การระบายความร้อนและการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ลิเธียม
เมื่อ 4 ปีที่แล้ว กระทรวงพลังงานสหรัฐและกระทรวงวิทยาศาสตร์และการศึกษาของเยอรมนี BMBF และนักวิชาการที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติที่เกี่ยวข้องได้ริเริ่มการประชุมเชิงปฏิบัติการเรื่องความปลอดภัยแบตเตอรี่ระหว่างประเทศ IBSW มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งมิวนิกในปี 2558 ห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดียในปี 2560 ปี 2562 เมื่อวันที่ 8 ตุลาคม , 2008, International Battery Safety Symposium IBSW จัดขึ้นสามครั้งติดต่อกัน ได้ดำเนินการอภิปรายเชิงวิชาการเชิงลึกและพิถีพิถันมากขึ้นเรื่อยๆ เกี่ยวกับแบตเตอรี่พลังงานในแง่ของประสิทธิภาพ ทิศทางทางเทคนิค การระบายความร้อน และการจัดการระบายความร้อน แอปพลิเคชันการสื่อสาร
รันอะเวย์ความร้อนของแบตเตอรี่พลังงาน
การระบายความร้อนและการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่พลังงาน——เสียงจากการประชุมความปลอดภัยแบตเตอรี่ระหว่างประเทศ IBWS
เพื่อตอบสนองต่อการหลบหนีจากความร้อน นักวิชาการ Ouyang Minggao และทีม Tsinghua ของเขาได้คิดค้นกลไกสามประการและสี่วิธีแก้ไขผ่านการวิจัย
กลไกทั้งสามคือ:
1. การเจาะไดอะแฟรมทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายในทำให้เกิดการระบายความร้อน
2. แบตเตอรี่พลังงานจำเพาะสูงจะปล่อยออกซิเจนที่ใช้งานออกมาในเชิงบวก และความหนาแน่นของวิวัฒนาการของออกซิเจนยังคงลดลงเมื่อพลังงานจำเพาะเพิ่มขึ้น
3. ลิเธียมที่ใช้งานในขั้วลบที่เกิดจากการชาร์จอย่างรวดเร็วหรือการชาร์จไฟเกิน
วิธีการป้องกันและควบคุมเฉพาะที่กำหนดโดยทีมของ Ouyang Minggao คือ:
ขั้นแรกให้ลัดวงจรภายในและวิธีการควบคุมไฟฟ้าลัดวงจรภายในคือ BMS;
ประการที่สอง ความร้อนที่เกิดจากวิวัฒนาการของออกซิเจนในขั้วบวกและการออกแบบความร้อนของแบตเตอรี่
ประการที่สาม การควบคุมความร้อนและการควบคุมประจุที่เกิดจากปฏิกิริยารุนแรงระหว่างการตกตะกอนของลิเธียมในขั้วลบและอิเล็กโทรไลต์
ประการที่สี่ ถ้าไม่มีกลไกสามประการและเทคโนโลยีสามประการใดที่สามารถแก้ปัญหาการหนีจากความร้อนได้ การใช้การยับยั้งการแพร่กระจายความร้อน โดยการทำความเข้าใจกฎของการแพร่กระจายความร้อน การยับยั้งการแพร่กระจายของความร้อน สามารถป้องกันการเกิดอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยได้ในที่สุด
ศาสตราจารย์ Ai Xinping จากมหาวิทยาลัยหวู่ฮั่นมีความคิดเห็นแบบเดียวกัน ในวันเดียวกันนั้น เขาได้ระบุไว้อย่างชัดเจนในสุนทรพจน์เรื่อง"เทคโนโลยีการเพิ่มความปลอดภัยสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน":
การระบายความร้อนและการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่พลังงาน——เสียงจากการประชุมความปลอดภัยแบตเตอรี่ระหว่างประเทศ IBWS
พฤติกรรมที่ไม่ปลอดภัยของแบตเตอรี่มีสาเหตุหลักมาจากการระบายความร้อน
