Úvod
Elektromobily (EV) se postupně staly preferovaným odvětvím v dopravě v důsledku zvýšeného důrazu na obnovitelné zdroje energie a snižování emisí skleníkových plynů v celosvětovém měřítku. Pro dosažení potřebného napětí a kapacity se vysokonapěťová baterie v elektromobilu obvykle skládá z mnoha baterií uspořádaných sériově a paralelně. Na adrese vysokonapěťový bateriový systém, který tvoří základ elektrického vozidla, má přímý vliv na celkovou bezpečnost vozidla.
Stavební a bezpečnostní aspekty vysokonapěťových baterií
Základní součásti vysokonapěťových baterií
Vysokonapěťový bateriový systém často tvoří bateriové články (články), chladicí systém, konstrukční rám, systém řízení baterií (BMS) a elektrické propojovací komponenty. Bezpečnostní vlastnosti každé součásti jsou pro systém jako celek zásadní.
Vlastnosti, které zajišťují bezpečnost bateriových článků
Základními součástmi skladování energie jsou bateriové články. Mezi jejich bezpečnostní vlastnosti patří:Aby se zabránilo nepříznivým reakcím za nepříznivých podmínek, měly by mít materiály baterií silnou chemickou stabilitu.Zabránění tepelnému vyčerpání;Důležitým aspektem konstrukce baterií je vysoká tepelná stabilita materiálů kladných a záporných elektrod a také použití elektrolytů.Mechanická pevnost;Bateriové články by měly vydržet určité množství mechanických nárazů a vibrací.
Funkce systému správy baterií (BMS)
Klíčovým prvkem pro zajištění bezpečného provozu baterie je systém BMS. Mezi jeho hlavní úkoly patří:
Monitorování stavu je proces průběžné kontroly napětí, proudu, teploty a dalších podmínek baterie.Ochrana proti přebíjení a nadměrnému vybíjení: chrání baterii před poškozením způsobeným těmito situacemi.Řízení vyvážení baterie: prodlužuje životnost baterie zachováním rovnoměrnosti mezi články baterie.
Diagnostika závad - rychlá identifikace a řešení neobvyklých okolností baterie.
Bezpečnost vysokonapěťových baterií
Bezpečnostní konstrukce chladicího systému
Při nabíjení nebo vybíjení baterií vzniká teplo a jeho nadměrné nahromadění může být nebezpečné.Účinný odvod tepla，Teplo produkované baterií lze účinně odvádět pomocí kapalinového chlazení, chlazení materiálem s fázovou změnou nebo chlazením vzduchem.Rovnoměrnost teploty，Abyste zabránili lokálnímu přehřátí, zajistěte, aby byla teplota baterie rovnoměrně rozptýlena.
Bezpečnost konstrukčního rámu
Kromě ochrany baterie před vnějšími nárazy by měla být konstrukce baterie odolná proti nárazu, aby se síla nárazu mohla absorbovat a rozložit.Využijte nehořlavé materiály pro snížení rizika požáru.
Důležité je také zvážit bezpečnost elektrických spojovacích prvků.Rozumné elektrické uspořádání by mělo být navrženo tak, aby se zabránilo zkratům způsobeným chybným kontaktem nebo opotřebením.
Odolnost proti korozi: Pro zajištění dlouhodobé stability spoje používejte materiály odolné proti korozi.
Vliv stárnutí baterií na bezpečnostPři používání baterií dochází k jejich stárnutí, což může mít vliv na jejich bezpečnost:
Pokles kapacity，S postupným stárnutím vozidla může kapacita baterie klesat, čímž se snižuje její výdrž.Vyšší vnitřní odpor，Baterie s vyšším vnitřním odporem může během nabíjení a vybíjení produkovat více tepla.Snížená tepelná stabilita，S postupným stárnutím baterií se může snižovat jejich tepelná stabilita a zvyšuje se pravděpodobnost tepelného úniku.
Normy a bezpečnostní zkoušky
Pro zajištění bezpečnosti bateriového systému je nutné provést řadu bezpečnostních testů:mechanické testování - tato kategorie zahrnuje vibrační, nárazové a další testy.elektrické testování - tento typ testování zahrnuje mimo jiné testy přebíjení a vybíjení a zkratové testy.tepelné testování - zahrnuje mimo jiné testy tepelného vybíjení a stability.
Nouzová opatření a bezpečnostní výstraha，Elektromobily by měly mít systémy nouzové reakce a bezpečnostní výstražný systém, který dokáže řidiče upozornit na možná nebezpečí dříve, než k nim dojde.Výstražný mechanismus，Předvídat možné bezpečnostní problémy na základě analýzy dat BMS.Nouzové protokoly，například bezpečné uvolnění tlaku, rychlé výpadky napájení atd.
Vzdělávání uživatelů a bezpečnost provozu
Způsob, jakým uživatelé elektromobily provozují, má přímý vliv i na bezpečnost baterie:Správné nabíjení，Dodržujte pokyny výrobce pro nabíjení a používejte vhodnou nabíječku.Vyvarujte se zneužívání，Vyvarujte se používání vozidla v extrémních podmínkách, jako je vysoká teplota a vysoká vlhkost.Pravidelná údržba，Pravidelně kontrolujte systém baterie, abyste včas zjistili a vyřešili problémy.
Potenciální nebezpečí vysokonapěťových baterií
Navzdory pokročilým bezpečnostním prvkům vysokonapěťových baterií v elektromobilech stále existují některá potenciální nebezpečí.
Tepelný únik.Popis，Rychlý, nekontrolovaný nárůst teploty, který může způsobit požár nebo výbuch.Příčina，Přebití, fyzické poškození, výrobní vady nebo vnější ohřev.Zmírnění，Efektivní tepelná správa a výkonná BMS jsou nezbytné pro zabránění tepelnému úniku.
Elektrický zkrat
Popis，Přímý kontakt mezi kladnou a zápornou elektrodou, obcházející vnitřní odpor.Příčina，Výrobní vady, fyzické poškození nebo vodivé nečistoty.Zmírnění，Vysoce kvalitní výrobní procesy a komplexní systémy detekce závad.
Únik elektrolytů
Únik kapalného elektrolytu, který může být hořlavý a žíravý.
Fyzické poškození nebo výrobní vady.Robustní kryt a mechanická ochrana.
Zásah elektrickým proudem
Popis，Vystavení vysokému napětí, které představuje nebezpečí pro cestující a techniky.
Příčina: Porucha izolace, nesprávná manipulace nebo nehoda.
Opatření ke zmírnění dopadů，vhodná izolace, izolační opatření a bezpečnostní protokoly pro manipulaci s vysokonapěťovými systémy.
Závěr
Bezpečnost elektrických vozidel je systematický projekt zahrnující více aspektů, jako je konstrukce baterie, systém řízení a návyky při používání. Průběžnou optimalizací technologie baterií, posílením řízení bezpečnosti a zvýšením povědomí uživatelů lze výrazně zvýšit bezpečnost elektrických vozidel a podpořit jejich širší využití.
