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基于孤立森林算法的锂离子电池微内短路故障诊断方法
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作者 郭煜 王亦伟 +3 位作者 彭鹏 王银飞 丘意书 蒋方明 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4102-4112,共11页
电池系统的内短路故障是造成电池热失控和火灾事故的主要原因之一,因此有必要对电池内短路故障进行诊断对事故做出早期预警。孤立森林算法是一种无监督的异常检测算法,被广泛应用于异常数据识别领域。根据串联电池组中内短路电池的电压... 电池系统的内短路故障是造成电池热失控和火灾事故的主要原因之一,因此有必要对电池内短路故障进行诊断对事故做出早期预警。孤立森林算法是一种无监督的异常检测算法,被广泛应用于异常数据识别领域。根据串联电池组中内短路电池的电压会与正常电池发生偏离的特点,本文提出了基于孤立森林算法的锂离子电池微内短路故障诊断方法。为了对方法进行验证,本文构建了串联电池组进行了不同短路电阻和充放电工况的短路实验,并在实际运行工况下对一个锂离子电池储能系统进行了电池短路实验,然后利用孤立森林算法对实验数据进行分析诊断。结果表明,对于循环充放电工况,孤立森林算法对短路电阻为1000Ω的短路故障诊断精准率超过了74%,召回率超过了76%,准确率超过了91%;在模拟电动汽车实际驾驶的动态工况中,算法对300Ω的短路故障诊断精准率和召回率超过了86%,准确率超过了95%;算法对电池储能系统在实际运行工况下25Ω的内短路故障检测召回率大于98%。实验结果表明,孤立森林算法可以在多种工况下对锂离子电池微内短路故障进行有效检测,被检测出的锂离子电池内短路电阻达到了千欧姆数量级。 展开更多
关键词 锂离子电池 孤立森林算法 内短路故障 电池储能系统
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应用阻抗谱的锂电池模组早期内短路故障诊断
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作者 李晓枫 常益 +7 位作者 杨章 刘王泽宇 董明 雷万钧 任明 张崇兴 王若谷 郭安祥 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1-13,共13页
针对锂电池模组内部内短路故障单体诊断困难、检测效率低下的问题,提出应用电荷传递内阻和固体电解质界面膜内阻比值变化幅度的锂电池模组早期内短路故障诊断方法。所提方法基于电化学阻抗谱对内短路故障演化过程中锂电池内部电化学反... 针对锂电池模组内部内短路故障单体诊断困难、检测效率低下的问题,提出应用电荷传递内阻和固体电解质界面膜内阻比值变化幅度的锂电池模组早期内短路故障诊断方法。所提方法基于电化学阻抗谱对内短路故障演化过程中锂电池内部电化学反应变化进行监测,利用弛豫时间分布方法针对阻抗谱特征进行量化分析。在阻抗谱由单体维度到模组维度正向推衍的基础上,筛选满荷电状态下电荷传递内阻和固体电解质界面膜内阻作为主要的评估指标,并根据阈值诊断模型搭建实验平台进行验证。实验结果表明:欧姆内阻和电荷传递内阻随着内短路故障程度的加深逐渐增大,固体电解质界面膜内阻整体呈现出逐渐减小的趋势;当模组电池数控制在8节以下时,通过阈值诊断模型对存在故障单体的模组识别准确率可以达到100%。通过对阻抗谱特征的精确辨识与分析,该方法能够有效实现锂电池模组早期内短路故障的准确诊断。 展开更多
关键词 锂电池模组 内短路故障 电化学阻抗谱 弛豫时间分布 阈值诊断模型
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基于电化学机理模型的锂离子电池早期内短路电热特征研究
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作者 吴文涛 乔冬冬 +2 位作者 王学远 魏学哲 戴海峰 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期10-20,共11页
