Avec la vulgarisation à grande échelle des véhicules électriques, nous avons de plus en plus d’occasions de voir et d’atteindre des véhicules électriques, mais de nombreuses personnes doutent encore de la sécurité des batteries lithium-ion. Après des années de développement technologique, le lithium La sécurité de la batterie ionique a également été considérablement améliorée. Deuxièmement, le système de gestion de la sécurité de la batterie, tel que le système d’alarme d’emballement thermique et le dispositif d’extinction rapide, a fait de grands progrès ces dernières années, même si la batterie lithium-ion présente un accident de sécurité. Cela peut être un avertissement précoce, l'agent extincteur peut supprimer la chaleur et s'étendre, et donner suffisamment de temps aux passagers de la voiture pour s'échapper, afin d'assurer la sécurité des passagers et des biens.
Les causes de l’emballement thermique des batteries lithium-ion peuvent être classées en deux catégories: 1) causes externes, telles que surcharge, court-circuit externe, échauffement et usure mécanique, 2) causes internes, telles que défauts internes (tels que impuretés métalliques), positives et négatives. La décroissance du matériau polaire dans le cycle, etc. Le contrôle de la cause externe de l'emballement thermique de la batterie lithium-ion est relativement simple, comme le contrôle de la tension, la surveillance de la température de surface de la batterie, etc., mais la surveillance des causes internes de la batterie lithium-ion est plus difficile Récemment, John Pushkin, des États-Unis Rengaswamy Srinivasan (auteur principal, auteur correspondant) du Laboratoire de physique appliquée a découvert qu'une analyse à haute résolution de la température interne des batteries lithium-ion pouvait être obtenue en surveillant la résistance interne des batteries lithium-ion et, de bonne heure, le délestage thermique des batteries lithium-ion. Alerte précoce, Rengaswamy Srinivasan a divisé la résistance interne de la batterie en deux parties: 1) amplitude de l’impédance Z; 2) angle j, Rengaswamy Srinivasan a constaté que l’angle j avait une faible relation avec la capacité de la batterie au lithium ionique, mais avec la température de la batterie. Très forte corrélation, il est donc possible de surveiller en temps réel la température interne de la batterie lithium-ion en surveillant l'évolution de l'angle j, perdant ainsi de la chaleur alerte précoce avant qu'ils ne surviennent.
La figure ci-dessus montre le spectre d'impédance CA d'une batterie lithium-ion typique, composée de deux parties: la partie réelle Z 'et la partie imaginaire Z' '. Dans un souci d'analyse, l'auteur intègre la partie réelle et la partie imaginaire de l'impédance. Cela devient deux parties: l'amplitude Z = (Z '2 + Z' '2) 1/2 et l'angle j entre Z' et Z '', donc Z '= Z cos (j), Z' '= Z sin (j). L’amplitude Z est liée à la taille et à la capacité de la batterie au lithium ion. Généralement, plus la batterie est grande, plus le Z est petit et l’angle j n’est pas lié à la taille de la batterie. Cela signifie que même deux Différentes tailles de piles, bien que la valeur Z soit grande, mais l’angle j reste comparable.
Les batteries utilisées dans l'expérience sont deux modèles, une batterie de 50 Ah du Japon Yuasa et une batterie 5300 de 5,3 Ah de Boston.La figure ci-dessous montre la carte d'impédance CA (50% de SoC) des deux batteries. Etant donné que la partie réelle Z 'et la partie imaginaire Z' 'de l'impédance ont une corrélation significative avec la capacité de la batterie lithium-ion, l'angle j a une faible corrélation avec la capacité de la batterie, mais la température est fortement corrélée, la batterie La température change de 50 ° C, l’angle j varie jusqu’à 20 degrés, de sorte que la résolution de la température interne de la batterie est mesurée en observant l’angle j. Parallèlement, après des années d’avancement technologique, nous pouvons maintenant utiliser le lithium à un coût très modique. L'angle d'impédance de la batterie ionique j étant mesuré à haute résolution (10-3), la surveillance du changement de l'angle j est donc une méthode efficace pour surveiller le changement de température interne de la batterie au lithium ionique.
La figure suivante montre les données de surveillance de la batterie 3Ah18650 de LG induites par le chauffage thermique dans la zone de chauffage externe.Il ressort de la figure que, avant de commencer le chauffage, la température de la batterie est de 14,3 ° C (température de la surface de la batterie) et l'angle j de -9,5 degrés. La batterie est chauffée à 50 ° C (température de surface de la batterie), l'angle j est augmenté à -0,96 degrés, la température de la batterie atteint 117 ° C après chauffage pendant 240 s et l'angle j est également augmenté à -0,79 degrés. La batterie ne produit alors pas de chaleur. Après 55 secondes, la température de la batterie a encore augmenté jusqu'à 128 ° C (température de la surface de la batterie) et l'angle j a également diminué rapidement jusqu'à -2,9 degrés, indiquant que la température interne de la batterie a commencé à diminuer (cela peut être le début du diaphragme interne) La fusion absorbe une partie de la chaleur.) Après environ 60 secondes, la batterie fuit et se met à chauffer, et la température externe de la batterie continue de monter.A ce moment, l’angle j diminue continuellement, ce qui indique que le gaz de la batterie perd de la chaleur, ce qui fait chuter la température interne de la batterie. Cependant, bien que la température interne de la batterie change constamment, la température de surface de la batterie ne se reflète pas du tout et la tension de la batterie lithium-ion fluctue à peine avant que la batterie ne fuie, ce qui indique que Pour surveiller la température de surface de la batterie au lithium-ion et un angle de surveillance de la tension j est un procédé de détection précoce plus efficace d'une batterie au lithium-ion emballement thermique.
La surveillance de la température interne des batteries lithium-ion est une tâche très ardue depuis longtemps.Pour contrôler la température à l'intérieur de la batterie lithium-ion, les utilisateurs disposent également de nombreuses méthodes, par exemple, nous avons précédemment signalé l'emplacement de la fibre dans la fibre. Pour surveiller l’état du SoC et de la température de la batterie (avec Smart Eyes pour les batteries lithium-ion), il existe également des méthodes types permettant de prédire la température à l’intérieur de la batterie lithium-ion (perte de température dans la température centrale de la batterie lithium-ion), mais La méthode utilisée est soit trop longue et trop compliquée, soit le calcul est trop compliqué pour être mis en œuvre sur le système de gestion automobile du véhicule. La méthode adoptée par RengaswamySrinivasan est mesurée en mesurant simplement l'impédance de la batterie lithium-ion dans une certaine plage de fréquences. La valeur de j permet de surveiller la température interne de la batterie lithium-ion avec une résolution élevée, ce qui améliore considérablement sa valeur pratique.Elle présente un intérêt pratique important pour la surveillance en ligne du changement de température interne de la batterie de puissance et la détection précoce d'un emballement thermique.
