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Untersuchung des Ausfallmodus von Lithium-Ionen-Batteriesystemen（Teil 2）

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Untersuchung des Ausfallmodus von Lithium-Ionen-Batteriesystemen（Teil 2）

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BMS-Ausfallmodus

Der einzelne Ausfall der Batterie hängt nicht nur mit der Batterie selbst zusammen, sondern auch mit dem Ausfall des Batteriemanagementsystems BMS. Ein BMS-Ausfall kann ebenfalls schwere Unfälle verursachen, einschließlich der folgenden Kategorien:

1.Der Ausfall der BMS-Spannungsprüfung führt zu einer Überladung oder Überentladung der Batterie:

Die Spannungsprüfungsleitung versagt aufgrund einer schlechten Verbindung, eines Drahtpressvorgangs oder eines Kontakts. BMS hat keine Spannungsinformationen und stoppt nicht beim Laden. Eine Überladung der Batterie führt zu Feuer und Explosion. Die meisten Lithium-Eisen-Phosphat-Überladungen über 5 V sind nur Rauch, aber sobald die ternäre Batterie überladen ist, wird sie explodieren.

Darüber hinaus kann eine Überladung leicht zur Freisetzung von Gas aus der Elektrolytanalyse in der Lithium-Ionen-Batterie führen, was zu einer Ausbeulung der Batterie und in schweren Fällen sogar zu Rauch und Feuer führt. Die Überentladung der Batterie führt zu einer Beschädigung der Molekularstruktur des positiven Materials der Batterie, was zu einem Ausfall der Ladung führt. Bei der Systemauslegung ist eine zuverlässige Spannungserfassungsleitung auszuwählen, und der Verarbeitungsprozess ist streng zu kontrollieren, um einen Ausfall der Spannungserfassungsleitung zu verhindern.

2.Ausfall des BMS-Stromtests

Hall-Sensor fällt aus, BMS kann keinen Strom erfassen, SOC kann nicht berechnet werden, und die Abweichung ist groß. Ein Fehlschlagen des Stromtests kann zu einem übermäßigen Ladestrom führen. Wenn der Ladestrom groß ist, ist die interne Erwärmung der Zelle groß und die Temperatur übersteigt eine bestimmte Temperatur, die Aushärtungskapazität der Membran wird abgeschwächt, was die Lebensdauer der Batterie ernsthaft beeinträchtigen wird.

3.Versagen des BMS-Temperaturtests

Das Versagen des Temperaturtests führt zu einer hohen Betriebstemperatur der Batterie und einer irreversiblen Reaktion der Batterie, was sich stark auf die Batteriekapazität und den Innenwiderstand auswirkt. Die kalendarische Lebensdauer der Batteriezelle ist direkt mit der Temperatur verbunden. Die Anzahl der Zyklen bei 45 °C ist halb so hoch wie bei 25 °C. Darüber hinaus ist die Batterie anfällig für Ausbeulungen, Auslaufen von Flüssigkeiten, Explosionen und andere Probleme, wenn die Temperatur zu hoch ist. Daher sollte die Temperatur der Batterie streng zwischen 20-45 ° C während der Verwendung der Batterie kontrolliert werden, Neben der effektiven Verbesserung der Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Batterie, kann es auch wirksam gegen Kurzschluss und Hochtemperatur-Thermal Runaway durch Lithium-Evolution während niedriger Temperatur Aufladen der Batterie verursacht zu schützen.

4.Ausfall der Isolationsüberwachung

Ein Isolationsfehler tritt auf, wenn das Batteriesystem verformt wird oder Flüssigkeit ausläuft. Wenn das BMS nicht erkannt wird, kann es zu einem Stromschlag kommen. Daher sollte das BMS-System die höchsten Anforderungen an die Überwachungssensoren erfüllen. Die Vermeidung eines Ausfalls des Überwachungssystems kann die Sicherheit der Energiebatterie erheblich verbessern.

5.Problem der elektromagnetischen Verträglichkeit Kommunikationsfehler

Bei BMS-Systemen prüft die EMV hauptsächlich die Fähigkeit, elektromagnetische Störungen zu verhindern. Elektromagnetische Störungen führen zu einem Ausfall der BMS-Kommunikation und damit zu den oben genannten Problemen.

