Bảo vệ nhiệt là gì?

Bảo vệ nhiệt là cách pin lithium{0}}ion giữ cho nó không bắt lửa. Mọi chiếc 18650 bạn từng sử dụng đều có nhiều thiết bị an toàn được nhét vào nắp trên nhỏ đó-PTC, CID, đĩa thông hơi, v.v. Chúng ở đó vì chất hóa học lithium{5}}ion lưu trữ rất nhiều năng lượng trong một không gian nhỏ và năng lượng đó sẽ tìm ra lối thoát nếu có sự cố xảy ra bên trong.

Tôi đã làm việc trong ngành này đủ lâu để nhớ rằng “chạy trốn nhiệt” không phải là một thuật ngữ quen thuộc trong gia đình. Sau đó là vụ thu hồi máy tính xách tay Dell vào năm 2006. Sony đã thu hồi hàng triệu tế bào. Đột nhiên mọi người đều muốn biết điều gì sẽ xảy ra khi pin lithium{3}}ion bị hỏng và quan trọng hơn là làm cách nào để ngăn chặn nó.

Mọi người trộn lẫn những thứ này mọi lúc. Quá nóng là khi pin bị nóng do nguyên nhân bên ngoài-bạn để pin trong ô tô nóng, bộ sạc bị trục trặc, v.v. Loại bỏ nguồn nhiệt và tế bào nguội đi. Vấn đề đã được giải quyết.

Chạy trốn nhiệt là một con thú hoàn toàn khác. Đã xảy ra sự cố nào đó bên trong tế bào-có thể dải phân cách bị thủng, có thể lỗi sản xuất tạo ra chập điện mềm-và tế bào bắt đầu tự tạo nhiệt. Nhiệt lượng đó làm tăng tốc độ phân hủy hóa học, tạo ra nhiều nhiệt hơn, làm tăng tốc độ phân hủy hơn nữa. Đó là một vòng phản hồi. Đến lúc bạn nhận ra thì đã quá muộn để dừng lại.

Cuối cùng, tế bào thoát ra khí nóng và ngọn lửa, đôi khi rất dữ dội. Trong một bộ pin, một tế bào chạy trốn có thể nấu chín các tế bào lân cận và gây ra phản ứng dây chuyền. Đây là lý do tại sao bảo vệ nhiệt tồn tại.

Thermal Protection

Mở một ô hình trụ và nhìn vào nắp trên cùng. Bạn sẽ tìm thấy nhiều thiết bị được xếp chồng lên nhau trong đó, mỗi thiết bị được thiết kế để phát hiện sự cố ở các giai đoạn khác nhau.

PTC

Thiết bị PTC (hệ số nhiệt độ dương) là thiết bị đầu tiên của bạn. Về cơ bản, nó là một tấm bán dẫn polyme chứa đầy các hạt dẫn điện. Nhiệt độ bình thường, điện trở thấp, dòng điện chạy tốt. Để nhiệt độ trên 80 độ hoặc hơn và polyme phồng lên, các hạt tách ra, lực cản đi qua mái nhà. Hiện tại giảm xuống gần như không có gì.

Điều tôi thích ở PTC là chúng có thể thiết lập lại. Làm nguội tế bào, nó hoạt động trở lại. Tốt để bắt quần short bên ngoài và xóa nhanh chóng.

Điều tôi không thích là cách chúng hoạt động theo chuỗi. Chúng tôi đã học được điều này một cách khó khăn trong quá trình thử nghiệm gói vài năm trước. PTC của một ô bị ngắt, nhưng với một chuỗi 48V phía sau, điện áp chỉ phóng điện qua. Tính năng bảo vệ hoạt động hiệu quả ở cấp độ tế bào không phải lúc nào cũng mở rộng theo cấp độ gói.

