锂离子电池(LIBS)由于其轻巧,能量致密和可充电性能而彻底改变了社会。由于能源消耗的增加和扩大绿色能源在更可持续的未来的愿望,市场上对Libs的需求很高。使用LIB的使用需要某些安全风险,其中电池有时可以进入称为热失控(TR)的状态。该状态会引起暴力和难以脱落的火灾。如果它发生在电池组中,则在一个单元中TR会迅速扩散到周围的细胞,对其附近的人们施加了更大的安全风险。可以使用TR的风险并停止在电池组中扩散,可以利用主动或被动冷却系统。需要考虑重量,音量和物体价格时,通常会使用被动系统。在这项研究中,已经为被动冷却系统制造了高温电导率(TC)复合材料,目的是减轻LIB包装中的TR。制造过程已有多种多样,以研究其对复合材料的影响。复合材料本身由热固性矩阵(IN2输注环氧树脂)和六角形氮化硼(H-BN)颗粒的增强。用75 wt%H-BN的固体加载制造高的TC复合材料,混合在谐振的声学混合器中,压在液压压力机中,然后在室内空气中固化过夜。密度为1.81 g/cm 3,TC在6.1-6.9 w/mk之间。材料是电绝缘的,具有高机械强度。进行了过度充电测试。一个原型专为七个Libs设计,并成功地制造了。可以得出结论,冷却效果太低,原型很可能无法在几个LIB包装的实际情况下减轻TR。但是,该测试证实了该复合材料可以承受300°C的温度。基于注射器的3D打印机用于打印复合材料,在实现的无效内部方面取得了令人鼓舞的结果。由于可以实现的潜在材料节省和制造改进,因此需要在该领域进行更多的工作。
· 用于模拟的材料疲劳数据 · 涂层、隔膜和袋复合材料的压缩性 · 涂层电极的弯曲刚度 · 电池箔、隔膜和袋复合材料的拉伸强度 · 焊缝和粘合处的接头质量 · 涂层的硬度和划痕性能 · 电极涂层的附着强度和质量 · 涂层表面的摩擦系数 · 隔膜和袋箔的抗穿刺性 · 温度或介质等环境条件下的材料特性
热失控预防和延迟是电池组制造商在设计电池组时必须考虑的主要因素之一。如果电池组内的某个锂离子电池单元因穿孔、过度充电或制造缺陷而受损,它将释放气体和热量,损坏其他电池单元并可能导致热事件的连锁反应。一旦发生热失控事件,电池组内的压力会急剧增加,同时会有大量热气流从电池组中喷出。在电池组配置中加入通风口可以确保释放压力,防止电池爆炸。在发生灾难性故障的情况下,设计一条既定的热气排气路径可确保喷出的气体远离其他电池单元,最重要的是,远离客舱。
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摘要 - 全球电动汽车(EV)的开发和采用激增是许多国家正在密切关注的趋势。这不可避免地意味着大量电动电动电池很快就会达到其寿命(EOL)。这个迫在眉睫的问题揭示了一个显着的挑战:目前缺乏管理锂离子电池(LIB)的可持续策略,当它们达到EOL阶段时。由于其错综复杂的设计,拆卸这些电池组的过程很具有挑战性,涉及几种不同的材料和组件,以进行性能和安全性。因此,有效的拆卸和随后的回收程序需要高度专业的方法和设备,并涉及重大的安全和健康风险。此外,现有的回收技术通常无法恢复所有有价值的危险材料,从而导致经济和环境损失。本文提供了概述和分析,对自动电池拆卸和回收EOL电池的回收范围内产生的可能挑战。我们提供了对拆卸过程的洞察力以及对拆卸序列的优化,以最大程度地降低整体成本和环境足迹。索引条款 - 电动车;自动电池拆卸;电池回收。
摘要 - 锂离子电池的内部状况,特别是健康状况(SOH),需要仔细监控,以确保安全有效的操作。在本文中,我们提出了用于串联异质细胞的混合在线SOH估计管道。为具有数百至数千个单元的电池组实现单个单元格参数估计方案在计算上是棘手的。使用基于特征的自适应轮询对具有“极端”参数值的单元格进行了解决。此外,使用具有忘记因子的在线递归最小二乘正方形来估计被轮询细胞的电气参数。关键新颖性在于考虑参数的不确定状态依赖性。我们使用稀疏的高斯过程回归来获得参数边界,这是SOC和温度的函数。使用来自LI-NMC细胞的实验数据,通过模拟研究验证了管道。
