Ayeuna, kalolobaan kacilakaan kaamanan batré litium-ion lumangsung kusabab gagalna sirkuit panyalindungan, anu nyababkeun kabur termal batré sareng nyababkeun seuneu sareng ledakan. Ku alatan éta, dina raraga ngawujudkeun pamakéan aman tina batré litium, desain circuit panyalindungan hususna penting, sarta sagala jinis faktor ngabalukarkeun gagalna batré litium kudu dibawa kana rekening. Salian prosés produksi, gagalna dasarna disababkeun ku parobahan dina kaayaan ekstrim éksternal, sapertos over-charge, over-discharge sareng suhu anu luhur. Upami parameter ieu diawaskeun sacara real waktos sareng ukuran pelindung anu saluyu bakal dilaksanakeun nalika aranjeunna robih, kajadian runaway termal tiasa dihindari. Desain kaamanan batré litium ngawengku sababaraha aspék: Pilihan sél, desain struktural jeung desain kaamanan fungsional BMS.

Pilihan sél

Aya seueur faktor anu mangaruhan kasalametan sél dimana pilihan bahan sél mangrupikeun pondasi. Kusabab sipat kimia anu béda, kaamanan béda-béda dina bahan katoda anu béda tina batré litium. Contona, litium beusi fosfat bentukna olivin, nu kawilang stabil sarta teu gampang ambruk. Litium kobaltat jeung litium ternary, kumaha oge, mangrupakeun struktur layered nu gampang ambruk. Pilihan Separator ogé penting pisan, sabab kinerja na langsung patali jeung kaamanan sél. Ku alatan éta, dina pamilihan sél, henteu ngan ukur laporan deteksi tapi ogé prosés produksi produsén, bahan sareng parameterna kedah dipertimbangkeun.

Desain struktur

Desain struktur batré utamana nganggap sarat insulasi sarta dissipation panas.

• Syarat insulasi umumna ngalibetkeun aspék-aspék ieu: Insulasi antara éléktroda positip sareng négatip; Insulasi antara sél sareng kandang; Insulasi antara tab kutub sareng kandang; Jarak listrik PCB sareng jarak creepage, desain kabel internal, desain grounding, jsb.
• Dissipation panas utamana pikeun sababaraha neundeun énergi badag atawa accu traction. Kusabab énergi anu luhur tina batré ieu, panas anu dibangkitkeun nalika ngecas sareng ngeusi batre ageung. Lamun panas teu bisa dissipated dina waktu, panas bakal ngumpulkeun jeung ngakibatkeun kacilakaan. Ku alatan éta, seleksi jeung desain bahan dipager (Sakuduna boga kakuatan mékanis tangtu jeung sarat dustproof na waterproof), seleksi sistem cooling sarta insulasi termal internal sejen, dissipation panas sarta sistem extinguishing seuneu kedah sadayana dibawa kana rekening.

Pikeun pilihan sareng aplikasi sistem cooling batré, mangga tingal kaluaran saméméhna.

Desain kaamanan fungsional

Sipat fisik jeung kimia nangtukeun yén bahan teu bisa ngawatesan tegangan ngecas na discharging. Sakali tegangan ngecas na discharging ngaleuwihan rentang dipeunteun, éta bakal ngabalukarkeun karuksakan teu bisa balik kana batré litium. Ku alatan éta, perlu pikeun nambahkeun sirkuit panyalindungan pikeun ngajaga tegangan jeung arus sél internal dina kaayaan normal nalika batré litium berpungsi. Pikeun BMS batré, pungsi di handap ieu diperlukeun:

