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#Neues aus der Industrie
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Batteriezellen- und Modulnageldurchdringungstest
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Batteriezellen- und Modulnageldurchdringungstest
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Es ist bekannt, dass die Sicherheit von Batteriezellen und -packs während der Nutzung einen erheblichen Einfluss auf die Sicherheit der Nutzer hat. In diesem Projekt werden vor allem die Auswirkungen von Lithium-Ionen-Zellen und -Batteriepacks auf die Benutzer untersucht, nachdem sie von Fremdkörpern durchstochen wurden. Die Lithium-Ionen-Batterie ist eine wiederaufladbare Batterie mit hoher Kapazität, die in den 1990er Jahren entwickelt wurde. Sie kann mehr Energie speichern als eine Nickel-Wasserstoff-Batterie. Sie hat eine große spezifische Energie, eine lange Lebensdauer, eine geringe Selbstentladung und keinen Memory-Effekt. Sie kann die Anforderungen von Personenkraftwagen mit hohen Anforderungen an Volumen, Lebensdauer, Leistung usw. erfüllen. Sie ist ein ideales Produkt für künftige rein elektrische Fahrzeuganwendungen geworden.
Nicht nur in der Elektrofahrzeugindustrie werden einzelne oder mehrere Dutzend Batterien von den Verbrauchern bevorzugt, und Lithium-Ionen-Batterien werden in vielen Branchen eingesetzt. Unabhängig von der Branche oder dem Nutzer gibt es jedoch hohe Anforderungen an die Sicherheit während der Nutzung, insbesondere bei Leistungsbatteriesystemen, die die Kombination mehrerer Einzelzellen zu einem Batteriepaket erfordern. Kommt es während des Betriebs zu schwerwiegenden Störungen durch äußere Objekte, so birgt das Akkupaket ein hohes Maß an Sicherheitsrisiken, die zu Schäden an Personen und Sachen führen können. In Anbetracht dieser Situation ist es notwendig, den Grad der Auswirkung externer Störungen auf die Verwendung von Einzelzellen und Batteriepaketen zu untersuchen, um die Sicherheit bei der Verwendung von Batteriepaketen zu verbessern.
1.Prüfung
Prüfobjekt: 30P-Akkupack bestehend aus zylindrischen Lithium-Ionen-Zellen mit einer Nennkapazität von 2700mAh und zylindrischen Lithium-Ionen-Zellen mit einer Nennkapazität von 2700mAh.
Prüfausrüstung: Kupferkabel, Relais, Konstantspannungsquelle und DGBELL-Nageldurchdringungstestkammer (die Nadel ist φ 5mm, mit einer Eindringtiefe von mindestens 2/3 der Batteriezelle).
2.Einzelzellen-Nageldurchdringungstest
Einzelne Zelle 100% SOC, durchgeführt Nagelpenetrationstest in einem nicht entladenen Zustand.
Ob es sich um horizontale Nagelpenetration oder vertikal. Die höchste Temperatur der Zellen nach Nagelpenetration ist etwa 100 ℃. Die Batteriezellen explodieren nicht, fangen kein Feuer und entwickeln nur eine leichte Rauchentwicklung. Daraus ist ersichtlich, dass die einzelne Zelle im entladenen Zustand (d. h. bei voller Energie) keine Gefahr für Menschenleben und Eigentum darstellt, nachdem sie von außen in verschiedenen Richtungen mit Nägeln durchbohrt wurde.
3 Akku-Pack-Nageldurchdringungstest
Die Schaltungskomponenten sind: (1) Akkupack: Lithium-Ionen Einzelzelle 30P, 100% SOC, 8lAh, ACR=1,7mn; (2) Kupferkabel: 10mm, 18m Durchmesser, mit einem Gesamtwiderstand von 14m (um den Strom im Schaltkreis nahe an den Strom des Akkupacks 1C zu bringen); (3) Relais; (4) Konstante Spannungsquelle: Relaisschalter.
Simulieren Sie die Prüfung des Akkupakets, das während der Benutzung externen Störungen ausgesetzt ist, mit der DGBELL-Nageldurchdringungsprüfkammer.
