Op it stuit komme de measte feiligensûngemakken fan lithium-ion-batterijen foar troch it mislearjen fan 'e beskermingssirkwy, wat de thermyske runaway fan' e batterij feroarsaket en resulteart yn fjoer en eksploazje. Dêrom, om it feilich gebrûk fan lithiumbatterij te realisearjen, is it ûntwerp fan beskermingssirkwy foaral wichtich, en alle soarten faktoaren dy't it mislearjen fan 'e lithiumbatterij feroarsaakje, moatte rekken holden wurde. Neist it produksjeproses wurde mislearrings yn prinsipe feroarsake troch feroaringen yn 'e eksterne ekstreme omstannichheden, lykas tefolle lading, tefolle ûntslach en hege temperatuer. As dizze parameters yn realtime wurde kontrolearre en korrespondearjende beskermjende maatregels sille wurde nommen as se feroarje, kin it foarkommen fan thermyske runaway wurde foarkommen. It feiligensûntwerp fan lithiumbatterij omfettet ferskate aspekten: sel seleksje, struktureel ûntwerp en funksjoneel feiligensûntwerp fan BMS.

Sel seleksje

D'r binne in protte faktoaren dy't selfeiligens beynfloedzje wêryn de kar fan selmateriaal de stifting is. Troch ferskate gemyske eigenskippen ferskilt de feiligens yn ferskate kathodematerialen fan lithiumbatterij. Bygelyks, lithium izer fosfaat is olivine-foarmige, dat is relatyf stabyl en net maklik te ynstoarten. Lithium cobaltate en lithium ternary, lykwols, binne layered struktuer dat is maklik te ynstoarten. Separator seleksje is ek heul wichtich, om't har prestaasjes direkt relatearre binne oan 'e feiligens fan' e sel. Dêrom sille by de seleksje fan sel net allinich deteksjerapporten, mar ek it produksjeproses fan 'e fabrikant, materialen en har parameters wurde beskôge.

Struktuer ûntwerp

It struktuerûntwerp fan 'e batterij beskôget benammen de easken fan isolaasje en waarmteôffier.

• Isolaasje easken oer it algemien omfetsje de folgjende aspekten: Isolaasje tusken positive en negative elektrodes; Isolaasje tusken sel en omwâling; Isolaasje tusken de peal ljeppers en omwâling; PCB elektryske ôfstân en krûpôfstân, ynterne wiringûntwerp, grûnûntwerp, ensfh.
• Heat dissipation is benammen foar guon grutte enerzjy opslach of traksje batterijen. Troch de hege enerzjy fan dizze batterijen is de waarmte dy't ûntstiet by it opladen en ûntladen enoarm. As de waarmte net op 'e tiid ôffierd wurde kin, sil de waarmte ophopje en resultearje yn ûngemakken. Dêrom, de seleksje en ûntwerp fan omwâling materialen (It moat hawwe bepaalde meganyske sterkte en stofdicht en wettertichte easken), de seleksje fan cooling systeem en oare ynterne termyske isolaasje, waarmte dissipation en fjoer blussysteem moatte wurde rekken holden.

Foar de seleksje en tapassing fan it batterijkoelsysteem, ferwize asjebleaft nei de foarige útjefte.

Funksjonele feiligens design

De fysike en gemyske eigenskippen bepale dat it materiaal de oplaad- en ûntlaadspanning net kin beheine. Sadree't de oplaad- en ûntlaadspanning grutter is as it nominearre berik, sil it ûnomkearbere skea oan 'e lithiumbatterij feroarsaakje. Dêrom is it needsaaklik om it beskermingscircuit ta te foegjen om de spanning en stroom fan 'e ynterne sel yn in normale steat te behâlden as de lithiumbatterij wurket. Foar BMS fan batterijen binne de folgjende funksjes fereaske:

