Introduktion
Elbiler er gradvist blevet industriens foretrukne køretøj i transportsektoren som følge af det øgede fokus på vedvarende energi og reduktion af drivhusgasemissioner på verdensplan. For at opnå den nødvendige spænding og kapacitet består højspændingsbatteriet i en elbil typisk af adskillige batterier, der er anbragt i serie og parallel. De Højspændingsbatterisystemsom udgør grundlaget for et elektrisk køretøj, har en direkte indflydelse på, hvor sikkert køretøjet er generelt.
Bygnings- og sikkerhedsaspekter ved højspændingsbatterier
De grundlæggende komponenter i højspændingsbatterier
Battericellerne, kølesystemet, den strukturelle ramme, batteristyringssystemet (BMS) og de elektriske forbindelseskomponenter udgør ofte et højspændingsbatterisystem. Hver komponents sikkerhedspræstation er afgørende for systemet som helhed.
Funktioner, der gør battericeller sikre
De grundlæggende komponenter i energilagring er battericeller. Blandt sikkerhedsfunktionerne er:For at undgå ugunstige reaktioner under barske omstændigheder skal batterimaterialer have stærk kemisk stabilitet.Forebyggelse af termisk løbsk,Positive og negative elektrodematerialer med høj termisk stabilitet samt brug af elektrolytter er vigtige aspekter af batteridesign.Mekanisk styrke,En bestemt mængde mekaniske stød og vibrationer skal kunne modstås af battericeller.
Batteristyringssystemets (BMS) funktion
Et afgørende element i at garantere batteriets sikre drift er BMS'en. Blandt dens primære opgaver er:
Overvågning af tilstand er processen med løbende at kontrollere spænding, strøm, temperatur og andre forhold i et batteri.beskyttelse mod overopladning og overafladning: beskyt batteriet mod skader forårsaget af disse situationer.styring af batteribalance: forlæng batteriets levetid ved at bevare ensartetheden mellem battericellerne.
Fejldiagnose ， identificer og håndter hurtigt usædvanlige batteriforhold.
Sikkerhed for højspændingsbatterier
Kølesystemets sikkerhedsdesign
Når batterier oplades eller aflades, produceres der varme, og overdreven varmeopbygning kan være farlig.effektiv varmeafledning，Den varme, der produceres af batteriet, kan afledes effektivt ved hjælp af væskekøling, faseændringsmaterialekøling eller luftkøling.temperaturens ensartethed，For at forhindre lokal overophedning skal du sørge for, at batteriets temperatur spredes jævnt.
Den strukturelle rammes sikkerhed
Ud over at beskytte batteriet mod påvirkninger udefra skal batteriets strukturelle struktur bygge en struktur med slagfasthed, så slagkraften kan absorberes og fordeles. Brug flammehæmmende materialer til brandsikring for at mindske risikoen for brand.
Det er også vigtigt at overveje sikkerheden ved de elektriske forbindelseskomponenter: Et fornuftigt elektrisk arrangement bør være designet til at forhindre kortslutninger som følge af fejlkontakt eller slitage.
Modstandsdygtighed over for korrosion: Brug materialer, der er modstandsdygtige over for korrosion, for at sikre forbindelsens stabilitet på lang sigt.
Ældning af batterier påvirker sikkerhedenNår batterier bruges, vil de med tiden ældes, og det kan have indflydelse på, hvor sikre de er:
Kapacitetsfald，Når et køretøj ældes, kan batteriets kapacitet falde, hvilket reducerer dets udholdenhed.Højere indre modstand，Under opladning og afladning kan et batteri, der har en højere indre modstand, producere større varme.Nedsat termisk stabilitet，Når batterier ældes, kan deres materialer blive mindre termisk stabile, og der er større risiko for termisk løbskhed.
Standarder og sikkerhedstest
En række sikkerhedstests er nødvendige for at garantere batterisystemets sikkerhed:Mekanisk test,denne kategori omfatter vibrationer, stød og andre tests.Elektrisk test,denne type test omfatter blandt andet overopladning/overafladning og kortslutningstests.Termisk test,dette omfatter blandt andet tests for termisk løbskhed og stabilitet.
Nødhandling og sikkerhedsadvarsel，Elektriske biler bør have nødberedskabssystemer og et sikkerhedsadvarselssystem, der kan underrette førere om mulige farer, før de sker.advarselsmekanisme，Forudse mulige sikkerhedsproblemer baseret på analyse af BMS-data.nødprotokoller，såsom sikker trykudløsning, hurtige strømafbrydelser osv.
Uddannelse af brugere og driftssikkerhed
Den måde, brugerne betjener elbiler på, har også en direkte indvirkning på batteriets sikkerhedspræstation:Oplad korrekt，Følg producentens retningslinjer for opladning og brug en passende oplader.Undgå misbrug，Undgå at bruge køretøjet under ekstreme forhold, såsom høj temperatur og høj luftfugtighed.Periodisk vedligeholdelse，Tjek batterisystemet regelmæssigt for at opdage og løse problemer i tide.
Potentielle farer ved højspændingsbatterier
På trods af de avancerede sikkerhedsfunktioner i højspændingsbatterier i elektriske køretøjer er der stadig nogle potentielle farer
Termisk løbsk Beskrivelse: Hurtig, ukontrolleret temperaturstigning, som kan forårsage brand eller eksplosion Årsag: Overopladning, fysisk skade, produktionsfejl eller ekstern opvarmning Afhjælpning: Effektiv termisk styring og en kraftig BMS er afgørende for at forhindre termisk løbsk.
Elektrisk kortslutning
Beskrivelse，Direkte kontakt mellem de positive og negative elektroder, uden om den interne modstand.Årsag，Fremstillingsfejl, fysisk skade eller ledende forurening.Afhjælpning，Fremstillingsprocesser af høj kvalitet og omfattende fejldetekteringssystemer.
Lækage af elektrolyt
Lækage af flydende elektrolyt, som kan være brandfarlig og ætsende.
Fysisk skade eller produktionsfejl Robust hus og mekanisk beskyttelse.
Elektrisk stød
Beskrivelse ， Udsættelse for højspændingselektricitet, der udgør en fare for passagerer og teknikere.
Årsag ， Isolationssvigt, forkert håndtering eller ulykke.
Afhjælpende foranstaltninger ， Korrekt isolering, isolationsforanstaltninger og sikkerhedsprotokoller til håndtering af højspændingssystemer.
Konklusion
Sikkerheden i elektriske køretøjer er et systematisk projekt, der involverer flere aspekter som batteridesign, styringssystem og brugsvaner. Ved løbende at optimere BatteriteknologiVed at styrke sikkerhedsstyringen og øge brugernes bevidsthed kan sikkerheden i elektriske køretøjer forbedres betydeligt, og en bredere anvendelse af dem kan fremmes.
