BYD ašmenų akumuliatoriaus technologijos saugos pranašumai

Sąvoka „blade“ (akmenėlė) reiškia jo vieno elemento formą ir nėra precedento neturinti juodoji technologija. Jo cheminė prigimtis vis dar žinoma kaip ličio geležies fosfato baterija. Tačiau nuolat optimizuojant fizinės struktūros dizainą ir atnaujinant medžiagas, atotrūkis tarp jo ir trinarės ličio baterijos tapo vis mažesnis. Šiandien mes apžvelgsime, kaip BYD tai pasiekė, Kokie yra naujosios ašmenų baterijos pranašumai, palyginti su trijų dalių ličio baterija.
● Ašmenų akumuliatorių sauga
BYD ašmenų akumuliatorius neturi nieko bendra su „peiliu“, tačiau jo akumuliatoriaus elementas yra labai ypatingos formos, ilgas ir plonas, kaip ir ašmenys, todėl jis vadinamas „menčių baterija“. BYD Han EV modeliuose naudojamo akumuliatoriaus elemento ilgis – 1 metras, plotis – apie 10 centimetrų, o storis – tik 2 centimetrai. Vieno elemento įtampa yra 3,34 V, o talpa gali siekti 100 Ah. Tai forma, kurios niekada nebuvo ankstesnėse baterijų elementų formose.
1. Išorinė jėgos ekstruzija
Ankstesniame straipsnyje išanalizavome, kad rimčiausios saugos problemos, kurios gali kilti naudojant ličio baterijas, yra degimas ir net sprogimas. Pagrindinė šių problemų priežastis slypi akumuliatoriaus viduje esantis terminis bėgimas. Pirmas reikalavimas norint išvengti šiluminio pabėgimo – kad susidūrimo atveju akumuliatoriaus elementai nebūtų suspausti išorinių jėgų. Akumuliatoriaus išorėje BYD ašmenų akumuliatoriai vis dar yra suprojektuoti su energijos sugėrimo dėžės struktūra, panašia į automobilio avarijos spindulį, kuri gali atlaikyti smūgį į akumuliatoriaus korpusą dėl deformacijos ir energijos absorbcijos. Ašmenų elementai yra tiesiai ir sandariai išdėstyti vertikaliai ir pritvirtinti prie akumuliatoriaus rėmo, todėl kiekvienas elementas gali tapti konstrukciniu elementu ir tapti sija, laikančia akumuliatorių. Plonas skersinis sija neturi didelio efekto, tačiau daug skersinių sijų gali sukurti šiek tiek panašų efektą kaip „sauja nuolat besisukančių lazdelių“ ir turėti didžiausią plotą, o dalys, kurios labiausiai linkusios lenkti, yra nukreiptos į priekį ir transporto priemonės gale, o išorėje yra daugiau buferinių zonų. Pagal 100-800kN ašmenų baterijų bandymo standartą akumuliatoriaus paketas tik šiek tiek deformuotas, be dūmų ar ugnies. Atliekant trijų taškų slėgio bandymą, ašmenų akumuliatorius galiausiai gali atlaikyti 445 kN slėgį, o jo smūgio ir gniuždymo stiprumas iš tikrųjų yra stipresnis nei tradicinių akumuliatorių blokų.
2. Šerdies terminis išbėgimas
Dauguma nelaimingų atsitikimų, įvykusių naujos energijos elektrinėse transporto priemonėse, yra susiję su šiluminiu akumuliatoriaus nutekėjimu arba dėl susidūrimo ir išspaudimo, arba dėl per didelio įkrovimo ir iškrovimo, dėl kurio galiausiai perkaista akumuliatoriaus šerdis ir užsidega. Įprastose trinarės ličio baterijose gali atsirasti terminis nutekėjimas, kai temperatūra viršija 200 laipsnių, ir kuo didesnis nikelio kiekis teigiamo elektrodo medžiagoje, tuo jis tampa nestabilesnis. (Šiuo metu didžiausio energijos tankio NCM811 baterija rodo, kad nikelio, kobalto ir mangano santykis teigiamame elektrode yra 8:1:1, o tai teoriškai yra nestabiliausias.) Jei BMS nepavyksta išsijungti ir išsklaidyti šilumą laiku, jis labai linkęs degti.
Pačios ličio geležies fosfato katodo medžiagos šiluminis stabilumas yra ne mažesnis nei trijų komponentų ličio. Jis pasižymi itin dideliu stabilumu 500 laipsnių ribose, o šiluminis pabėgimas yra tik tada, kai jis viršija 800 laipsnių. Be to, net jei įvyksta terminis pabėgimas, ličio geležies fosfato baterijų šiluma išsiskiria labai lėtai ir skilimo metu neišskiria deguonies, todėl sumažėja užsidegimo rizika. Lyginant su tradicinėmis baterijomis, pagamintomis iš tos pačios medžiagos, ašmenų baterijos turi ilgą juostos struktūrą su dideliu šilumos išsklaidymo plotu, kurį lydi ilgas grandinės ilgis ir mažas visos grandinės šilumos generavimo pajėgumas. Apibendrinant galima teigti, kad mažas šilumos generavimas ir geras šilumos išsklaidymo efektyvumas sumažina šiluminio bėgimo ar savaiminio užsidegimo tikimybę. Atliekant sunkiausią ličio baterijų akupunktūros testą, BYD visiškai įkrovė akumuliatorių pagal GB/T 31485-2015 akupunktūros tyrimo metodą, naudodamas aukštai temperatūrai atsparią 5 mm skersmens plieninę adatą, prasiskverbiančią per visą bateriją. (25 ± 5) mm/s greičiu nuo statmenos akumuliatoriaus elektrodo plokštei krypties, ekstremaliomis sąlygomis dirbtinai sukuriant trumpojo jungimo aplinką, siekiant patikrinti akumuliatoriaus saugumą, kai jis yra labiausiai pažeistas. Po pradūrimo trinarė ličio jonų baterija NCM622 smarkiai sudegė ir jo paviršiaus temperatūra viršijo 500 laipsnių. Po trumpo reakcijos laiko tradicinės ličio geležies fosfato birios baterijos pradeda plėstis ir atidaro slėgio mažinimo vožtuvą, kad iš vidaus išstumtų aukštos temperatūros skysčius ir dujas. Nors atviros liepsnos nėra, paviršiaus temperatūra taip pat pakyla iki 200 laipsnių - 400 laipsnių. Nors yra tam tikrų pavojų, bendra temperatūra vis dar yra kontrolės diapazone.