鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:571次 | 2021年08月12日
Focus軟包電池模組的球擊探測(cè)
該探測(cè)重要是為了了解在受到碰撞時(shí),軟包電芯在PACK內(nèi)部的受力變形情況,以及電芯在此變形用途下的內(nèi)短路形成的過程。
由于在內(nèi)短路發(fā)生時(shí)會(huì)導(dǎo)致起火,將電芯內(nèi)的組成部分燒毀,無法進(jìn)行進(jìn)一步的分解研究工作。所以實(shí)驗(yàn)對(duì)電芯進(jìn)行了完全放電解決,實(shí)驗(yàn)時(shí)通以微小的電流,以防止燒毀,從而觀察電芯壓降變化。
實(shí)驗(yàn)共分為2個(gè)大的對(duì)照組:一組是Focus模組(實(shí)驗(yàn)取模組一半的電芯10個(gè)),用兩塊5mm厚的鋁板上下夾持(上面的鋁板中間開孔),鋁板通過螺釘預(yù)緊固定,讓電芯處于適當(dāng)?shù)奈恢茫⒕S持一定的預(yù)緊力,以模擬電芯在模組中實(shí)際狀況。該組實(shí)驗(yàn)又分為三個(gè)相同設(shè)置的對(duì)照試驗(yàn)組,在實(shí)驗(yàn)過程中,對(duì)最上面的兩個(gè)電芯電壓和受力進(jìn)行測(cè)量。
福特Focus模組
實(shí)驗(yàn)設(shè)置和數(shù)據(jù)采集
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
第二組是針對(duì)單個(gè)電芯進(jìn)行實(shí)驗(yàn),為模擬多個(gè)電芯堆疊在一起的狀況,用四種不同的粘土做為支撐材料,即該組實(shí)驗(yàn)又分為4組對(duì)照探測(cè),第1種粘土最為柔軟,第4種粘土最硬。電芯與粘土整個(gè)放置于鋁制盒中。同樣地,對(duì)電芯進(jìn)行受力和電壓的測(cè)量。
單個(gè)電芯的實(shí)驗(yàn)設(shè)置與測(cè)量
兩組實(shí)驗(yàn)球狀物體以127µm/s的速度向電芯緩慢施壓,球狀物直徑為1英寸,數(shù)據(jù)采集的頻率為100HZ。
第1組實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
首先,被監(jiān)測(cè)的兩個(gè)電芯,其發(fā)生內(nèi)短路并沒有確定的先后順序。在第1個(gè)實(shí)驗(yàn)中,兩個(gè)電芯基本是同時(shí)發(fā)生的內(nèi)短路;在第2個(gè)實(shí)驗(yàn)中,第二個(gè)電芯相關(guān)于第一個(gè)電芯有一定的延時(shí),約莫1.6秒;第3個(gè)實(shí)驗(yàn)中,兩個(gè)電芯基本同時(shí)發(fā)生內(nèi)短路。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
其次,從力的角度看,三個(gè)實(shí)驗(yàn)的受力曲線變化基本一致,發(fā)生內(nèi)短路的壓力在30KN-39KN之間;從位移的角度看,也基本都在發(fā)生位移10mm左右時(shí)內(nèi)短路發(fā)生。
另外一個(gè)可以看出的結(jié)論是,電壓的驟降(內(nèi)短路)和電芯受力的變化并沒有一個(gè)確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從下面第2個(gè)圖可以看出,電芯1發(fā)生了內(nèi)短路,但在受力曲線上沒有變化。
比較第2組單個(gè)電芯的實(shí)驗(yàn)來看,如下圖左,理想情況下粘土剛度應(yīng)與多個(gè)電芯堆疊一起的類似才好,不過試驗(yàn)的4個(gè)粘土均沒有實(shí)現(xiàn)這個(gè)模擬。同樣地,從圖右可以看出,電芯壓降(內(nèi)短路)與位移的變化較一致。
由于剛度的不同,兩組實(shí)驗(yàn)電芯發(fā)生內(nèi)短路的位移量也不同,第1組實(shí)驗(yàn)的位移量在9.89±0.7mm,第2組在14.43±3.32mm左右。
另一個(gè)值得留意的現(xiàn)象是:電芯被球擊壓痕破碎的裂縫,與電芯極耳垂直,該方向?qū)?yīng)于電芯卷繞的方向,即機(jī)器MD的方向垂直。(MD:MachineDirection;TD:transversedirection)。