Hiện nay, vấn đề chung của tất cả các nhà sản xuất BMS chỉ là sự khác biệt về kích thước độ lệch. Về cơ bản, yêu cầu tiêu chuẩn kiểm tra hiện tại nằm trong phạm vi 5%, điều này sẽ rất khó để hầu hết các nhà sản xuất BMS đạt được, vì lỗi SOC sẽ ngày càng lớn hơn trong quá trình sử dụng thực tế, vì môi trường sử dụng phức tạp hơn và có nhiều điều kiện ảnh hưởng đến độ chính xác hơn.
Chế độ lỗi tích hợp hệ thống đóng gói
- Hỏng thanh cái:
Trong trường hợp kết nối bu lông, trong quá trình sử dụng sau này, quá trình oxy hóa và rơi ra khỏi bu lông hoặc bu lông bị lỏng do rung động sẽ dẫn đến rất nhiều nhiệt ở kết nối dây dẫn và trong trường hợp cực đoan, nó sẽ dẫn đến đánh lửa pin điện. Do đó, hầu hết các nhà sản xuất hệ thống pin điện áp dụng hàn laser tại kết nối giữa các ô hoặc giữa các mô-đun hoặc thêm cảm biến nhiệt độ tại kết nối để tránh hỏng thanh cái bằng phương pháp phát hiện.
- Hỏng đầu nối mạch chính của hệ thống ắc quy:
Đường dây điện áp cao của hệ thống pin điện được kết nối với hệ thống điện áp cao bên ngoài thông qua một đầu nối. Hiệu suất của đầu nối không đáng tin cậy. Đầu nối sẽ bị phá hủy ở nhiệt độ cao khi kết nối ảo xảy ra dưới rung động. Nói chung, khi nhiệt độ đầu nối vượt quá 90 độ, lỗi kết nối sẽ xảy ra. Do đó, trong thiết kế hệ thống, đầu nối cần tăng chức năng liên động điện áp cao hoặc thêm cảm biến nhiệt độ giữa các đầu nối để theo dõi nhiệt độ của đầu nối mọi lúc để ngăn ngừa đầu nối bị hỏng.
- Tiếp điểm điện áp cao bị kẹt
Contactor có một số lần ngắt tải nhất định và hầu hết các contactor đều bị cắt khi dòng điện tải cao đóng. Trong thiết kế hệ thống, sơ đồ rơle kép thường được áp dụng và điều khiển đóng để tránh contactor điện áp cao bị kẹt.
- Lỗi bảo vệ quá dòng cầu chì:
Việc lựa chọn và kết hợp cầu chì trong các thành phần hệ thống điện áp cao cần được xem xét toàn diện. Rung động hoặc va chạm bên ngoài và đùn dẫn đến biến dạng pin điện, hỏng phớt và giảm cấp IP. Do đó, bảo vệ va chạm của cấu trúc hộp pin cần được xem xét trong thiết kế hệ thống.
Theo các chế độ hỏng hóc trên của hệ thống pin điện, các nhà nghiên cứu khoa học và nhà sản xuất pin cần liên tục cải tiến quy trình và công nghệ để nâng cao tính an toàn của cell pin lithium. Các nhà sản xuất hệ thống BMS phải hiểu đầy đủ về hiệu suất của pin và thiết kế hệ thống pin an toàn và đáng tin cậy dựa trên nguyên tắc thiết kế an toàn của pin điện. Đồng thời, sử dụng đúng cách là rào cản cuối cùng để đảm bảo an toàn cho pin. Người dùng nên sử dụng đúng cách hệ thống pin điện, loại bỏ sự lạm dụng cơ học, lạm dụng nhiệt và lạm dụng điện, đồng thời cải thiện hiệu quả tính an toàn và độ tin cậy của xe điện.
Kết luận
Trong chế độ hỏng hóc của pin lithium-ion, hỏng hóc của cell, BMS và bộ pin liên quan đến hiện tượng đoản mạch bên trong, nhiệt độ môi trường, quá tải và xả, va chạm vật lý và đùn ép, v.v. DGBELL có thể cung cấp loạt thiết bị kiểm tra này, tuân thủ hầu hết các tiêu chuẩn quốc tế và có thể cung cấp dữ liệu chuyên nghiệp thực tế và hiệu quả. Với dữ liệu tham khảo như vậy, nó có thể giúp ích thực tế cho việc cải thiện quy trình sản xuất và cải thiện hơn nữa tính an toàn và độ tin cậy của pin lithium. GDBELL có thể đáp ứng tốt các nhu cầu thông thường và tùy chỉnh của bạn. Nếu cần, vui lòng liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi sẽ phản hồi bạn trong vòng 12 giờ.