เมื่อแบตเตอรี่ลัดวงจร ชาร์จเกิน หรือถูกกระทบกับอุณหภูมิสูง อุณหภูมิของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น หลังจากที่อุณหภูมิสูงขึ้น ปฏิกิริยาข้างเคียงแบบคายความร้อนจะถูกกระตุ้นทีละชุด ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาข้างเคียงเหล่านี้ไม่สามารถระบายออกได้ทันเวลา ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของแบตเตอรี่สูงขึ้น ด้วยกลไกการป้อนกลับเชิงบวก ปฏิกิริยาคายความร้อนขั้นสุดท้ายจะรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ , เกิดการหนีจากความร้อน
สำหรับวิธีแก้ปัญหาหนีความร้อน ศาสตราจารย์ Ai Xinping มีสามวิธี:
ในระดับแรก พยายามหลีกเลี่ยงการลัดวงจรและหลีกเลี่ยงการชาร์จไฟเกิน
ในระดับที่สอง หากมีไฟฟ้าลัดวงจรหรือไฟเกิน ควรดำเนินการป้องกันความร้อนเพื่อหลีกเลี่ยงการระบายความร้อนให้มากที่สุด
ในระดับที่สาม ถ้าความร้อนอยู่นอกเหนือการควบคุมและไม่สามารถหลีกเลี่ยงการทดสอบได้ พยายามหลีกเลี่ยงโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรง และอย่า' ไม่ติดไฟ
การจัดการความร้อนของแบตเตอรี่พลังงาน
ผู้เชี่ยวชาญและนักวิชาการกำลังศึกษาวิธีการแก้ปัญหาทางหนีจากความร้อนโดยอาศัยกลไกของแบตเตอรี่ แต่อย่างที่นักวิชาการ Ouyang Minggao กล่าวว่า หากเทคโนโลยีไม่สามารถแก้ไขทางหนีจากความร้อนได้ จะต้องใช้วิธีต่างๆ เพื่อยับยั้งการแพร่กระจายของความร้อน
ในเรื่องนี้ Wang Deping ผู้อำนวยการ FAW New Energy Research Institute ได้ให้คำตอบกับ FAW's solution
การระบายความร้อนและการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่พลังงาน——เสียงจากการประชุมความปลอดภัยแบตเตอรี่ระหว่างประเทศ IBWS
ในฐานะบริษัทรถยนต์ FAW ดำเนินการจัดการความปลอดภัยทั่วทั้งระบบตั้งแต่การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ไปจนถึงการบริการหลังการขาย:
ขั้นแรก ชี้แจงความปลอดภัยก่อนจากทิศทางของเส้นทางเทคนิค
ประการที่สอง สร้างแนวคิดด้านความปลอดภัยทั้งระบบ
ประการที่สาม รวมการรักษาความปลอดภัยไว้ในกรอบการจัดการและกรอบงานของธุรกิจทั้งหมด
ประการที่สี่ เทคโนโลยีการรักษาความปลอดภัยบางอย่าง
ประการที่ห้า ปรับปรุงการตรวจสอบการทดลอง
ประการที่หก ให้บริการ front-end และ full-process
ประการที่เจ็ด ระบบตรวจสอบ
ในแง่ของเทคโนโลยีความปลอดภัยเฉพาะ FAW ได้สร้างระบบป้องกันความปลอดภัยสี่เท่าจากการออกแบบในเชิงบวก ซึ่งรวมถึงความปลอดภัยของแบตเตอรี่ ความปลอดภัยของยานพาหนะ ความปลอดภัยในการชาร์จ และความปลอดภัยในการใช้งาน ภายในสี่ด้านนี้ประกอบด้วย 16 ด้านที่เฉพาะเจาะจงและ 54 มาตรการป้องกันความปลอดภัยเฉพาะเพื่อความปลอดภัยของระบบแบตเตอรี่พลังงานทั้งหมดตลอดวงจรชีวิตทั้งหมด
สำหรับการเตือนล่วงหน้าของการระบายความร้อนของแบตเตอรี่ FAW ได้จัดทำการวินิจฉัยระบบการเตือนล่วงหน้าของแบบจำลองทางหนีด้วยความร้อน โดยให้บริการข้อมูลการเตือนล่วงหน้าก่อนเวลาหนีจากความร้อนที่สอดคล้องกันแก่ผู้ขับขี่และพื้นหลัง และยังติดตั้งระบบดับเพลิงแบตเตอรี่ที่ทำงานอยู่และปลอดภัยด้วย .
