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提高动力电池安全性 动力电池系统失效模式分析

2016-10-19 16:16
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  二、BMS失效模式

  电池的单体失效不仅和电池本身有关,也和电池管理系统BMS失效有关。BMS失效模式也会造成严重的事故有以下几类:

  1、BMS电压检测失效导致电池过充电或过放电:

  连接、压线过程或接触不良导致电压检测线失效,BMS没有电压信息,充电时该停止时没有停止。电池过充会着火、爆炸,磷酸铁锂过充至5V以上大部分只是冒烟,但是三元电池一旦过充,会发生爆炸。

  而且,过充电容易导致锂离子电池中的电解液分解释放出气体,从而导致电池鼓胀,严重的话甚至会冒烟起火;电池过放电会导致电池正极材料分子结构损坏,从而导致充不进去电;同时电池电压过低造成电解液分解,干涸发生析锂,回到电池内短路问题。在系统设计时应该选用可靠的电压采集线,在生产过程中严格管控,杜绝电压采集线的失效。

  2、BMS电流检测失效

  霍尔传感器失效,BMS采集不到电流,SOC无法计算,偏差大。电流检测失效可能导致充电电流过大。充电电流大,电芯内部发热大,温度超过一定温度,会使隔膜固化容量衰减,严重影响电池寿命。

  3、BMS温度检测失效

  温度检测失效导致电池工作使用温度过高,电池发生不可逆反应,对电池容量、内阻有很大影响。电芯日历寿命跟温度直接相关,45度时的循环次数是25度时的一半,另外温度过高电池易发生鼓胀、漏液,爆炸等问题,因此在电池使用过程中要严格控制电池的温度在20-45摄氏度之间,除能有效提高电池的使用寿命和可靠性之外还能有效避免电池低温充电析锂造成的短路以及高温热失控。

  4、绝缘监测失效:

  在动力电池系统发生变形或漏液的情况下都会发生绝缘失效,如果BMS没有被检测出来,有可能发生人员触电。因此BMS系统对监测的传感器要求应该是最高的,避免监测系统失效可以极大地提高动力电池的安全性。

  5、电磁兼容问题通讯失效:

  对BMS系统来说,电磁兼容主要考核它抗电磁干扰能力。电磁干扰会导致BMS通讯失效,引发以上几个问题。

  6、SOC估算偏差大:

  目前所有BMS厂家普遍存在的问题,只偏差大小的差别。基本上目前的检验标准要求都是5%以内,大部分厂家BMS应该都很难达到,因为实际使用中SOC误差会越来越大,因为使用环境更加的复杂,影响精度的条件更多。

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