بطارية ليثيوم أيون هارب الحراري هو المشاكل الأمنية الأكثر خطورة، وغالبا ما يترافق هارب الحرارية التي كتبها عواقب وخيمة من النار والدخان، وما إلى ذلك، من أجل الحياة والممتلكات الأمان للمستخدم باستخدام بطارية ايون الليثيوم يشكل خطرا كبيرا. نحن بطارية ليثيوم أيون للحرارة الكشف عن هارب يستند أساسا على درجة حرارة البطارية، وفقا لمعرفتنا الحالية، وتتسبب عادة الهروب الحراري بسبب سوء المعاملة الميكانيكية وسوء الاستخدام يؤدي وقت قصير كهربائيا كمية كبيرة من الحرارة، وبطارية ليثيوم أيون محدودة بسبب الظروف نشر الحرارية، وكميات كبيرة من الحرارة في بطارية ليثيوم أيون داخل تراكم، مما تسبب تحلل المادة الفعالة القطب الموجب، والإفراج عن الأكسجين النشط، مما يؤدي إلى زيادة الأكسدة والتحلل من المنحل بالكهرباء، ويولد المزيد من الحرارة، مما تسبب في نهاية المطاف هارب الحراري للبطارية ليثيوم أيون، ونحن أمان للبطارية ليثيوم أيون ويستند التحكم أيضا أساسا على رصد درجة الحرارة.
عادة نحن في حزمة بطارية تعلق على جزء من كاشف مقاومة درجات الحرارة الخليوي، والحرارية، ودرجة حرارة البطارية الكشف عنها في الوقت الحقيقي، وعندما يقطع الشاذ الإمداد الرئيسي، لضمان سلامة البطارية، ولكن رصد درجة الحرارة الحالية من بطارية ليثيوم أيون الرئيسية تم الكشف عن درجة حرارة سطحه، ولكن نظرا لخصائص هيكل بطارية ليثيوم أيون بحيث الموصلية الحرارية في كل الاتجاهات مختلفة جدا، على سبيل المثال، ودراسات عن الخصائص الحرارية للمستطيلة بطارية ليثيوم أيون الكبيرة الحجم مثل جامعة توماس جراندجين وارويك وجدت، عندما 20AH البطارية LFP يخضع 10C ارتفاع معدل التصريف، عندما اتجاه سمك من الفرق في درجة الحرارة يمكن أن تصل إلى 20 ℃، وقلة المقام الأول عن طريق التوصيل الحراري داخل البطارية، وبالتالي فإن درجة حرارة سطح الخلية القياس التقليدية، فإنه من الصعب الرد الحقيقي مع ليثيوم أيون درجة حرارة البطارية الداخلية، قد تكون الفجوة بين اثنين في مئات من درجات مئوية.
تم إجراؤه على حل المشاكل المذكورة أعلاه الكثير من الجهد، على سبيل المثال، بطارية ليثيوم أيون التي تضاف أثناء إنتاج درجة حرارة المقاومة للحرارة، والحرارية، من قبل بعض وسائل تؤدي إلى السطح الخارجي للبطارية، ولكن فائدة هذه الأساليب ليست جيدة جدا، منذ إدخال الأول من جهاز قياس درجة الحرارة من الصعب ضمان ضيق للبطارية، وسوف تؤثر سلبا على أداء البطارية، تليها أجهزة قياس درجة الحرارة التي تتطلب الكهربائية الاتصال، وبعض التأثير على سلامة بطارية ليثيوم أيون ، لذلك هذه الأساليب ليست سوى في مرحلة المختبر، التطبيق العملي أمر صعب. ورغم وجود مركز بحوث ألتو للولايات المتحدة وغيرها من الاستخدام المقترح للطي أجاي راغافان الألياف الضغط صريف داخل البطارية، يتم الكشف عن درجة الحرارة، والمشاكل الختم، ولكن هذه التكنولوجيا لا تزال غير ناضجة، ولكن أيضا عملية من الفقراء.