锂离子电池的内短路故障是诱发其热失控的主要原因之一,早期内短路特征研究能够为电池管理系统的故障诊断和安全预警提供支撑,对提高电动汽车的安全性具有重要意义。构建了锂离子电池内短路电化学机理模型,实现了不同内短路阻值下的锂... 锂离子电池的内短路故障是诱发其热失控的主要原因之一,早期内短路特征研究能够为电池管理系统的故障诊断和安全预警提供支撑,对提高电动汽车的安全性具有重要意义。构建了锂离子电池内短路电化学机理模型,实现了不同内短路阻值下的锂枝晶内短路故障模拟。结果表明,由锂枝晶导致的电池内短路产热98%以上来源于正负极产生的焦耳热,早期内短路过程中正负极集流体表面的温升小于1.5 K,不显著的外部热特征无法用于早期内短路故障诊断。与正常电池相比,内短路故障将使得电池充电速度变慢,放电速度变快,端电压异常下降,上述电特征可以为构建早期内短路故障诊断方法提供依据。 展开更多
关键词 锂离子电池 早期内短路 电化学机理模型
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锂离子电池单层电芯内短路建模与热失控触发特性 被引量:1
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作者 乔亚军 任怡茂 +2 位作者 谭子健 张袆柔 吴伟雄 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3491-3503,共13页
锂离子电池内短路诱因复杂,为深入研究内短路引起的电池失效问题须构建合适的精细化仿真模型。本工作以NCM/石墨电池为研究对象,围绕电池内短路失效机理,基于电化学-热耦合物理场,建立了考虑热失控放热副反应的三维单层电芯内短路模型,... 锂离子电池内短路诱因复杂,为深入研究内短路引起的电池失效问题须构建合适的精细化仿真模型。本工作以NCM/石墨电池为研究对象,围绕电池内短路失效机理,基于电化学-热耦合物理场,建立了考虑热失控放热副反应的三维单层电芯内短路模型,探究了热失控触发边界,并从内外部特征讨论了单层电芯内短路-热失控的演变过程。首先利用Arrhenius公式得到内短路触发的四种放热副反应产热量与反应速率,探究对电池温升影响最大的副反应类别,结果表明内短路过程放热副反应中负极与电解液反应总热量最大。进一步分析单层电芯内四种典型内短路形式的热失控触发特性,综合考虑组分材料导电性和导热性,得到铝-阳极内短路危险程度最高,其短路电阻值与热失控触发时间呈现正相关趋势,且临界短路电阻的高温热点区域面积值约为30 mm^(2)。模拟结果获得了四种形式内短路临界短路电阻值,并揭示了单层电芯内短路-热失控触发时内部锂离子浓度和温度分布的空间演变规律,相关结果可为研究内短路失效机制和设计安全锂离子电池提供理论指导。 展开更多
关键词 锂离子电池 单层电芯 内短路模型 热失控触发
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锂离子电池内短路机理与检测研究进展 被引量:27
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作者 刘力硕 张明轩 +5 位作者 卢兰光 欧阳明高 冯旭宁 郑岳久 韩雪冰 潘岳 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2018年第6期1003-1015,共13页
锂离子电池内短路是锂离子电池热失控事故中最常见的诱因之一,也是机械滥用、电滥用、热滥用的共性环节,是潜在的安全威胁。本文从锂离子电池内短路安全问题出发,综述了内短路机理的研究进展,归纳了内短路替代实验方法,介绍了内短路演... 锂离子电池内短路是锂离子电池热失控事故中最常见的诱因之一,也是机械滥用、电滥用、热滥用的共性环节,是潜在的安全威胁。本文从锂离子电池内短路安全问题出发,综述了内短路机理的研究进展,归纳了内短路替代实验方法,介绍了内短路演化过程,指出了内短路检测需在其发展初期和中期完成。进而,总结了多种内短路检测方法,最后,对内短路问题下一步研究进行了展望。 展开更多
关键词 锂离子电池 内短路 替代实验 内短路检测
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锂离子电池内短路形成机理及检测方法综述 被引量:2
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作者 耿莉敏 赵扬 +1 位作者 高楠 陈轶嵩 《汽车工程学报》 2023年第4期481-495,共15页
