Masalah keselamatan bateri kuasa disimpulkan sebagai "larian haba", iaitu, selepas mencapai suhu tertentu, ia menjadi tidak terkawal, suhu meningkat secara linear, dan kemudian ia terbakar dan meletup. Terlalu panas, overcharging, litar pintas dalaman, perlanggaran, dan lain-lain adalah beberapa faktor utama yang menyebabkan larian haba bateri kuasa.
(1) Terlalu panas mencetuskan larian haba
Sebab pemanasan berlebihan bateri kuasa datang dari pemilihan bateri yang tidak munasabah dan reka bentuk haba, atau kenaikan suhu bateri yang disebabkan oleh litar pintas luaran, kelegaran penyambung kabel, dan lain-lain, yang perlu diselesaikan dari dua aspek reka bentuk bateri dan pengurusan bateri.
Dari perspektif reka bentuk bahan bateri, bahan-bahan boleh dibangunkan untuk mencegah larian haba dan menyekat tindak balas landasan haba; dari perspektif pengurusan bateri, julat suhu yang berbeza boleh diramalkan untuk menentukan tahap keselamatan yang berbeza, untuk melakukan penggera hierarki.
(2) Overcharge mencetuskan larian haba
Kejadian kebakaran bas elektrik tulen tahun ini disebabkan oleh "landasan haba yang dicetuskan oleh caj berlebihan". Khususnya, sistem pengurusan bateri itu sendiri tidak mempunyai fungsi keselamatan litar overcharge, yang menyebabkan BMS bateri berada di luar kawalan tetapi masih dicas.
Untuk jenis pengecas berlebihan ini, penyelesaiannya adalah untuk mencari kesalahan pengecas terlebih dahulu, yang boleh diselesaikan oleh redundansi penuh pengecas; kedua, pengurusan bateri tidak munasabah, sebagai contoh, voltan setiap bateri tidak dipantau.
Perlu diingat bahawa sebagai zaman bateri, konsistensi antara bateri akan menjadi lebih teruk dan lebih teruk, dan overcharge lebih cenderung berlaku pada masa ini. Ini memerlukan mengimbangi keseluruhan pek bateri untuk mengekalkan konsistensi pek bateri.
Sebagai contoh, pek bateri bersambung siri yang mengamalkan kaedah kombinasi pek bateri yang paling biasa "pertama selari dan kemudian dalam siri", selepas menyelesaikan masalah konsistensi monomer, kes terbaik adalah mempunyai kapasiti yang sama seperti monomer kapasiti terkecit. Dengan konsistensi ini, kapasiti telah meningkat, dan pada masa yang sama ia boleh mencegah pengecasan berlebihan.
Untuk mencapai konsistensi, mesti ada cara untuk menganggarkan kapasiti setiap sel. Ouyang Minggao mencadangkan bahawa keadaan keseluruhan pek bateri boleh dianggarkan berdasarkan persamaan lengkungan pengecasan.
Dalam erti kata lain, selagi lengkungan pengecasan salah satu sel tunggal diketahui, lengkung lain harus serupa dengannya. Selepas lengkung berubah, mereka boleh kira-kira bertepatan, dan perbezaan ini dalam perjalanan perubahan lengkung mudah dikira. Menurut satu monomer, monomer lain boleh dikira. Dengan kaedah ini, keseimbangan konsistensi di atas boleh dijalankan. Sudah tentu algoritma ini mengambil masa terlalu lama dan perlu dipermudahkan.
(3) Litar pintas dalaman mencetuskan larian haba
Pesawat penumpang Boeing 787 itu terperangkap kebakaran akibat letupan bateri. Apabila mencari punca kemalangan, didapati terdapat objek logam pada elektrod dan diafrasme, yang menyebabkan litar pintas dalaman. Walaupun pakar tidak boleh 100% mengesahkan bahawa larian haba dicetuskan oleh litar pintas dalaman, ia adalah punca yang paling mungkin kerana tidak ada sebab lain, dan litar pintas dalaman tidak boleh "muncul".