• Ngeusi batre panyalindungan tegangan: overcharge mangrupakeun salah sahiji alesan utama pikeun runaway termal. Saatos overcharge, bahan katoda bakal ambruk kusabab pelepasan ion litium kaleuleuwihan, sareng éléktroda négatip ogé bakal aya présipitasi litium, anu nyababkeun panurunan stabilitas termal sareng paningkatan réaksi samping, anu ngagaduhan résiko poténsial termal. Ku alatan éta, hal anu penting pikeun motong kaluar arus dina waktu sanggeus ngecas ngahontal tegangan wates luhur sél. Ieu merlukeun BMS boga fungsi ngecas leuwih panyalindungan tegangan, ku kituna tegangan sél salawasna diteundeun dina wates gawé. Eta bakal leuwih hadé yén tegangan panyalindungan teu nilai rentang sarta rupa-rupa lega, sabab bisa ngabalukarkeun batré gagal pikeun neukteuk off ayeuna dina waktu nalika eta dicas pinuh, hasilna overcharge. Tegangan panyalindungan BMS biasana dirancang pikeun sarua atawa rada handap ti tegangan luhur sél.
• Ngeusi batre leuwih panyalindungan ayeuna: Ngecas batré jeung arus leuwih ti wates muatan atawa ngurangan bisa ngabalukarkeun akumulasi panas. Lamun panas accumulates cukup pikeun ngalembereh diafragma, éta bisa ngabalukarkeun hiji sirkuit pondok internal. Kituna ngecas timely leuwih panyalindungan ayeuna ogé penting. Urang kedah nengetan yén panyalindungan ayeuna henteu tiasa langkung luhur tibatan kasabaran sél ayeuna dina desain.
• Discharge dina panyalindungan tegangan: Tegangan badag teuing atawa leutik teuing bakal ngaruksak kinerja batré. Ngurangan kontinyu dina tegangan bakal ngabalukarkeun tambaga ka endapanana jeung éléktroda négatip ambruk, jadi umumna batréna bakal boga ngurangan dina fungsi panyalindungan tegangan.
• Discharge leuwih panyalindungan ayeuna: Kalolobaan muatan PCB sarta ngurangan ngaliwatan interface sarua, dina hal ieu muatan jeung ngurangan panyalindungan ayeuna konsisten. Tapi sababaraha accu, utamana accu pikeun parabot listrik, ngecas gancang sarta tipe séjén accu kudu ngagunakeun ngurangan arus badag atawa ngecas, ayeuna téh inconsistent dina waktu ieu, jadi éta pangalusna pikeun ngeusi batre tur ngurangan di kontrol dua loop.
• Perlindungan sirkuit pondok: Batré sirkuit pondok ogé salah sahiji kasalahan anu paling umum. Sababaraha tabrakan, nyalahgunakeun, squeeze, needling, ingress cai, jsb, gampang pikeun ngainduksi sirkuit pondok. Hiji sirkuit pondok bakal langsung ngahasilkeun arus ngurangan badag, hasilna naékna seukeut dina suhu batré. Dina waktu nu sarua, runtuyan réaksi éléktrokimia biasana lumangsung dina sél sanggeus sirkuit pondok éksternal, nu ngabalukarkeun runtuyan réaksi exothermic. Perlindungan sirkuit pondok ogé mangrupikeun panyalindungan langkung ayeuna. Tapi arus sirkuit pondok bakal aya watesna, sareng panas sareng cilaka ogé teu aya watesna, janten panyalindunganna kedah sénsitip pisan sareng tiasa otomatis dipicu. Ukuran panyalindungan sirkuit pondok anu umum kalebet kontaktor, sekering, mos, jsb.
• Perlindungan suhu langkung: Batré sénsitip kana suhu lingkungan. Suhu anu luhur teuing atanapi handap teuing bakal mangaruhan kinerjana. Kituna, hal anu penting pikeun ngajaga batré beroperasi dina suhu wates. BMS kudu boga pungsi panyalindungan suhu pikeun ngeureunkeun batré lamun hawa teuing tinggi atawa low teuing. Ieu malah bisa dibagi kana panyalindungan suhu muatan jeung panyalindungan suhu ngurangan, jsb.
• Fungsi balancing: Pikeun notebook sareng batré multi-seri anu sanés, aya inconsistency diantara sél kusabab bédana dina prosés produksi. Contona, sababaraha sél résistansi internal leuwih badag batan batur. Inconsistency ieu laun-laun bakal parah dina pangaruh lingkungan luar. Ku alatan éta, perlu boga fungsi manajemén kasaimbangan pikeun nerapkeun kasaimbangan sél. Umumna aya dua rupa kasaimbangan:

1.Passive balancing: Paké hardware, kayaning tegangan comparator, lajeng nganggo dissipation panas lalawanan ngaleupaskeun kaleuwihan kakuatan batré-kapasitas tinggi. Tapi konsumsi énérgi ageung, laju ékualisasi lambat, sareng efisiensina rendah.

2.Active balancing: make kapasitor pikeun nyimpen kakuatan sél kalawan tegangan luhur sarta ngaleupaskeun ka sél kalawan tegangan handap. Nanging, nalika bédana tekanan antara sél anu padeukeut leutik, waktos ékualisasi panjang, sareng ambang tegangan ékualisasi tiasa diatur langkung fleksibel.

Validasi baku

Tungtungna, upami anjeun hoyong batré anjeun suksés asup ka pasar internasional atanapi domestik, aranjeunna ogé kedah nyumponan standar anu aya hubunganana pikeun mastikeun kasalametan batré litium-ion. Tina sél ka batré sareng produk host kedah nyumponan standar tés anu saluyu. Tulisan ieu bakal difokuskeun syarat panyalindungan batré domestik pikeun produk IT éléktronik.