对锂离子电池内短路的形成机理及其检测方法进行研究。从内部缺陷、机械滥用、电滥用和热滥用等4个方面对内短路的形成机理进行分析。针对基于模型驱动、传感器信号和机器学习的内短路检测方法进行研究,深入分析不同技术的特点。通过机... 对锂离子电池内短路的形成机理及其检测方法进行研究。从内部缺陷、机械滥用、电滥用和热滥用等4个方面对内短路的形成机理进行分析。针对基于模型驱动、传感器信号和机器学习的内短路检测方法进行研究,深入分析不同技术的特点。通过机理分析,得到减少内短路的措施。针对当前检测技术所面临的难点和问题,结合大数据、5G通信和车端云智能网联技术,提出未来锂离子电池内短路检测方法的发展方向。 展开更多
关键词 锂离子电池 内短路 形成机理 故障检测
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主动防护的锂离子电池内短路概率估算
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作者 陈明彪 黎华玲 +1 位作者 宋文吉 冯自平 《新能源进展》 2022年第5期440-446,共7页
锂离子电池内短路引起的热安全问题,是影响其进一步发展的关键问题。提出一种预测内短路发生概率的主动防护方法,通过建立内短路概率估算模型,利用蒙特卡罗法计算概率,并分析不同因素对内短路发生概率的影响。结果发现:(1)离子电导率对... 锂离子电池内短路引起的热安全问题,是影响其进一步发展的关键问题。提出一种预测内短路发生概率的主动防护方法,通过建立内短路概率估算模型,利用蒙特卡罗法计算概率,并分析不同因素对内短路发生概率的影响。结果发现:(1)离子电导率对发生内短路概率有较大影响。循环次数为3500次且温度为10℃时,当离子电导率分别为参考值的1倍和2倍时,内短路发生概率分别为70.6%和30.8%。(2)必要锂枝晶体积越大,则发生内短路的概率越低。(3)通过概率估算结果可建立安全区间。相对安全区间和危险区间,其分界线类似弧线。研究结果可为主动规避内短路提供新思路。 展开更多
关键词 锂离子电池 内短路 概率 主动防护
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锂离子电池内短路检测算法及其在实际数据中的应用 被引量:9
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作者 潘岳 韩雪冰 +3 位作者 欧阳明高 任华华 刘巍 闫月君 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期198-208,共11页
锂离子电池被广泛应用于电动汽车领域和储能领域,锂离子电池内短路可能导致电池热失控,是潜在的安全威胁。为了检测电池是否发生内短路,本工作提出了一种基于长周期运行数据的锂离子电池内短路检测算法,本算法综合考虑内短路引起的一致... 锂离子电池被广泛应用于电动汽车领域和储能领域,锂离子电池内短路可能导致电池热失控,是潜在的安全威胁。为了检测电池是否发生内短路,本工作提出了一种基于长周期运行数据的锂离子电池内短路检测算法,本算法综合考虑内短路引起的一致性差异、自放电效应和异常温升效应,并对相关特征进行了指标提取,利用聚类算法对内短路电池进行精准定位,并借助归一化分数进行分级故障报警。本工作借助多个电池包的长周期运行数据对算法的有效性进行分析,分析结果证明本工作所提出的算法具有很高的检出率和较低的误报率。 展开更多
关键词 锂离子电池 聚类算法 归一化参数 内短路检测
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基于增量容量曲线的锂离子电池微内短路故障诊断方法 被引量:1
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作者 郭煜 王亦伟 +4 位作者 钟隽 杜进桥 田杰 李艳 蒋方明 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2536-2546,共11页