摘要。耐力能力是评估电动汽车性能的关键指标。在有限的空间中提高电池组的能量密度,同时确保车辆的安全性是当前使用的技术解决方案之一。因此,本文提出了一个较小的空间和高能密度电池布置方案。比较了两个基于相同音量和不同空间布置的两个电池组的全面性能。此外,基于相同的热管理系统(PCM-File系统),使用不同的精细结构在数值上模拟了具有高能量密度的交错电池组的热性能,并使用插入式权量托管方法确定了以3C放电速率在3C放电速率下交错电池组的最佳限制结构参数。结果表明,增加填充和电池之间的接触厚度(x)可以降低最高温度,但会降低温度均匀性。此外,修复宽度(a)的变化对电池组的热量耗散性能没有显着影响。熵权重方法客观地将权重分配给最高温度(t最大)和温度差(∆ T),并确定冷却系统限制参数的最佳解决方案。发现当x = 0时。67毫米,a = 0。6毫米,交错的电池组具有最佳的全面性能。
TR 是电池系统最危险的安全隐患。TR 始于电池产生过多的热量,而这些热量无法充分消散,从而导致电极和电解质材料发生一系列放热反应。4 这些反应会产生气体,从而给电池加压。高温和高压共同作用,经常会导致电池外壳爆裂,5 导致热固体、熔融金属、蒸汽和剧毒气体剧烈喷出。6,7 此外,可燃喷出物(如 H 2 气体和蒸发的有机物)可能着火,从而加剧能量释放。8,9 电池化学成分、9 材料数量、充电状态 (SOC) 10 和老化历史 11 在很大程度上决定了 TR 期间释放的能量和材料。因此,虽然更高容量的化学成分和更高的电池电压会增加电池组的能量密度,但它们也会降低 TR 起始温度,从而增加能量释放。 6,8,9,12 挤压、穿透和外部短路都可能引发 TR,13-17 通常会导致多个电池同时进入 TR。此类事件非常复杂,难以缓解,通常需要有关电池环境的信息(例如,电池在电动汽车内的位置)才能设计出足够的安全措施。另一方面,单电池 TR 可以在电池组级别进行管理。
汽车行业参与了从标准吸热引擎到电气推进的大规模转变。选举车辆(EV)的核心元素是电池组。电池组生产未涉及制造标准和与安全有关的问题。在这种零散的情况下,循环中的电动汽车数量的增加呈指数增长,为管理电池组的寿命终止带来了新的挑战。本文分析了用于电动汽车电池组拆卸的机器人技术的使用,以提取保留其完整性的电池模块,以进一步重复使用或回收。分析强调,完全自动灾难仍然很困难,而人类机器人合作式拆卸可以保证高灵活性和生产力。该论文介绍了设计机器人单元格与操作员合作拆卸电池组的准则。WorkCell的设计评估了拆卸的技术要求,电池组周围区域的潜在爆炸气氛(ATEX)的分析以及ATEX区域中机器人工具的设计和优化。这项工作根据当前的国际标准提出了解决方案。
里程焦虑和缺乏足够的快速充电途径已被证明是电动汽车 (EV) 普及的重要障碍。虽然已经开发出许多快速充电 EV 电池的技术(基于模型和无模型),但它们都集中在单个锂离子电池上。电池组的扩展很少,通常考虑简化架构(例如串联)以方便建模。计算方面的考虑也将快速充电模拟限制在小型电池组,例如四个电池(串联和并联电池)。因此,在本文中,我们采用基于强化学习 (RL) 的无模型方法来快速充电大型电池组(包含 444 个电池)。每个电池都由等效电路模型和二阶集总热模型表征,以模拟电池行为。在训练底层 RL 之后,开发的模型将易于实现且计算复杂度低。具体来说,我们使用近端策略优化 (PPO) 深度 RL 作为训练算法。 RL 的训练方式是将快速充电造成的容量损失降至最低。电池组的最高电池表面温度与电池组的充电状态一起被视为 RL 状态。最后,在详细的案例研究中,将结果与恒流-恒压 (CC-CV) 方法进行比较,并展示了基于 RL 的方法的卓越性能。我们提出的 PPO 模型可以像具有 5C 恒定阶段的 CC-CV 一样快速地为电池充电,同时将温度保持在与具有 4C 恒定阶段的 CC-CV 一样低的水平。