من أجل حل مشكلة مراقبة درجة الحرارة الأساسية الداخلية للبطارية ليثيوم أيون، وجامعة تكساس في أرلينغتون M. Parhizi، MB أحمد، اقترح A. جاين معا طريقة للتنبؤ بطاريات ليثيوم أيون استنادا ليثيوم أيون درجة حرارة البطارية الأساسية للنموذج الحراري ، والتي مع مساعدة من نموذج يمكن الاستدلال على ذلك من درجة الحرارة الأساسية من درجة حرارة سطح بطارية ليثيوم أيون، والتي يمكن أن تساعدنا على مراقبة بطاريات ليثيوم أيون، مما يقلل من خطر هارب الحرارية بشكل أفضل.
نحن نعلم عوامل ارتفاع بطارية ليثيوم أيون درجة الحرارة الأساسية واثنين من الآثار: 1) معدل خلايا الحرارة؛ 2) بطارية الحرارية سرعة هارب M. Parhizi الحرارة في الخصائص الحرارية للبطارية أسطوانية الشكل، وبطارية ليثيوم أيون ، يمكن تتبع حركية التفاعلات الكيميائية، وهذا نموذج مصممة لتتبع درجة الحرارة الأساسية بطارية أكثر من نموذج في الوقت الحقيقي درجة الحرارة الأساسية للبطارية، والتحقق التجريبي من طراز تماشيا مع الوضع الفعلي هو جيد جدا.
مع الأخذ بعين الاعتبار أجريت في، والخروج من التوصيل داخل البطارية، والحرارة المخزنة، والتوصيل الحراري يمكن الحصول على المعادلة التالية
حيث تعطى شروط الحدود بالمعادلة التالية، ونفترض أنه يمكننا الحصول على درجة الحرارة T0 (t) في الوقت t (قياس) على سطح الخلية (r = R).
من خلال حل المعادلة وجد أن درجة الحرارة الأساسية للخلية البطارية يتحدد معدل T1 درجة الحرارة الحرارة (0، ر) وT2 (0 ر) تحددها درجة الحرارة السطحية للبطارية تتكون من، كما هو مبين في المعادلة التالية. أرادوا بناء على ذلك للحصول على بيانات درجة حرارة البطارية الأساسية، ونحن بحاجة إلى معرفة الخصائص الحرارية للنموذج توليد حرارة البطارية ونموذج توليد الحرارة البطارية. نحن يمكن حسابها باستخدام معادلة أرهنيوس، في حين أن الخصائص الحرارية من المعلمات البطارية مثل التوصيل الحراري، يمكن للبيانات السعة الحرارية محددة يكون تجريبيا حتى نتمكن من استخدام النموذج أعلاه لمراقبة درجة الحرارة الأساسية للبطارية.
تكور (t) = T1 (0، t) + T2 (0، t)
للتحقق من صحة النموذج هو موضح أعلاه، M.Parhizi 26650 استخدام بطارية المصممة خصيصا التحقق من التجارب. ويوضح الشكل التالي أبقى على معدل Q0 حرارة ثابتة، عصام التغييرات طاقة التنشيط، اتجاهات درجات الحرارة وتوقع من خلال تحليل نموذج مقارنة مع بيانات الاختبار، الذي يمثله نموذج خط نتيجة التنبؤ على التوالي، ونقاط جوفاء تمثل البيانات للاختبار من نتائج الاختبار يمكن أن ينظر إليها في FIG توقع النتائج ونموذج الاختبار الفعلي يتفق تماما مع أقصى قدر من الانحراف بين البلدين فقط حوالي 1٪.
وتظهر الصورة طاقة التنشيط يتم الاحتفاظ إيا مستمر، ولكن في خضم حالة تغير معدل الإنتاج Q0، فإن النموذج يتنبأ معدل ارتفاع درجة الحرارة ونتائج اختبار المقارنة، وهو نفس نموذج التنبؤ مع تتفق النتائج التجريبية بشكل جيد مع أقصى انحراف فقط 1.2٪.