Tắt máy phân tách

Lớp phân cách là màng mỏng giữ các điện cực của bạn tách biệt trong khi cho các ion lithium đi qua. Trong máy phân tách tắt máy, vật liệu mềm đi khoảng 130 độ và các lỗ chân lông bịt kín. Không vận chuyển ion, không có phản ứng điện hóa, không có dòng điện.

Thiết kế nhiều lớp-Lớp PE bên trong, lớp PP bên ngoài-cung cấp cho bạn thêm lề. PE tắt dòng ion trong khi PP giữ mọi thứ tách biệt về mặt cơ học lâu hơn một chút. Có thể đã cho chúng tôi thêm 10-15 giây trong quá trình kiểm tra lạm dụng trước khi xảy ra tình trạng bán khống nội bộ.

Một điều cần nhớ: dấu phân cách không quay trở lại. Nếu một ô đủ nóng để kích hoạt tắt máy thì ô đó đã hoàn tất. Thay thế nó.

CID

Thiết bị ngắt dòng điện phản ứng với áp suất chứ không phải nhiệt độ. Khi mọi thứ bắt đầu phân hủy bên trong, chúng sẽ tạo ra khí. CID là hai đĩa mỏng-được hàn với nhau và tách ra khi áp suất bên trong đủ cao-ở khoảng 1 MPa tùy thuộc vào thiết kế.

Đây là sự ngắt kết nối vĩnh viễn. Vào thời điểm một tế bào tạo ra nhiều khí như vậy, nó đã bị hỏng đến mức không thể sử dụng được. Bạn muốn nó ra khỏi mạch.

Thông hơi

Phương án cuối cùng. Nếu áp suất tiếp tục tăng quá mức kích hoạt CID, đĩa thông hơi sẽ vỡ và để khí thoát ra ngoài. Những thứ thoát ra dễ cháy và độc hại, nhưng việc thông hơi có kiểm soát sẽ đánh bại sự vỡ không kiểm soát được. Tất cả chúng ta đều đã xem các video quay cảnh các phòng giam nổ như pháo-đó là điều xảy ra nếu không có hệ thống thoát hơi thích hợp.

Thermal Protection

Tính năng bảo vệ cấp độ ô-xử lý các lỗi nhanh chóng. Hệ thống quản lý pin xử lý mọi thứ khác-theo dõi nhiệt độ gói, điều chỉnh tốc độ sạc khi mọi thứ ấm lên, ngắt kết nối công tắc tơ nếu chỉ số cảm biến nằm ngoài phạm vi.

Hai hệ thống bổ sung cho nhau. BMS nắm bắt được các vấn đề-phát triển chậm mà việc quản lý nhiệt tốt có thể ngăn chặn. Các thiết bị ở cấp độ tế bào-có thể phát hiện nhanh các lỗi bên trong mà cảm biến bề mặt không thể phát hiện kịp thời.

Không phải tất cả ion lithium{0}} đều được tạo ra như nhau về độ ổn định nhiệt. Các chất hóa học dựa trên coban--LCO, NMC-của bạn có mật độ năng lượng lớn nhưng lại dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt. Liên kết oxy coban-bị phá vỡ ở nhiệt độ cao và giải phóng oxy cung cấp cho phản ứng.

LFP dễ tha thứ hơn. Cấu trúc phốt phát sắt{1}}kết dính với nhau tốt hơn dưới tác dụng của nhiệt. Bạn có nhiều khoảng trống hơn giữa hoạt động bình thường và vùng nguy hiểm. Các thiết bị bảo vệ tương tự, nhưng chúng không hoạt động gần rìa.

Đây là một phần lớn lý do tại sao LFP lại đảm nhận vai trò xử lý vật liệu. Xe nâng có cuộc sống khó khăn-sạc nhanh, thay đổi nhiệt độ, thỉnh thoảng bị lạm dụng. Bạn muốn một chất hóa học có thể chịu đựng được nó. Tất cả các Gói Polinovel đều được xây dựng bằng các tế bào LFP vì lý do chính xác này.

Thermal Protection