Qual è il meccanismo di fuga termica delle batterie di alimentazione?
Il concetto di fuga termica della batteria e di sicurezza termica
L'instabilità termica della batteria si riferisce a una reazione violenta in una batteria, innescata da determinate condizioni esterne (come foratura, surriscaldamento, cortocircuito, sovraccarico, ecc.), caratterizzata principalmente da un rilascio di calore rapido e massiccio e potenzialmente accompagnata da altri cambiamenti fisici o chimici (come scarica per corto-circuito, combustione, esplosione, ecc.).
In un sistema di batterie di potenza, quando una singola cella sperimenta un instabilità termica, la sua reazione violenta genera una grande quantità di calore e può anche produrre reazioni violente come combustione o esplosione. Le conseguenti temperature elevate o shock meccanici spesso diventanocondizioni che innescano la fuga termicanelle celle vicine. Questo processo può facilmente diffondersi da una singola cella a tutto il sistema batteria, provocando un rapido rilascio di grandi quantità di energia, con rischi estremamente elevati. I problemi di sicurezza termica della batteria nelle condizioni di utilizzo reali sono caratterizzati da meccanismi complessi e numerosi fattori d'influenza, che si manifestano principalmente nei seguenti aspetti:
1) La sicurezza termica di una singola cella della batteria di alimentazione è direttamente correlata al tipo di sistema elettrochimico interno, alla composizione del materiale, alla forma strutturale, alla forma dell'imballaggio, alla capacità, alla struttura, alla forma, alle dimensioni e al processo di produzione.
2) Considerando le condizioni che innescano l'instabilità termica della batteria, il surriscaldamento, il sovraccarico, gli impatti esterni, la compressione, le forature e i cortocircuiti possono tutti innescare l'instabilità termica.
3) Per quanto riguarda la propagazione dell'instabilità termica nel sistema batteria, le condizioni ambientali, il metodo di attivazione e lo stato di carico, il metodo di collegamento del pacco batteria, il metodo di gestione termica della batteria e la posizione della batteria che avvia l'instabilità termica all'interno del sistema della batteria di alimentazione influenzano direttamente il processo di propagazione dell'instabilità termica.
Per queste caratteristiche, la gestione della sicurezza termica della batteria è particolarmente importante, soprattutto per migliorare la sicurezza complessiva dei veicoli elettrici. La progettazione di un sistema di gestione della sicurezza termica della batteria mira generalmente a fornire un allarme tempestivo prima dell'instabilità termica, ritardarne la diffusione e la propagazione durante l'instabilità termica e ridurre al minimo le perdite dopo l'instabilità termica. Ciò implica lo sviluppo di strategie di protezione e controllo della sicurezza e la progettazione di materiali, strutture interne, metodi di imballaggio e strutture delle scatole delle batterie ad alta-sicurezza per rilevare tempestivamente potenziali pericoli di fuga termica e bloccarne o ritardarne efficacemente la propagazione.
