Introducción
Los vehículos eléctricos (VE) se han convertido progresivamente en la preferencia de la industria en el sector del transporte como consecuencia de la mayor atención prestada a las energías renovables y a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero a escala mundial. Para obtener el voltaje y la capacidad necesarios, la batería de alto voltaje de un vehículo eléctrico suele estar formada por numerosas baterías dispuestas en serie y en paralelo. El sitio sistema de baterías de alto voltajeque constituye la base de un vehículo eléctrico, influye directamente en la seguridad general del vehículo.
Aspectos constructivos y de seguridad de las baterías de alta tensión
Los componentes fundamentales de las baterías de alto voltaje
Las celdas (elementos) de la batería, el sistema de refrigeración, el armazón estructural, el sistema de gestión de la batería (BMS) y los componentes de conexión eléctrica suelen conformar un sistema de baterías de alto voltaje. El rendimiento de seguridad de cada componente es esencial para el sistema en su conjunto.
Características que hacen que las pilas sean seguras
Los componentes fundamentales del almacenamiento de energía son las celdas de las baterías. Para evitar reacciones desfavorables en circunstancias adversas, los materiales de las pilas deben tener una gran estabilidad química. Para evitar el desbordamiento térmico, los materiales de los electrodos positivo y negativo de alta estabilidad térmica y el uso de electrolitos son aspectos importantes del diseño de las pilas.
La función del sistema de gestión de baterías (BMS)
Un elemento crucial para garantizar el funcionamiento seguro de la batería es el BMS. Entre sus principales funciones están:
La monitorización del estado es el proceso de comprobación continua del voltaje, la corriente, la temperatura y otras condiciones de una batería.Protección contra sobrecarga y sobredescarga: protege la batería de los daños causados por estas situaciones.Gestión del equilibrio de la batería: prolonga la vida útil de la batería preservando la uniformidad entre las celdas de la batería.
Diagnóstico de fallos, identificar rápidamente y abordar circunstancias inusuales de la batería.
Seguridad de la batería de alto voltaje
El diseño de seguridad del sistema de refrigeración
Cuando las baterías se cargan o descargan, se produce calor, y la acumulación excesiva de calor puede ser peligrosa.Disipación eficaz del calor，El calor producido por la batería puede disiparse eficazmente utilizando refrigeración líquida, refrigeración por material de cambio de fase o refrigeración por aire.Uniformidad de la temperatura，Para evitar el sobrecalentamiento localizado, asegúrese de que la temperatura de la batería se dispersa por igual.
La seguridad del armazón estructural
Además de proteger la batería del impacto exterior, la estructura estructural de la batería debe Construir una estructura con resistencia al impacto para que la fuerza del impacto pueda ser absorbida y distribuida.Utilizar materiales ignífugos para un rendimiento ignífugo que reduzca el riesgo de incendio.
También es importante tener en cuenta la seguridad de los componentes de conexión eléctrica. Una disposición eléctrica razonable debe estar diseñada para evitar cortocircuitos provocados por un contacto defectuoso o el desgaste.
Resistencia a la corrosión: Para garantizar la estabilidad de la conexión a largo plazo, utiliza materiales resistentes a la corrosión.
Efectos del envejecimiento de las baterías sobre la seguridadCon el uso, las baterías acaban envejeciendo, lo que puede repercutir en su seguridad:
Disminución de la capacidad，A medida que un vehículo envejece, la capacidad de su batería puede disminuir, reduciendo su resistencia.Mayor resistencia interna，Durante la carga y la descarga, una batería que tiene una mayor resistencia interna puede producir más calor.Disminución de la estabilidad térmica，A medida que las baterías envejecen, sus materiales pueden volverse menos estables térmicamente y hay una mayor probabilidad de desbocamiento térmico.
Normas y pruebas de seguridad
Para garantizar la seguridad del sistema de baterías son necesarias una serie de pruebas de seguridad:Pruebas mecánicas，esta categoría incluye pruebas de vibración, impacto y otras.Pruebas eléctricas，este tipo de pruebas incluye pruebas de sobrecarga/sobredescarga y cortocircuito, entre otras.Pruebas térmicas，esta categoría incluye pruebas de embalamiento térmico y estabilidad, entre otras.
Acción de emergencia y alerta de seguridad，Los coches eléctricos deberían contar con sistemas de respuesta de emergencia y un sistema de alerta de seguridad que pueda notificar a los conductores posibles peligros antes de que sucedan.Mecanismo de alerta，Anticipar posibles problemas de seguridad basándose en el análisis de los datos del BMS.Protocolos de emergencia，Tales como liberación segura de presión, cortes rápidos de energía, etc.
Educación de los usuarios y seguridad de las operaciones
La forma en que los usuarios operan los vehículos eléctricos también tiene un impacto directo en el rendimiento de seguridad de la batería:Cargue correctamente，Siga las directrices de carga del fabricante y utilice un cargador adecuado.Evite el abuso，Evite utilizar el vehículo en condiciones extremas, como alta temperatura y alta humedad.Mantenimiento periódico，Revise el sistema de la batería regularmente para detectar y resolver problemas a tiempo.
Peligros potenciales de las baterías de alto voltaje
A pesar de las avanzadas características de seguridad de las baterías de alto voltaje de los vehículos eléctricos, sigue habiendo algunos peligros potenciales
Aumento rápido e incontrolado de la temperatura, que puede provocar un incendio o una explosión.Causa: Sobrecarga, daños físicos, defectos de fabricación o calentamiento externo.
Cortocircuito eléctrico
Descripción，Contacto directo entre los electrodos positivo y negativo, evitando la resistencia interna.Causa，Defectos de fabricación, daños físicos o contaminantes conductores.Mitigación，Procesos de fabricación de alta calidad y sistemas integrales de detección de fallos.
Fuga de electrolitos
Fuga de electrolito líquido, que puede ser inflamable y corrosivo.
Daños físicos o defectos de fabricación.Carcasa robusta y protección mecánica.
Choque eléctrico
Descripción，Exposición a electricidad de alta tensión, lo que supone un peligro para pasajeros y técnicos.
Causa，Fallo de aislamiento, manejo inadecuado o accidente.
Medidas de mitigación，Aislamiento adecuado, medidas de aislamiento y protocolos de seguridad para la manipulación de sistemas de alta tensión.
Conclusión
La seguridad de los vehículos eléctricos es un proyecto sistemático en el que intervienen múltiples aspectos, como el diseño de las baterías, el sistema de gestión y los hábitos de uso. Mediante la optimización continua tecnología de bateríasreforzando la gestión de la seguridad y concienciando a los usuarios, se puede mejorar notablemente la seguridad de los vehículos eléctricos y promover su aplicación más generalizada.