Es sind zwei Arten von Experimenten vorgesehen:
(1) Der Stromkreis befindet sich im Pfadzustand, d.h. der Akkupack wird beim Entladen durchstochen, um den Endzustand des Akkupacks zu beobachten;
(2) Der Stromkreis befindet sich in einem offenen Stromkreis, d.h. ohne Entladung wird der Akkupack durchstochen und der Endzustand des Akkupacks beobachtet.
3.1 Nageldurchdringungstest im Stromkreislaufzustand
Kombinieren Sie gemäß dem obigen Schaltplan verschiedene Komponenten zu einem Stromkreis und stellen Sie den Schalter an einen sicheren Ort. Legen Sie dann den Akkupack auf das Nadelbett des Akupunkturgeräts und sichern Sie den Schutz. Messen Sie die Gesamtspannung des Akkupacks, die Temperatur an 4 Punkten in der Nähe der Nadelposition und im Stromkreis sowie den Strom im Stromkreis.
Wenn Sie bereit sind, schalten Sie den Relaisschalter aus, um einen Pfad für den Stromkreis zu schaffen. Drücken Sie den Schalter der Nadelvorrichtung, um die Nadel in das Innere der Batteriezelle einzuführen und 10 Sekunden lang zu halten. Entfernen Sie die Nadel und beobachten Sie die Batteriezelle. Die durchstochene Batteriezelle gibt Rauch ab. Nach 1 Minute nimmt der Rauch ab und der Nagel dringt erneut in das Innere der Batteriezelle ein und hält 10 Sekunden lang. Wiederholen Sie diesen Vorgang 3 Mal.
Während des Akupunkturvorgangs gab der Akku nur eine geringe Menge dichten Rauch ab, ohne dass andere Anomalien auftraten; bis zum Ende der Punktion gab es keine anomalen Phänomene wie Explosion oder Feuer im Akku.
Das obige Experiment zeigt, dass das Akkupaket, wenn es während des Gebrauchs externen Störungen ausgesetzt ist, solange es eine kontinuierliche Entladung aufrechterhält und interne Energie freisetzt, Sicherheitsrisiken beseitigen und das Auftreten von Gefahren vermeiden kann.
3.2 Nageldurchdringungstest im offenen Stromkreis
Die Experimente sind alle die gleichen wie die des genadelten Akkupacks im 3.1 Stromkreiszustand, mit dem einzigen Unterschied, dass der Relaisschalter immer im offenen Zustand ist und der Stromkreis kein Pfad ist, d.h. der Akkupack wird im nicht entladenen Zustand genadelt.
Das Ergebnis der Akupunktur war, dass die höchste Temperatur um die Akupunkturzelle 260 ℃ erreichte, und fünf Zellen um sie herum explodierten und Feuer fingen, wodurch der gesamte Akkupack platzte. Aus den oben genannten Tests geht hervor, dass das Durchstechen des Akkus ohne Energiefreisetzung eine ernsthafte Gefahr für die Benutzer darstellt.
4.Schlussfolgerung
Die obigen Versuchsergebnisse zeigen, dass es selbst dann, wenn eine einzelne Zelle durch äußere Objekte durchstochen wird, ohne dass Energie freigesetzt wird, zu keinen anormalen Phänomenen wie Explosion oder Feuer kommt und die Benutzer sie bedenkenlos verwenden können. Das Akkupaket erfährt keine anormalen Phänomene wie Explosion oder Feuer, wenn es durch äußere Objekte durchstochen wird, ohne dass Energie freigesetzt wird, und es bestehen keine Sicherheitsrisiken für das Akkupaket.
Lithium-Ionen-Batterien werden sowohl im Inland als auch im Ausland in großen Mengen hergestellt, und ihre Leistung wird ständig verbessert. Der Anwendungsbereich von Akkupacks wird immer größer. Die Sicherheit von Akkus ist jedoch seit jeher ein internationales Anliegen ersten Ranges. Gegenwärtig ist es immer noch eine Herausforderung, die Sicherheitsrisiken von Lithium-Ionen-Akkus vollständig zu beseitigen, was bedeutet, dass die Benutzer auf einen korrekten Betrieb und Gebrauch achten müssen, um Unfälle zu vermeiden.