• Opladen oer spanningsbeskerming: tefolle lading is ien fan 'e wichtichste redenen foar thermyske runaway. Nei overcharge, de cathode materiaal sil ynstoarten fanwege oermjittige lithium ion release, en de negative elektrodes sil ek hawwe lithium delslach foarkomme, wat liedt ta de fermindering fan termyske stabiliteit en de tanimming fan kant reaksjes, dy't hawwe potinsjele risiko fan termyske runaway. Dêrom is it foaral wichtich om de stroom yn 'e tiid ôf te snijen nei't it opladen de boppeste limytspanning fan' e sel berikt. Dit fereasket dat de BMS de funksje hat fan opladen oer spanningsbeskerming, sadat de spanning fan 'e sel altyd binnen wurklimyt wurdt hâlden. It soe better wêze dat de beskermingsspanning gjin berikwearde is en in protte fariearret, om't it kin feroarsaakje dat de batterij de aktuele net yn 'e tiid ôfsnije as it folslein opladen is, wat resulteart yn in overlading. De beskermingsspanning fan 'e BMS is normaal ûntworpen om itselde as wat leger te wêzen as de boppeste spanning fan' e sel.
• Opladen oer stroombeskerming: Opladen fan in batterij mei stroom mear dan de lading- of ûntladingslimyt kin waarmteakkumulaasje feroarsaakje. As waarmte genôch accumulearret om it diafragma te smelten, kin it in ynterne koartsluting feroarsaakje. Dêrom is tydlik opladen oer hjoeddeistige beskerming ek essensjeel. Wy moatte omtinken jaan dat oerstreambeskerming net heger kin wêze as de selstromtolerânsje yn it ûntwerp.
• Ûntlading ûnder spanning beskerming: Te grut as te lyts spanning sil skea batterij prestaasjes. Trochrinnende ûntlading ûnder spanning sil it koper feroarsaakje en de negative elektrode ynstoarten, dus oer it algemien sil de batterij ûntlading hawwe ûnder spanningsbeskermingsfunksje.
• Discharge oer hjoeddeistige beskerming: It grutste part fan 'e PCB-lading en -ûntlading fia deselde ynterface, yn dit gefal is de lading- en ûntladingsbeskerming konsekwint. Mar guon batterijen, benammen batterijen foar elektryske ark, fluch opladen en oare soarten batterijen moatte gebrûk meitsje fan grutte aktuele ûntslach of opladen, de aktuele is op dit stuit inkonsekwint, dus it is it bêste om te laden en te ûntladen yn twa loopkontrôle.
• Koarteslutingsbeskerming: Batterijkoartsluting is ek ien fan 'e meast foarkommende flaters. Guon botsing, misbrûk, squeeze, needling, wetteryngong, ensfh., binne maklik te induce koartsluting. In koartsluting sil fuortendaliks in grutte ûntlaadstroom generearje, wat resulteart yn in skerpe stiging fan batterijtemperatuer. Tagelyk fynt yn 'e sel meastal in rige fan elektrogemyske reaksjes plak nei eksterne koartsluting, dy't liedt ta in rige eksothermyske reaksjes. Koarteslutingsbeskerming is ek in soarte fan oerstreambeskerming. Mar de koartslutingstroom sil ûneinich wêze, en de waarmte en skea is ek ûneinich, dus de beskerming moat tige gefoelich wêze en kin automatysk útskeakele wurde. Algemiene maatregels foar beskerming fan kortsluting befetsje kontaktors, fuse, mos, ensfh.
• Oer temperatuerbeskerming: De batterij is gefoelich foar de omjouwingstemperatuer. Te hege of te lege temperatuer sil ynfloed op syn prestaasjes. Dêrom is it wichtich om de batterij te hâlden binnen de limyttemperatuer. De BMS moat in temperatuerbeskermingsfunksje hawwe om de batterij te stopjen as de temperatuer te heech of te leech is. It kin sels wurde ûnderferdield yn beskerming fan ladingtemperatuer en beskerming fan ûntladingtemperatuer, ensfh.
• Balansearjende funksje: Foar notebook en oare batterijen mei meardere searjes is d'r inkonsistinsje tusken sellen fanwege de ferskillen yn it produksjeproses. Bygelyks, guon sellen ynterne wjerstân is grutter as oaren. Dizze ynkonsistinsje sil stadichoan minder wurde ûnder ynfloed fan eksterne omjouwing. Dêrom is it nedich om in lykwichtbehearfunksje te hawwen om it lykwicht fan 'e sel út te fieren. D'r binne oer it algemien twa soarten lykwicht:

1.Passive balânsjen: Brûk hardware, lykas spanningskomparator, en brûk dan ferset waarmte dissipaasje om de oerstallige krêft fan batterij mei hege kapasiteit frij te litten. Mar it enerzjyferbrûk is grut, de equalization snelheid is stadich, en de effisjinsje is leech.

2.Active balancing: brûke capacitors te bewarjen macht fan de sellen mei hegere spanning en releases it oan de sel mei in legere spanning. Wannear't it drukferskil tusken neistlizzende sellen lykwols lyts is, is de lykwichtstiid lang, en kin de drompel foar lykwichtspanning fleksibeler ynsteld wurde.

Standert falidaasje

As jo ​​​​op it lêst wolle dat jo batterijen de ynternasjonale as ynlânske merk mei súkses ynfiere, moatte se ek oan relatearre noarmen foldwaan om de feiligens fan lithium-ion-batterij te garandearjen. Fan sellen oant batterijen en hostprodukten moatte foldwaan oan oerienkommende testnoarmen. Dit artikel sil rjochtsje op 'e ynlânske batterijbeskermingseasken foar elektroanyske IT-produkten.