6.Große Abweichung bei der SOC-Schätzung

Derzeit besteht das gemeinsame Problem aller BMS-Hersteller nur in der unterschiedlichen Größe der Abweichung. Im Grunde genommen liegen die derzeitigen Anforderungen der Prüfnorm innerhalb von 5 %, was für die meisten BMS-Hersteller schwer zu erreichen sein dürfte, da der SOC-Fehler in der Praxis immer größer wird, weil die Einsatzumgebung komplexer ist und mehr Bedingungen die Genauigkeit beeinflussen.

Fehlermodus der Packsystemintegration

1.Versagen der Stromschiene:

Im Falle einer Bolzenverbindung führt die Oxidation und das Abfallen des Bolzens oder das Lösen des Bolzens aufgrund von Vibrationen zu einer großen Hitzeentwicklung an der Leiterverbindung, die im Extremfall zur Zündung der Batterie führen kann. Daher verwenden die meisten Hersteller von Strombatteriesystemen das Laserschweißen an der Verbindung zwischen den Zellen oder zwischen den Modulen oder fügen Temperatursensoren an der Verbindung hinzu, um den Ausfall der Stromschiene durch Erkennung zu vermeiden.

2.Ausfall des Hauptstromkreisverbinders des Strombatteriesystems:

Die Hochspannungsleitung des Strombatteriesystems ist über einen Stecker mit dem externen Hochspannungssystem verbunden. Die Leistung des Steckers ist unzuverlässig. Der Verbinder wird bei hoher Temperatur abgetragen, wenn die virtuelle Verbindung unter Vibration erfolgt. Wenn die Temperatur des Steckers 90 Grad übersteigt, kommt es im Allgemeinen zum Ausfall der Verbindung. Daher muss der Steckverbinder im Systemdesign die Hochspannungsverriegelungsfunktion erhöhen oder einen Temperatursensor zwischen den Steckverbindern einbauen, um die Temperatur des Steckverbinders jederzeit zu überwachen und ein Versagen des Steckverbinders zu verhindern.

3.Verkleben des Hochspannungsschützes

Das Schütz hat eine gewisse Anzahl von Lastabschaltungen, und die meisten Schütze werden abgeschaltet, wenn der Hochstrom unter Last geschlossen wird. Bei der Systemauslegung wird im Allgemeinen das Doppelrelaisschema verwendet, und die Steuerung ist geschlossen, um das Festkleben des Hochspannungsschützes zu vermeiden.

4.Ausfall des Überstromschutzes durch Sicherungen:

Die Auswahl und Anpassung von Sicherungen in Komponenten von Hochspannungsanlagen muss umfassend berücksichtigt werden. Vibrationen oder externe Kollisionen und Extrusion führen zur Verformung der Batterie, zum Versagen der Dichtung und zur Verringerung des IP-Grades. Daher muss der Kollisionsschutz der Batteriekastenstruktur beim Systemdesign berücksichtigt werden.

In Anbetracht der oben genannten Fehlermöglichkeiten des Strombatteriesystems müssen wissenschaftliche Forscher und Batteriehersteller den Prozess und die Technologie kontinuierlich verbessern, um die Sicherheit von Lithium-Batteriezellen zu erhöhen. Hersteller von BMS-Systemen sollten die Leistung der Batterie vollständig verstehen und ein sicheres und zuverlässiges Batteriesystem auf der Grundlage des Sicherheitskonzeptes der Leistungsbatterie entwickeln. Gleichzeitig ist die korrekte Verwendung die letzte Hürde, um die Sicherheit der Batterie zu gewährleisten. Die Benutzer sollten das Batteriesystem richtig verwenden, mechanischen, thermischen und elektrischen Missbrauch ausschließen und die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Elektrofahrzeugen effektiv verbessern.

Schlussfolgerung

Der Ausfall von Lithium-Ionen-Stromversorgungsbatterien ist auf interne Kurzschlüsse, Umgebungstemperatur, Überladung und Entladung, physische Kollisionen und Extrusion usw. zurückzuführen. GDBELL bietet eine Reihe von Prüfgeräten an, die den meisten internationalen Standards entsprechen und praktische und effektive professionelle Daten liefern können. Mit solchen Daten können sie eine praktische Hilfe für die Verbesserung des Produktionsprozesses sein und die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Lithiumbatterie weiter verbessern. GDBELL kann Ihre regelmäßigen und kundenspezifischen Bedürfnisse gut erfüllen. Falls erforderlich, kontaktieren Sie uns bitte. Wir werden uns innerhalb von 12 Stunden bei Ihnen melden.