จากข้อมูลของ Wang Deping ระบบดับเพลิงเพื่อความปลอดภัยเชิงรุกซึ่งได้รับความร่วมมือจาก FAW และ Zephyr Intelligent System Shanghai Co., Ltd. จากสถานการณ์การทดลองครั้งก่อน เห็นผลชัดเจน:
ในอีกด้านหนึ่ง ระบบสามารถทำการทดลองดับไฟบนโมดูลและโมโนเมอร์ที่ไม่สามารถควบคุมความร้อนได้
ในทางกลับกัน เนื่องจากสารดับเพลิงที่ใช้เป็นสื่อที่มีอัตราส่วนความร้อนต่อการหลอมละลายสูง อุณหภูมิในก้อนแบตเตอรี่จะลดลงได้โดยใช้ฟังก์ชันดูดซับความร้อนนี้ จึงสามารถป้องกันความร้อนในก้อนแบตเตอรี่ได้ จากการทำให้เกิดไฟไหม้ภายในตัวรถ
Li Fei ประธาน Shanghai Zhefu ซึ่งได้รับการยกย่องจาก FAW ได้กล่าวสุนทรพจน์ในวัน"แผนการป้องกันและควบคุมสำหรับ Thermal Runaway of Power Lithium Battery" , วิธีการปราบปราม
การระบายความร้อนและการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่พลังงาน——เสียงจากการประชุมความปลอดภัยแบตเตอรี่ระหว่างประเทศ IBWS
ในทัศนะของ Zephyr' ไม่ว่าจะเป็นการปราบปรามการหนีจากความร้อนหรือการปราบปรามของการกระจายความร้อน การระบายความร้อนเป็นสิ่งสำคัญที่สุด ดังนั้น Li Fei จึงกล่าวซ้ำ ๆ ว่า"การทำให้เย็นลงเป็นวิธีของกษัตริย์"
จากข้อได้เปรียบทางเทคนิคชั้นนำของตนเอง Zephyr ได้จัดทำโปรแกรมการจัดการระบายความร้อนที่สมบูรณ์แบบแบบสามในหนึ่งเดียว:
1. สำหรับการใช้ของเหลวระบายความร้อนสำหรับช่องใส่แบตเตอรี่ บังคับระบายความร้อน;
2. เล็งไปที่ปัญหาการระบายความร้อน ระบบจะใช้ระบบตรวจจับคอมโพสิตเพื่อเตือนการระบายความร้อนของแบตเตอรี่ล่วงหน้า และสามารถรายงานได้ทันเวลาเมื่อแบตเตอรี่ขัดข้อง
3. ระบบตรวจจับด้านบนนี้ใช้เป็นกลไกในการกระตุ้นการปราบปรามการระบายความร้อนของแบตเตอรี่ เมื่อการระบายความร้อนของแบตเตอรี่กระจายออกไป อุปกรณ์ป้องกันอัคคีภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมเหลวจะเปิดใช้งาน
เทคโนโลยีชุดนี้ถูกใช้ในบริษัทและผู้ใช้รถยนต์เพื่อการพาณิชย์ในประเทศหลายแห่ง ในอนาคตจะเข้าสู่สนามรถยนต์นั่งและกลายเป็น"ถุงลมนิรภัย" ของแบตเตอรี่
Li Fei กล่าวว่าจากมุมมองของการพัฒนาด้านสุขภาพและความปลอดภัยของรถยนต์พลังงานใหม่ ขอแนะนำให้บริษัทรถยนต์ประกอบ"แบตเตอรี่ถุงลมนิรภัย" สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมของรถยนต์พลังงานใหม่เพื่อให้ผู้ใช้สามารถเลือกและลงคะแนนเสียงในตลาดได้ เมื่อเกิดอุบัติเหตุ สามารถลดจำนวนผู้เสียชีวิตและการสูญเสียทรัพย์สินได้ คุ้มกันอย่างแท้จริงของยานพาหนะพลังงานใหม่