GB 31241-2022

Dizze standert is foar batterijen fan draachbere elektroanyske apparaten. It beskôget benammen term 5.2 feilige wurkparameters, 10.1 oant 10.5 feiligenseasken foar PCM, 11.1 oant 11.5 feiligenseasken op systeembeskermingscircuit (as de batterij sels sûnder beskerming is), 12.1 en 12.2 easken foar konsistinsje, en taheakke A (foar dokuminten) .

u Term 5.2 fereasket fan sel en batterij parameters moatte wurde matched, dat kin wurde begrepen as de wurkje parameters fan batterij moatte net boppe it berik fan sellen. Moatte batterijbeskermingsparameters lykwols wurde garandearre dat batterijwurkparameters it berik fan sellen net útkomme? D'r binne ferskate begripen, mar út it perspektyf fan feiligens fan batterijûntwerp is it antwurd ja. Bygelyks, de maksimale oplaadstroom fan in sel (as selblok) is 3000mA, de maksimale wurkstroom fan 'e batterij moat net mear wêze as 3000mA, en de beskermingsstroom fan' e batterij moat ek soargje dat de stroom yn it oplaadproses net mear wêze moat 3000mA. Allinnich op dizze manier kinne wy ​​gefaren effektyf beskermje en foarkomme. Foar it ûntwerp fan beskerming parameters, nim dan ferwize nei Appendix A. It beskôget de parameter design fan sel - batterij - host yn gebrûk, dat is relatyf wiidweidich.

u Foar batterijen mei in beskerming circuit, in 10.1 ~ 10.5 batterij beskerming circuit feiligens test is fereaske. Dit haadstik ûndersiket benammen opladen oer spanningsbeskerming, opladen oer stroombeskerming, ûntladen ûnder spanningsbeskerming, ûntlaad oer stroombeskerming en beskerming tsjin koartsluting. Dizze wurde neamd yn it boppesteandeFunksjonele Safety Designen de basis easken. GB 31241 fereasket kontrôle foar 500 kear.

u As de batterij sûnder beskerming circuit wurdt beskerme troch syn lader of ein apparaat, de feiligens test fan 11.1 ~ 11.5 systeem beskerming circuit sil wurde útfierd mei de eksterne beskerming apparaat. Spanning, stroom en temperatuerkontrôle fan lading en ûntlading wurde benammen ûndersocht. It is de muoite wurdich opskriuwen dat, yn ferliking mei batterijen mei beskerming circuits, batterijen sûnder beskerming circuits kinne allinnich fertrouwe op de beskerming fan apparatuer yn werklike gebrûk. It risiko is heger, sadat de normale operaasje en ienfâldige betingsten apart wurde hifke. Dit twingt de ein apparaat te hawwen dûbele beskerming; oars kin it de test yn haadstik 11 net trochjaan.

u As lêste, as der meardere rige sellen yn in batterij, Jo moatte beskôgje it fenomeen fan unbalanced opladen. In konformiteitstest fan haadstik 12 is ferplicht. De balâns- en differinsjaaldrukbeskermingsfunksjes fan PCB wurde hjir benammen ûndersocht. Dizze funksje is net nedich foar iensellige batterijen.

GB 4943.1-2022

Dizze standert is foar AV-produkten. Mei it tanimmend gebrûk fan batterij-oandreaune elektroanyske produkten, jout de nije ferzje fan GB 4943.1-2022 spesifike easken foar batterijen yn Appendix M, evaluearjen fan apparatuer mei batterijen en har beskermingssirkels. Op grûn fan 'e evaluaasje fan it batterijbeskermingscircuit binne ek ekstra feiligenseasken tafoege foar apparatuer dy't sekundêre lithiumbatterijen befetsje.

u De sekundêre lithium batterij beskerming circuit benammen ûndersiket over-charge, over-discharge, reverse opladen, opladen feilichheid beskerming (temperatuer), koartsluting beskerming, ensfh It moat opmurken wurde dat dizze tests allegearre fereaskje in inkele fout yn de beskerming circuit. Dizze eask wurdt net neamd yn 'e batterij standert GB 31241. Sa yn it ûntwerp fan batterij beskerming funksje, wy moatte kombinearje de standert easken fan batterij en host. As de batterij hat mar ien beskerming en gjin oerstallige komponinten, of de batterij hat gjin beskerming circuit en it beskerming circuit wurdt levere allinnich troch de host, de host moat wurde opnommen foar dit diel fan de test.

Konklúzje

Ta beslút, om in feilige batterij te ûntwerpen, neist de kar fan it materiaal sels, binne it folgjende strukturele ûntwerp en funksjoneel feiligensûntwerp like wichtich. Hoewol ferskate noarmen ferskillende easken hawwe foar produkten, as de feiligens fan batterijûntwerp folslein kin wurde beskôge om te foldwaan oan 'e easken fan ferskate merken, kin de leadtiid sterk wurde fermindere en it produkt kin wurde fersneld nei merk. Neist it kombinearjen fan de wetten, regeljouwing en noarmen fan ferskate lannen en regio's, is it ek nedich om produkten te ûntwerpen basearre op it eigentlike gebrûk fan batterijen yn terminalprodukten.