Inleiding
Elektrische voertuigen (EV's) zijn geleidelijk de voorkeur geworden van de industrie in de transportsector als gevolg van de toegenomen focus op hernieuwbare energie en het verlagen van de uitstoot van broeikasgassen op wereldwijde schaal. Om de nodige spanning en capaciteit te verkrijgen, bestaat de hoogspanningsbatterij in een elektrisch voertuig meestal uit verschillende batterijen die in serie en parallel zijn geplaatst. De hoogspanningsbatterijsysteemdie de basis vormt van een elektrisch voertuig, heeft een directe invloed op hoe veilig het voertuig in zijn geheel is.
Bouw- en veiligheidsaspecten van hoogspanningsbatterijen
De fundamentele componenten van hoogspanningsbatterijen
De accucellen (cellen), het koelsysteem, het structurele frame, het accumanagementsysteem (BMS) en de elektrische verbindingscomponenten vormen vaak samen een hoogspanningsaccusysteem. De veiligheidsprestaties van elk onderdeel zijn essentieel voor het systeem als geheel.
Eigenschappen die batterijcellen veilig maken
De fundamentele componenten van energieopslag zijn batterijcellen. Tot de veiligheidskenmerken behoren:Om ongunstige reacties onder zware omstandigheden te voorkomen, moeten batterijmaterialen een sterke chemische stabiliteit hebben.Thermische runaway voorkomen;Positieve en negatieve elektrodematerialen met een hoge thermische stabiliteit en het gebruik van elektrolyten zijn belangrijke aspecten van het batterijontwerp.Mechanische sterkte;Een specifieke hoeveelheid mechanische schokken en trillingen moet door batterijcellen kunnen worden weerstaan.
De functie van het batterijbeheersysteem (BMS)
Een cruciaal element in het garanderen van een veilige werking van de batterij is het BMS. De belangrijkste taken hiervan zijn:
Statusbewaking is het proces van het continu controleren van de spanning, stroom, temperatuur en andere condities van een batterij.Bescherming tegen overladen en overmatig ontladen: bescherm de batterij tegen schade veroorzaakt door deze situaties.Beheer van de batterijbalans: verleng de levensduur van de batterij door de uniformiteit tussen de batterijcellen te behouden.
Storingsdiagnose, snel identificeren en aanpakken van ongebruikelijke batterijomstandigheden.
Veiligheid van hoogspanningsbatterijen
Het veiligheidsontwerp van het koelsysteem
Wanneer batterijen worden opgeladen of ontladen, wordt er warmte geproduceerd, en overmatige warmteontwikkeling kan gevaarlijk zijn.Efficiënte warmteafvoer，De warmte die door de batterij wordt geproduceerd, kan efficiënt worden afgevoerd door vloeistofkoeling, koeling met behulp van faseveranderingsmateriaal of luchtkoeling.Temperatuuruniformiteit，Om plaatselijke oververhitting te voorkomen, moet de temperatuur van de batterij gelijkmatig worden verspreid.
De veiligheid van het structurele frame
Naast het afschermen van de batterij tegen schokken van buitenaf, moet de structurele structuur van de batterij een structuur met schokbestendigheid bouwen, zodat de botskracht kan worden geabsorbeerd en verdeeld.Gebruik vlamvertragende materialen voor brandwerende prestaties om het risico op brand te verlagen.
Het is ook belangrijk om rekening te houden met de veiligheid van elektrische verbindingscomponenten. Een redelijke elektrische opstelling moet zo zijn ontworpen dat kortsluiting door verkeerd contact of slijtage wordt voorkomen.
Corrosiebestendigheid: Gebruik materialen die bestand zijn tegen corrosie om de stabiliteit van de verbinding op lange termijn te garanderen.
