전기 자동차의 대규모 확장으로, 우리는 보고 전기 차량에 대 한 액세스를 더 많은 기회를가지고 있지만, 대부분의 사람들이 여전히 리튬 이온 배터리의 안전에 대 한 의심을가지고, 사실, 기술 개발 년 후, 리튬 이온 배터리 자체의 안전성이 크게 향상 된 배터리 팩 보안 관리 시스템,
예를 들어, 열 폭주 경고 시스템은, 급속 소화 장치가 최근 몇 년간 상당한 진전을 이루어 온 것 이며, 리튬 이온 전지 안전 사고가 발생 하는 경우에도 조기 경보, 소화 약 제 열 확산, 자동차의 탑승자 들에 게 충분 한 시간을 확보 하 여 탑승자와 재산의 안전을 보장할 수 있다. 리튬 이온 배터리의 열 폭주 이유는 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다: 1) 등 과충전, 외부 단락,가 열 및 기계적 오용 등의 외부 이유; 2) 내부 결함과 같은 내부 결함 (금속 불순물 등), 감소의 사이클의 네거티브 및 포지티브 재료 등. 전압을 모니터링 하 고 배터리의 표면 온도를 모니터링 하는 것과 같이 리튬 이온 배터리의 열 폭주의 외부 원인을 모니터링 하는 것은 비교적 간단 하지만 리튬이온 배터리의 내부 원인을 모니터링 하기는 어렵습니다. 최근 미국 존스 홉킨스 응용 물리학 연구소의 rengaswamy srinivasan (첫 번째 저자, 통신 저자)는 리튬 이온 배터리의 내부 저항을 모니터링 하 여, 리튬 이온 배터리의 온도 변화를 높은 해상도에서 분석 할 수 있다는 것을 발견, 리튬 이온 배터리의 열 폭주의 조기 경고 배터리의 내부 저항을 두 부분으로: 1) 임피던스 진폭 z;
2) 앵글 J, 렌 가스 인 srinivasan 연구는 각도 j와 리튬 이온 배터리 용량 관계가 작은 것을 발견 했지만, 배터리 온도가 매우 높은 상관 관계를가지고, 그래서 각도 j의 변화를 모니터링 할 수 있으므로 리튬이온 배터리의 내부 온도의 실시간 모니터링을 달성 하기 때문에 경고의 발생 전에 열이도 망친 것으로 나타났다. 위의 그림은 리튬 이온 배터리의 전형적인 ac 임피던스 맵 이며, 리튬 이온 배터리의 ac 임피던스는 실제 부분 z ' 및 허수 부분 z '의 두 부분으로 구성 되어 있습니다. 분석의 용이성을 위해, 저자는 두 부분으로 임피던스의 실수와 허수 부분을 통합: 진폭 z = (z ' 2 + z ' 2) 1/2, z '와 z ' 사이의 각도 j, 그래서 z ' = z 코사인 (j), z ' = z sin (j). 진폭 z는 Li 이온 전지의 크기 및 용량과 관련이 있으며, 더 큰 배터리는 z가 작을수록, 각도 J는 배터리의 크기와 거의 관계가 없습니다.
즉, 두 개의 다른 크기의 배터리가 있더라도 Z 값 간격이 더 크지만 각도 J는 여전히 비교할 수 있습니다. 실험에 사용 되는 배터리는 두 가지 모델로, 일본의 수프 얕은 50ah 배터리와 5300 유형 5.3 ah 배터리에서 보스턴 배터리, 아래 그림은 두 종류의 배터리 ac 임피던스 그래프 (50% SOC), 그림에서 임피던스 z '와 허수 부분 z '의 실제 부분을 볼 수 있습니다 리튬 이온 배터리의 용량과 상당한 상관 관계를가지고, 각도 j와 배터리의 용량은 매우 작은, 하지만 큰 온도 상관, 50 ℃의 배터리 온도 변화, 각도 j 변경은 20도에 도달 할 수 있습니다, 그래서 해상도의 각도를 관찰 하 여 내부 온도의 측정을 개선 하는 것이 좋다, 및 기술적 진보 년 후,
우리는 이제 매우 낮은 비용으로 리튬 이온 배터리에 대 한 임피던스 각도 j에서 고 분해능 (10-3) 측정을 수행 할 수 있으므로, 앵글 J의 변화를 모니터링 하 여 리튬이온 배터리 내부의 온도 변화를 모니터링 하는 효과적인 방법입니다. 다음 이미지는 LG의 3ah18650 배터리를 통해 데이터를 모니터링 하는 과정에서 열이 폭주 하는 외부 열을 유도 하 여,가 열을 시작 하기 전에 그림에서 볼 수 있으며, 배터리 온도가 14.3 ℃ (배터리 표면 온도), 각도 J 9.5도, 50 ℃으로가 열 된 배터리 (배터리 표면 온도), 각도 j 0.96도로 상승, 240s 난방 배터리 온도에 도달 117 ℃, 각도 j 또한 0.79도 상승,이 때 배터리 열 폭주 발생 하지 않았다. 55s 이후, 배터리 온도가 128 ℃ (배터리 표면 온도)로 증가 한 후, 각도 J도 2.9도로 빠르게 감소 하 고, 배터리 내부의 온도가 감소 하기 시작 했음을 표시 합니다 (이는 내부 다이어 프 램이 열의 일부를 용융 하기 시작 했을 수 있음). 그 후 60 년대 주위 배터리 누설 및 분화, 배터리의 온도가 계속 상승 하는 동안, j의 각도가 지속적으로 감소 하 고, 배터리 가스가 누설 되어 배터리 내부 온도 강하를 초래 하 고, 배터리의 내부 온도에 일정 한 변화가 있음에도 불구 하 고, 배터리 표면 온도가 전혀 반사 되지 않고,
리튬이온 배터리의 전압은 배터리 누출 전에 거의 변동이 없고,이는 모니터링 각도 j가 리튬이온 전지의 표면 온도 및 전압을 모니터링 하는 것 보다 더 효과적인 리튬이온 전지의 열적 폭주를 감지할 수 있는 방법 임을 나타낸다. 리튬 이온 배터리 내부의 온도를 모니터링 하기 위해, 장기간의 리튬이온 전지의 변화를 모니터링 하는 것은 매우 도전적인 일 이며, 리튬 이온 전지 내 온도의 감시를 위해서도 여러 방법이 있는데, 우리는 이전에 배터리에서 SOC 및 온도 상태를 모니터링 하기 위해 내부 광섬유 시스템을 보고 하는 방식 ( 스마트 눈을 가진 리튬 이온 배터리의 경우), 리튬 이온 배터리 내부의 온도 (열 폭주에 있는 리튬 이온 배터리의 코어 온도)를 예측 하는 모델 방법도 있지만, 이러한 방법은 너무 크거나 복잡 하거나 너무 복잡 하 여 계산 하기 어려우므로 온보드 BMS를 구현 하기 어렵습니다. rengaswaminivasan에 의해 채택 된 방법은 특정 주파수 범위에서 리튬 이온 배터리의 임피던스를 측정 하 고, 앵글 J의 값을 얻기 위해 높은 해상도로 리튬 이온 배터리의 내부 온도를 모니터링 할 수 있는,이는 크게 그 실질적인 가치를 향상 시킨다.