Kekotoran pembuatan bateri, zarah logam, pengembangan dan penguncupan cas dan pelepasan, evolusi litium, dan lain-lain boleh menyebabkan litar pintas dalaman. Litar pintas dalaman seperti ini berlaku perlahan-lahan, untuk masa yang sangat lama, dan tidak diketahui apabila ia akan menjadi haba daripada kawalan. Jika ujian dijalankan, pengesahan tidak boleh diulangi. Pada masa ini, pakar-pakar di seluruh dunia tidak menemui proses yang boleh mengulangi litar pintas dalaman yang disebabkan oleh kekotoran, dan mereka semua sedang dalam kajian.
Untuk menyelesaikan masalah litar pintas dalaman, kita mesti terlebih dahulu mencari pengeluar bateri dengan kualiti produk yang baik, pilih bateri dan kapasiti sel bateri; kedua, membuat ramalan keselamatan litar pintas dalaman, dan mencari monomer dengan litar pintas dalaman sebelum larian haba berlaku.
Ini bermakna bahawa parameter ciri monomer mesti dijumpai, dan konsistensi boleh dimulakan terlebih dahulu. Bateri tidak konsisten, dan rintangan dalaman juga tidak konsisten. Selagi anda mendapati monomer dengan variasi di tengah-tengah, anda boleh membezakannya.
Khususnya, litar setara bateri biasa dan litar setara litar mikro-pintas, bentuk persamaan sebenarnya sama, kecuali parameter sel biasa dan sel dengan litar mikro-pendek telah berubah. Anda boleh mengkaji parameter ini dan melihat beberapa ciri-ciri mereka dalam perubahan litar pintas dalaman.
Salah satu ciri adalah perbezaan potensi monomer litar pintas dalaman, membandingkan rintangan dalamannya dengan monomer lain. Ouyang Minggao mencadangkan agar petugas R&D perlu menggunakan model untuk mengenal pasti monomer. Selepas mengukur voltan dan arus setiap sel, menggunakan data ini dan menggabungkan model, rintangan dalaman setiap sel boleh dianggarkan. Lagipun parameter monomer dianggarkan, mengikut perubahan parameter, ia boleh dinilai sama ada konsistensi telah berubah dengan ketara.
4) Pencetus mekanikal larian haba
Perlanggaran adalah pencetus mekanikal tipikal untuk larian haba. Kemalangan kebakaran berulang Tesla adalah sebab untuk ini. Ouyang Minggao mendedahkan bahawa Universiti Tsinghua dan MIT telah bekerjasama untuk menganalisis perlanggaran Tesla di Amerika Syarikat. Jika simulasi perlanggaran dilakukan di makmal, perkara yang paling dekat adalah akupunktur.
Cara untuk menyelesaikan larian haba yang dicetuskan oleh perlanggaran adalah dengan melakukan kerja yang baik reka bentuk perlindungan keselamatan bateri. Ini memerlukan kakitangan R&D untuk terlebih dahulu memahami proses larian haba.
Secara umumnya, selepas larian haba berlaku, ia akan merebak ke bawah. Sebagai contoh, selepas haba berada di luar kawalan pada suku pertama, akan ada pemindahan haba dan mula merebak, dan kemudian seluruh kumpulan akan mengikuti satu persatu seperti mercun. Untuk pembiakan seperti ini, model boleh ditubuhkan, termasuk kadar kenaikan suhu pertengahan, penjanaan haba tenaga kimia dan tenaga elektrik, dan pemindahan haba convection. Keseluruhan model gandingan termoelektrik boleh digunakan untuk analisis kuantitatif yang berkaitan dengan kalorimeter.
Dengan model pembersih, kakitangan R&D boleh mereka bentuk bagaimana untuk menyekat dan menyekat, yang memerlukan penebat haba. Walau bagaimanapun, ia tidak mudah untuk menambah lapisan penebat haba. Di satu pihak, kelantangan tebal, dan sebaliknya, lapisan penebat haba dan penyejukan adalah bercanggah. Ini semua adalah isu-isu yang perlu diselesaikan.
Ringkasnya, dari segi pengembangan dan penindasan larian haba, kakitangan R&D harus bermula dari dua aspek: reka bentuk perlindungan keselamatan dan pengurusan bateri.