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BMS及动力电池电芯失效剖析

BMS及动力电池电芯失效分析-失效分析:生产过程中电芯内部正负极短路缺陷的剔除,是由生产线有关设备来保证的,如果设备保证不了,会出现批量产品质量问题。这对电池生产厂家而言是基本要求。我国已经对动力电池

  什么是电池办理体系(BMS

  二次电池存在下面的一些缺点,如存储能量少、寿命短、串并联运用问题、运用安全性、电池电量预算困难等。电池的功用是很杂乱的,不同类型的电池特性亦相差很大。 电池办理体系(BMS)首要便是为了能够进步电池的利用率,防止电池呈现过充电和过放电,延伸电池的运用寿命,监控电池的状况。跟着电池办理体系的开展,也会增加其他的功用。 一般来说电动轿车电池办理体系要完成以下几个功用:首要,精确估测动力电池组的荷电状况,即电池剩下电量,保证SOC维持在合理的范围内,防止由于过充电或过放电对电池的损害,然后随时预告混合动力轿车储能电池还剩下多少能量或许储能电池的荷电状况。 其次,动态监测动力电池组的作业状况。在电池充放电进程中,实时收集电动轿车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压,防止电池产生过充电或过放电现象。 一起能够及时给出电池状况,选择出有问题的电池,坚持整组电池运转的牢靠性和高效性,使剩下电量估量模型的完成成为可能。除此以外,还要树立每块电池的运用历史档案,为进一步优化和开发新式电、充电器、电动机等供给资料,为离线剖析体系故障供给根据。 最终,完成单体电池间的均衡,即为单体电池均衡充电,使电池组中各个电池都到达均衡共同的状况。均衡技能是现在国际正在努力研讨与开发的一项电池能量办理体系的要害技能。

  电芯安全失效剖析及技能保证办法

  1.电芯内部正负极短路,出产设备保证才能是要害

  直接原因:电芯出产进程中有缺点导致或由于长时刻振荡外力使电芯变形所形成的。

  失效剖析:出产进程中电芯内部正负极短路缺点的除掉,是由出产线有关设备来保证的,假如设备保证不了,会呈现批量产品质量问题。这对电池出产厂家而言是根本要求。我国现已对动力电池厂家施行了目录办理,根本能够保证合规的电池厂家不会呈现批量产品质量问题。

  安全技能办法:将不合格的(电芯内部正负极短路)电芯挑选出来,其目标值是大于99.999%的。

  风险度:一旦产生严峻内短路,无法阻挠操控,外部稳妥不起效果,肯定会产生冒烟或焚烧。但是在电池出产厂家有足够保证才能下,产生的概率是很低的,即便产生了,整车出产厂家,主动救活设备必定要发挥保证效果的。

  2.电池单体漏液,履行工艺纪律到位是要害

  直接原因:外力损害;磕碰、装置不规范形成密封结构被损坏;焊接缺点、封合胶量缺乏形成密封功用欠好等。

  失效剖析:与软包和塑壳电芯比较,金属壳单体更容易产生漏液状况,导致绝缘失效。电池漏液后整个电池包的绝缘失效,单点绝缘失效问题不大,假如有两点或以上绝缘失效会产生外短路。

  安全技能办法:严厉工艺纪律,进步出产主动化水平。

  风险度:十分风险;电池漏液形成车着火事端的概率比电芯内部正负极短路概率要大几个数量级,这种外短路,外部稳妥要发挥效果的。

  3.电芯胀气鼓胀,出产现场环境(空气)目标合格是要害

  直接原因:首要是由于电池内部产生副反应产生气体,最为典型的是与水产生副反应。

  失效剖析:出产线环境违背规则要求。

  安全技能办法:在电芯出产进程严厉操控水分,即可防止。

  风险度:一旦产生电池胀气就会产生漏液等状况。这是产品出产质量中较为严峻的质量问题,拟定预防办法即可,一起禁止不合格的产品出厂。

  4.容量共同性差,主动化出产线是要害

  直接原因:电池出产制作工艺技能才能缺乏,电池的寄存时刻长短,电池组充放电期间的的温度差异,充放电电流巨细等。

  失效剖析:共同性有详细技能目标,一旦低于目标规则,标明出产线质量保证体系问题严峻,必需要进行改善办法,进步产品容量共同性是一个继续进步的进程。

  安全技能办法:加强进程办理、评定的办法,继续进步企业质量办理体系的才能。

  风险度:风险不会马上产生。容量共同性差,厂家要及时进行质量改善,一起禁止不合格的产品出厂。

  电池办理体系(BMS)安全失效形式剖析及技能保证办法

  1.电压检测线失效及办法

  现象:电池过充,导致着火、爆破;磷酸铁锂过充至5V以上大部分会冒烟,而三元电池一旦过充,会产生爆破。

  原因:BMS电压(衔接、压线进程或触摸不良)电压检测线失效,导致电池过充电或过放电,充电或过放电形成。

  a)电解液分化释放出气体,然后导致电池鼓胀,严峻的话甚至会冒烟起火;

  b)电池过放电会导致电池正极资料分子结构损坏,然后导致充不进去电;

  c)电池电压过低形成电解液分化,干枯产生析锂,引起电池内短路。

  办法:技能上选用高牢靠性电压收集线,根绝收集线触摸不到位;办理上拟定充电办法准则,职责落实到人。

  2.电流检测失效及办法

  现象:BMS收集不到电流,SOC无法核算,误差大。

  原因:霍尔传感器失效,充电电流大,电芯内部发热大,会使隔阂固化容量衰减。

  办法:选用高质量的霍尔传感器,保证装置质量合格。

  3.温度检测失效及办法

  现象:电池作业运用温度过高,易产生鼓胀、漏液,爆破。

  原因:温度检测失效。

  办法:严厉操控电池的作业温度在20-45摄氏度之间,防止电池低温充电析锂形成的短路以及高温热失控。

  4.绝缘监测失效及办法

  现象:可能产生人员触电。

  原因:动力电池产生变形或漏液的状况下都会产生绝缘失效。

  办法:对监测的传感器,必需要选用高质量、高牢靠的产品。

  5.其他失效及办法

  (1)SOC预算误差大,现在的查验规范要求都是5%以内,实际上难度较大。要继续进步精度。

  (2)电磁兼容的抗电磁干扰才能缺乏,导致BMS通讯失效,怎么保证到位,还有必定难度。产品一起要经过第三方强制检测。

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