Con l'espansione su larga scala dei veicoli elettrici, vediamo e l'accesso ai veicoli elettrici sempre più opportunità, ma molte persone hanno ancora dubbi circa la sicurezza delle batterie agli ioni di litio, infatti, dopo anni di sviluppo tecnologico, la sicurezza della batteria agli ioni di litio è stata notevolmente migliorata, seguita da Battery Pack sistema di gestione della sicurezza,
Ad esempio, il sistema di allarme termico Runaway, il dispositivo di estinzione rapida del fuoco ha fatto i progressi considerevoli negli ultimi anni, anche se gli incidenti di sicurezza della batteria dello litio-ione, può anche essere avvertimento immediato, estinguendo il calore dell'agente che si sparge, affinchè i passeggeri nell'automobile fuoriesca per ottenere il tempo sufficiente per assicurare la sicurezza dei passeggeri e della proprietà. I motivi della fuga termica delle batterie Li-Ion possono essere divisi in due categorie principali: 1) ragioni esterne, come il sovraccaricare, cortocircuito esterno, riscaldamento e uso improprio meccanico; 2) motivi interni, quali difetti interni (come impurità metalliche, ecc.), materiali negativi e positivi nel ciclo di declino e così via. È relativamente semplice monitorare le cause esterne della fuga termica di batterie Li-Ion, come il monitoraggio della tensione e il monitoraggio della temperatura superficiale della batteria, ma è difficile monitorare le cause interne delle batterie Li-ion. Recentemente, Rengaswamy (primo autore, autore della comunicazione) dell'American Johns Hopkins ha rilevato che, monitorando la resistenza interna delle batterie agli ioni di litio, i cambiamenti di temperatura nelle batterie agli ioni di litio potrebbero essere analizzati ad alta risoluzione, con allarme precoce della fuga termica di batterie Li-Ion Rengaswamy la resistenza interna della batteria in due parti: 1) ampiezza di impedenza z;
2) l'angolo J, lo studio Rengaswamy, ha rilevato che l'angolo J e la capacità della batteria Li-Ion è piccola, ma con la temperatura della batteria è correlazione molto forte, così può essere monitorato dal cambiamento di angolo J per raggiungere il monitoraggio in tempo reale della temperatura interna della batteria Li-Ion, in modo che la fuga termica prima del verificarsi dell'avvertimento. La figura qui sopra è una tipica mappa di impedenza AC di una batteria agli ioni di litio, e l'impedenza AC di una batteria Li-Ion è costituito da due parti: la parte reale z ' e la parte immaginaria Z '. Per facilità di analisi, l'autore integra le parti reali e immaginarie dell'impedenza in due parti: l'ampiezza z = (z ' 2 + z ' 2) 1/2, e l'angolo J tra Z ' e Z ', così z ' = z cos (j), Z ' = z sin (j). L'ampiezza z è legata alla dimensione e capacità della batteria Li-Ion, più grande è la batteria, minore è la z, e l'angolo J ha poco rapporto con le dimensioni della batteria.
Ciò significa che anche se ci sono due diverse dimensioni di batterie, il gap Z-valore è più grande, ma l'angolo J è ancora paragonabile. La batteria utilizzata nell'esperimento era di due modelli, dal giapponese zuppa superficiale 50Ah batteria e la 5300 tipo 5.3 Ah batteria da Boston batteria, la figura qui sotto è di due tipi di batteria AC impedenza grafico (50% SOC), dalla figura può vedere la parte reale di impedenza Z ' e immaginaria parte z ' Hanno una correlazione significativa con la capacità delle batterie agli ioni di litio, e l'angolo J e la capacità della batteria è molto piccola, ma con una grande correlazione di temperatura, la variazione di temperatura della batteria di 50 ℃, il cambiamento di angolo J può raggiungere 20 gradi, in modo da è buono da migliorare la misura della temperatura interna osservando l'angolo della risoluzione e dopo gli anni di progresso tecnologico,
Siamo ora in grado di eseguire misure ad alta risoluzione (10-3) sull'angolo di impedenza J per le batterie Li-ion a bassissimo costo, quindi il monitoraggio del cambiamento dell'angolo J è un metodo efficace per monitorare il cambiamento di temperatura all'interno di una batteria Li-ion. L'immagine seguente è la batteria LG 3AH18650 attraverso il riscaldamento esterno indotta fuga termica nel processo di monitoraggio dei dati, dalla figura può essere visto prima dell'inizio del riscaldamento, la temperatura della batteria di 14,3 ℃ (temperatura della superficie della batteria), angolo J 9,5 gradi, la batteria riscaldata a 50 ℃ (temperatura della superficie della batteria), L'angolo J è aumentato a 0,96 gradi, dopo che 240s il heating la temperatura della batteria ha raggiunto 117 ℃, l'angolo J inoltre ha alzato a 0,79 gradi, attualmente la batteria non ha verificato la fuga termica. Dopo 55s, la temperatura della batteria ulteriormente aumentata al 128 ℃ (temperatura della superficie della batteria), angolo J anche rapidamente ridotto a 2,9 gradi, indicando che la temperatura all'interno della batteria ha cominciato a diminuire (questo può essere il diaframma interno ha cominciato a sciogliere parte assorbita del calore). Poi circa 60 perdita della batteria e l'eruzione, la temperatura della batteria continua a salire, mentre l'angolo di j è in costante calo, indicando che la perdita di gas della batteria ha tolto parte del calore, causando la caduta della temperatura interna della batteria, ma nonostante il costante cambiamento nella temperatura interna della batteria, la temperatura della superficie della batteria non è affatto riflesso,
La tensione della batteria Li-Ion non è quasi alcuna fluttuazione prima della perdita della batteria, che indica che l'angolo di monitoraggio j è un metodo più efficace per rilevare la fuga termica della batteria Li-Ion che per monitorare la temperatura superficiale e la tensione della batteria Li-ion. Il monitoraggio a lungo termine dei cambiamenti nella temperatura interna delle batterie agli ioni di litio è una cosa molto impegnativa, al fine di monitorare la temperatura all'interno della batteria Li-Ion ci sono anche una serie di metodi, come ad esempio il modo in cui abbiamo riportato in precedenza sul sistema di fibra ottica interna della batteria per monitorare il SOC e lo stato di temperatura ( Per batterie agli ioni di litio con occhi intelligenti), c'è anche un metodo modello per prevedere la temperatura all'interno della batteria Li-ion (la temperatura del nucleo delle batterie agli ioni di litio in fuga termica), ma questi metodi sono o troppo grandi o complesse, o troppo complesse da calcolare, quindi è difficile da attuare a bordo BMS, Il metodo adottato da Rengaswamysrinivasan è quello di misurare l'impedenza della batteria Li-Ion in una certa gamma di frequenze, e per ottenere il valore di Angle J in grado di monitorare la temperatura interna della batteria Li-Ion ad alta risoluzione, che migliora notevolmente il suo valore pratico.