GB 31241-2022

Standar ieu kanggo batré alat éléktronik portabel. Utamana mertimbangkeun istilah 5.2 parameter kerja aman, 10.1 ka 10.5 syarat kaamanan pikeun PCM, 11.1 ka 11.5 syarat kaamanan dina sirkuit panyalindungan sistem (lamun batréna sorangan tanpa panyalindungan), 12.1 jeung 12.2 syarat pikeun konsistensi, jeung Appendix A (pikeun dokumén). .

u Istilah 5.2 merlukeun parameter sél jeung batré kudu cocog, nu bisa dipikaharti salaku parameter gawé batré teu kudu ngaleuwihan rentang sél. Nanging, naha parameter panyalindungan batré kedah dipastikeun yén parameter kerja batré henteu ngaleuwihan rentang sél? Aya pamahaman anu béda, tapi tina sudut pandang kaamanan desain batré, jawabanna nyaéta enya. Salaku conto, arus ngecas maksimum sél (atanapi blok sél) nyaéta 3000mA, arus kerja maksimum batré henteu kedah langkung ti 3000mA, sareng arus panyalindungan batré ogé kedah mastikeun yén arus dina prosés ngecas henteu kedah ngaleuwihan. 3000mA. Ngan ku cara ieu urang tiasa sacara efektif ngajaga sareng ngahindarkeun bahaya. Pikeun desain parameter panyalindungan, mangga tingal Appendix A. Ieu tempo rarancang parameter sél - batré - host dipaké, nu kawilang komprehensif.

u Pikeun accu kalawan sirkuit panyalindungan, 10.1~10.5 batré panyalindungan circuit test kaamanan diperlukeun. Bab ieu utamana nalungtik ngecas leuwih panyalindungan tegangan, ngecas leuwih panyalindungan ayeuna, discharging handapeun panyalindungan tegangan, discharging leuwih panyalindungan arus jeung panyalindungan sirkuit pondok. Ieu disebutkeun di luhurDesain Kasalametan Fungsionaljeung sarat dasar. GB 31241 merlukeun mariksa pikeun 500 kali.

u Lamun batré tanpa sirkuit panyalindungan ditangtayungan ku carjer atawa alat tungtung na, test kasalametan 11.1 ~ 11.5 circuit panyalindungan sistem bakal dilakukeun ku alat panyalindungan éksternal. Tegangan, arus jeung kontrol suhu muatan jeung ngurangan utamana ditalungtik. Eta sia noting yén, dibandingkeun jeung accu kalawan sirkuit panyalindungan, accu tanpa sirkuit panyalindungan ngan bisa ngandelkeun panyalindungan alat dina pamakéan sabenerna. Résiko langkung luhur, janten operasi normal sareng kaayaan sesar tunggal bakal diuji nyalira. Ieu maksakeun alat tungtung gaduh panyalindungan ganda; Upami teu kitu, éta moal tiasa lulus ujian dina Bab 11.

u Tungtungna, lamun aya sababaraha sél runtuyan dina batré a, Anjeun kudu mertimbangkeun fenomena ngecas teu saimbang. Hiji tés conformance tina bab 12 diperlukeun. Kasaimbangan sareng fungsi panyalindungan tekanan diferensial PCB utamina ditalungtik di dieu. Pungsi ieu henteu diperlukeun pikeun batré sél tunggal.

GB 4943.1-2022

Standar ieu kanggo produk AV. Kalayan ngaronjatna pamakéan produk éléktronik batré-Powered, versi anyar GB 4943.1-2022 méré sarat husus pikeun accu dina Appendix M, evaluating parabot jeung accu sarta sirkuit panyalindungan maranéhanana. Dumasar kana évaluasi sirkuit panyalindungan batré, syarat kaamanan tambahan pikeun alat anu ngandung batré litium sekundér ogé parantos ditambah.

u Sirkuit panyalindungan batré litium sekundér utamana investigates over-charge, over-discharge, ngabalikeun ngecas, ngecas panyalindungan kaamanan (suhu), panyalindungan circuit pondok, jsb Ieu kudu dicatet yén tés ieu sadayana merlukeun sesar tunggal dina sirkuit panyalindungan. sarat ieu teu disebutkeun dina standar batré GB 31241. Ku kituna dina desain fungsi panyalindungan batré, urang kudu ngagabungkeun sarat baku batré jeung host. Lamun batréna boga ngan hiji panyalindungan jeung euweuh komponén kaleuleuwihan, atawa batréna teu boga sirkuit panyalindungan jeung sirkuit panyalindungan disadiakeun ngan ku host, host kudu kaasup kana bagian tina tés ieu.

kacindekan

Dina kacindekan, mendesain batré anu aman, sajaba ti pilihan bahan sorangan, desain struktural saterusna jeung desain kaamanan fungsional anu sarua penting. Sanaos standar anu béda-béda gaduh syarat anu béda pikeun produk, upami kasalametan desain batré tiasa dianggap sapinuhna pikeun nyumponan sarat pasar anu béda, waktos kalungguhan tiasa dikirangan pisan sareng produkna tiasa gancangan ka pasar. Salian ngagabungkeun undang-undang, peraturan sareng standar nagara sareng daérah anu béda-béda, ogé kedah ngarancang produk dumasar kana pamakean batré anu sabenerna dina produk terminal.