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是什么影响了锂电池安全性的?

来源:宝鄂实业    2019-09-04 07:30    点击量:
影响锂电池安全性的因素有多,其中电池材料对锂电池的安全性有重要影响,因为电池材料一般都具有热活性,当电池温度持续升高时,其内部就会进行许多热反应,当热量不能及时散失时,很容易引起电池安全事故,所以锂电池正负极材料的选择对于电池安全性能具有重要影响。
 
  其次电池的制造工艺也是影响电池安全性能的重要因素,其中最主要的有三方面因素,分别为正负极容量配比、浆料均匀度控制、涂布质量控制,其中正负极容量配比关系到电池的使用寿命以及安全性能,为了保证电池的安全性能,需要充分考虑电池充电时的正负极循环特性以及负极接受锂的能力。
 
  浆料均匀度直接影响电池活性物质在电极上分布的均匀性,浆料不均匀,电池充放电时会出现负极材料膨胀与收缩的现象。而涂布质量控制不好很容易引起电池内部短路,另外,涂布的厚度以及均匀性会影响活性物质的嵌入和脱出。
 
  目前锂离子电池应用越来越广泛,因此要尽快完善动力锂电池的制作工艺,保证动力锂电池使用的安全性,这样才能推动锂电池以及相关产业的发展。电池管理系统,总的来说,都是由主控模块和采集模块或者叫从控模块共同构成的。单体电压采集、温度采集和均衡功能一般分配在从控模块上;总电压,总电流的采集,内外部通讯,故障记录,故障决策,都是主控模块的功能。
 
 
BMS功能结构
按照采集模块和主控模块在实体上的分配布置不同,BMS分为集中式和分布式两种。
 
集中式,形式上,整个管理系统安置在一个盒体里。全部电压,温度,电流采集信号线,直接连接到控制器上。采集模块和主控模块的信息交互在电路板上直接实现。这种形式一般用在总体电压比较低,电池串数比较少的小型车上。
 
可取之处在于,省去了从板,进而省去了主板从板之间的通讯线束和接口,造价低,信号传递可靠性高。
 
缺点也很明显,全部线束都直接走线到控制盒,无论控制器布置在什么位置,总有一部分线束会跑长线。信号受到干扰的几率增加,线束质量和制作水平以及固定方式也受到考验。
 
分布式,一个主控盒和几个从控盒共同组成。主控盒只接入通讯线,主控负责采集的信号线,给从板提供的电源线等必须的线束。从控盒,布置在自己负责采集温度、电压的电池模组附件,把采集到的信号通过CAN线报告给主控模块。有的电池模组,直接把电压、温度采集线做在模组内部,用一个线对线连接器引出。电池包组装时,直接对插连接器即可。
 
分布式,主要应用于高电压系统,电池串数多,或者商用车这种一辆车上布置几个电池箱的情况。
 
这样的设计,确实带来了成本的小幅提高。但同时减少了线束应用,降低了现场接线工作量,也就降低了接线错误的几率。分布式,是适合于大批量,自动化生产的设计形式。
 
3 BMS功能
 
3.1 从控模块功能
 
从控模块,一般只具备电压、温度采集功能和均衡功能。由于电池系统要求的功能越来越多,也有厂家开始给从板添加控制功能,例如增加接触器触发端口,用以控制分布在从板附近的电器,像加热器、灭火器之类。
 
均衡功能,作为从板反作用于电池包,起到优化电池系统功能的一项能力需要多说一句。
 
均衡,分为主动均衡和被动均衡。
 
所谓主动均衡,是能量的转移,基于削峰填谷的理念。具体的实现形式多种多样,有用变压器将总能量部分的转移到电压偏低的电池上的,也有利用电容电感等储能器件,从电压高的电芯放出一部分能量,再充入电压低的电芯。
 
所谓被动均衡,是能量的消耗,把电压高的电芯接入电阻回路,让多出来的电量消耗在电阻上。
 

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