De effecten van batterijveroudering op de veiligheidAls batterijen worden gebruikt, zullen ze uiteindelijk verouderen, wat gevolgen kan hebben voor de veiligheid ervan:
Capaciteitsafname， Naarmate een voertuig ouder wordt, kan de capaciteit van de batterij afnemen, waardoor deze minder lang meegaat.Hogere interne weerstand， Tijdens het opladen en ontladen kan een batterij met een hogere interne weerstand meer warmte produceren.Afgenomen thermische stabiliteit， Naarmate batterijen ouder worden, kunnen hun materialen minder thermisch stabiel worden en is er een grotere kans op thermische runaway.
Normen en veiligheidstesten
Er zijn een aantal veiligheidstests nodig om de veiligheid van het batterijsysteem te garanderen: Mechanische tests, deze categorie omvat trillings-, schok- en andere tests.Elektrische tests, dit type tests omvat onder andere overbelasting/overontlading en kortsluitingstests.Thermische tests, dit type tests omvat onder andere tests voor thermische runaway en stabiliteit.
Noodmaatregelen en een veiligheidswaarschuwing，Elektrische auto's moeten noodreactiesystemen en een veiligheidswaarschuwingssysteem hebben die bestuurders op de hoogte kunnen brengen van mogelijke gevaren voordat ze zich voordoen.Waarschuwingsmechanisme，Voorspel mogelijke veiligheidsproblemen op basis van de analyse van BMS-gegevens.Noodprotocollen，zoals veilige drukontlasting, snelle stroomonderbrekingen, enz.
Opleiding van gebruikers en veiligheid van de activiteiten
De manier waarop gebruikers elektrische voertuigen gebruiken, heeft ook een directe invloed op de veiligheidsprestaties van de batterij:Laad correct op，Volg de laadrichtlijnen van de fabrikant en gebruik een geschikte lader.Vermijd misbruik，Vermijd het gebruik van het voertuig onder extreme omstandigheden, zoals hoge temperaturen en een hoge luchtvochtigheid.Periodiek onderhoud，Controleer het batterijsysteem regelmatig om problemen tijdig op te sporen en op te lossen.
Potentiële gevaren van hoogspanningsbatterijen
Ondanks de geavanceerde veiligheidsvoorzieningen van hoogspanningsbatterijen in elektrische voertuigen, zijn er nog steeds enkele potentiële gevaren
Thermische runaway.Beschrijving，Snelle, ongecontroleerde temperatuurstijging die brand of een explosie kan veroorzaken.Oorzaak，Overbelasting, fysieke schade, fabricagefouten of externe verwarming.Mitigatie，Effectief thermisch beheer en een krachtig GBS zijn essentieel om thermische runaway te voorkomen.
Kortsluiting
Beschrijving，Direct contact tussen de positieve en negatieve elektroden, waarbij interne weerstand wordt omzeild.Oorzaak，Fabricagefouten, fysieke schade of geleidende verontreinigingen.Mitigatie，Kwaliteitsvolle fabricageprocessen en uitgebreide foutdetectiesystemen.
Elektrolytlekkage
Lekkage van vloeibare elektrolyt, dat ontvlambaar en corrosief kan zijn.
Robuuste behuizing en mechanische bescherming.
Elektrische schok
Beschrijving: Blootstelling aan hoogspanning, wat gevaar oplevert voor passagiers en technici.
Oorzaak: defecte isolatie, verkeerd gebruik of ongelukken.
Preventieve maatregelen: deugdelijke isolatie, isolatiemaatregelen en veiligheidsprotocollen voor het omgaan met hoogspanningssystemen.
Conclusie
De veiligheid van elektrische voertuigen is een systematisch project waarbij meerdere aspecten een rol spelen, zoals het batterijontwerp, het beheersysteem en de gebruiksgewoonten. Door continu te optimaliseren accutechnologieDoor het veiligheidsbeheer te versterken en het bewustzijn van de gebruikers te vergroten, kan de veiligheid van elektrische voertuigen aanzienlijk worden verbeterd en kan hun bredere toepassing worden bevorderd.