وتشير الاختبارات المذكورة أعلاه أن النموذج ونتائج الاختبار الفعلي تلبية تصميم M.Parhizi هو جيد جدا، ودرجة الحرارة الأساسية في البطارية يمكن التنبؤ بدقة عالية عند التنبؤ بطارية ليثيوم أيون خلال زيادة هارب الحرارية في درجة الحرارة الأساسية، ونحن بحاجة ل يتم حساب الحرارة الكلية المتولدة أثناء الهروب الحراري، يلخص الجدول التالي الحرارة الناتجة عن تفاعلات مختلفة داخل بطارية ليثيوم أيون أثناء الهروب الحراري ودرجات حرارة الزناد.
ويوضح الشكل التالي منحنى درجة الحرارة بطارية ليثيوم أيون الأساسية (محسوبة) من درجة الحرارة السطحية للبطارية، يمكننا أن نلاحظ من هذا الرقم، و600S الأمامية، درجة حرارة سطح بطارية أعلى من درجة الحرارة الأساسية، وذلك أساسا بسبب البطارية الأولية درجة حرارة منخفضة نسبيا، وحرارة أن يكون. ومع ذلك، مع ارتفاع في درجة حرارة البطارية، التفاعل الكيميائي يزيد من توصيل الحرارة من القلب إلى السطح من البطارية، ودرجة حرارة البطارية الأساسية ترتفع بشكل أسرع، ودرجة الحرارة القصوى للالأساسية البطارية في حالة الهروب الحراري، ل أعلى درجة حرارة سطح من 400 درجة مئوية.
يظهر أدناه 18650NMC (لي (Ni0.45 Mn0.45 Co0.10) O2)، ويمكن أن ينظر إلى منحنى درجة الحرارة الأساسية من درجة حرارة سطح البطارية أثناء هارب الحرارية من هذا الرقم، وذلك بسبب انخفاض سرعة الإنتاج قبل الحرارة، درجة حرارة سطح البطارية ودرجة الحرارة الأساسية هي قريبة جدا، ولكن عندما ترتفع درجة الحرارة إلى درجة حرارة معينة، حيث تبدأ المزيد من ردود الفعل الفرعية، وارتفع معدل إنتاج الحرارة إلى حد كبير، ودرجة الحرارة الأساسية وكثفت بسرعة إلى 1000 درجة مئوية، أعلى بكثير تزداد درجة حرارة سطح البطارية.
الشكل التالي هو بطارية ليثيوم أيون في ظل ظروف مختلفة من التوصيل الحراري، ومنحنى بطارية درجة الحرارة الأساسية، يمكننا أن نلاحظ من FIG الحراري تغيير خلية نفاذية 10٪، ودرجة الحرارة الاختلاف جوهر 2٪ فقط، على حد سواء مرئية لا يوجد ارتباط قوي بين الشكل B هو البطارية مع قدرة حرارة محددة مختلفة من البطارية منحنى درجة الحرارة الأساسية، وتغير قدرة الحرارة محددة البطارية من 10٪، وتغير درجة الحرارة الأساسية البطارية من 7٪، مع وجود علاقة قوية الجنس.
فإن درجة الحرارة الأساسية للهارب الحراري بطارية تحدث مئات من درجة أعلى من درجة حرارة سطح البطارية، وبالتالي فإن درجة الحرارة ودرجة حرارة سطح التغييرات البطارية لا يمكن بدقة داخل تفاعل مع بطاريات ليثيوم أيون، وM. Parhizi هذا نموذج تنبؤي تطوير ، ودرجة حرارة البطارية هو ممكن عن طريق الخصائص الحرارية من سطح الخلية، حركية المعلمات التفاعل الكيميائي وحسابات دقيقة التنبؤ درجة الحرارة الأساسية، والتي لا تتطلب معدات مثل الحرارية وضعت داخل الخلية، دون زيادة تعقيد النظام، وبالتالي لديها فرصة جيدة جدا للتطبيق على أرض الواقع.