锂离子电池内短路极易引发热失控事故,有必要尽早检测出锂离子电池内短路故障。然而锂离子电池在内短路故障发展的初始阶段,短路电阻阻值较大,难以被识别诊断。本工作提出了基于锂离子电池IC曲线的电池微内短路故障诊断方法。当电池发... 锂离子电池内短路极易引发热失控事故,有必要尽早检测出锂离子电池内短路故障。然而锂离子电池在内短路故障发展的初始阶段,短路电阻阻值较大,难以被识别诊断。本工作提出了基于锂离子电池IC曲线的电池微内短路故障诊断方法。当电池发生内短路故障时,部分充电电流会流过短路电阻而不是参与锂离子电池内部电化学反应,因此短路电池与正常电池的IC曲线会存在微小差异,可以通过计算不同短路程度锂离子电池与正常电池IC曲线之间的均方误差(MSE)进一步放大故障电池与正常电池之间的偏差,进而对锂离子电池微内短路故障进行诊断,由短路电池与正常电池在相同电压区间内充电电量的差异,开发了短路电阻的定量计算方法。模拟和实验结果表明,本工作提出的方法可对阻值达到710Ω的电池微内短路故障进行准确检测,对于短路电阻的最大估算误差为6.1%,对老化电池进行的短路实验表明该算法对于老化电池也有较强的适用性。且该算法计算复杂度低,仅需要电池低倍率充电数据即可进行短路故障诊断,时效性较强,易于实际应用。此外本工作还研究了锂离子电池在发生微内短路故障时的温升效应,结果表明短路电阻为100Ω时电池表面最大温升为4.1℃,短路电阻为710Ω时最大温升为0.4℃,电池发生微内短路故障时温升特征不明显。 展开更多
关键词 锂离子电池 内短路故障 增量容量曲线 等效电路模型
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电动汽车锂电池内短路诱发热失控的机理研究进展 被引量:3
10
作者 范志强 《时代汽车》 2020年第11期85-86,共2页
锂离子动力电池具有高能量密度、长循环寿命、较低的自放电率等优点,已被大规模应用于新能源电动汽车产业。但是在实际使用中可能会出现过充电、过放电、机械挤压、针刺以及过热等异常状态,引发锂电池热失控现象,使电动汽车有发生起火... 锂离子动力电池具有高能量密度、长循环寿命、较低的自放电率等优点,已被大规模应用于新能源电动汽车产业。但是在实际使用中可能会出现过充电、过放电、机械挤压、针刺以及过热等异常状态,引发锂电池热失控现象,使电动汽车有发生起火、爆炸等危险情况。而热失控的众多诱因几乎都会造成电池内短路的发生。为此,本文对动力电池内短路诱发热失控的机理展开研究,并着重分析国内外的研究现状及相关的抑制手段。 展开更多
关键词 内短路 热失控 动力电池
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锂电池内短路特性研究
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作者 贾丙硕 许冀阳 +1 位作者 孟妮 苟琦智 《小型内燃机与车辆技术》 2022年第5期93-96,共4页
针对锂离子电池在使用过程中由于内部短路而出现热失控、电压异常的问题,从锂电池单体和模组层面入手,对电池内部发生内短路的原因及故障机理进行深入研究,探究电池发生内短路时内部温度及电压的非正常变化;基于电池内短路时的异常温度... 针对锂离子电池在使用过程中由于内部短路而出现热失控、电压异常的问题,从锂电池单体和模组层面入手,对电池内部发生内短路的原因及故障机理进行深入研究,探究电池发生内短路时内部温度及电压的非正常变化;基于电池内短路时的异常温度数据,提出快速判断内短路与否的方法,同时建立电池内部温度监测热电耦合模型,从而对电池内部温度进行实时监测防止内短路现象的发生。研究结果表明锂电池热电耦合模型能够快速地计算锂电池内部温度并迅速判断内短路发生与否,实现内短路快速诊断。 展开更多
关键词 锂电池 内短路 热电耦合模型 故障分析
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变电站站内短路情况下避雷线分流系数计算 被引量:2
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作者 常阿飞 王鹏 +1 位作者 韩英杰 刘泽辉 《河南科技》 2017年第17期138-140,共3页
在对发电厂和变电站的接地网进行设计时,需要对入地故障电流进行校验,而避雷线分流系数是确定接地网目标电流的基础数据。目前,接地设计规程仅给出了每个档距内导线参数和杆塔接地电阻相同的情况下分流系数的计算方法,当出线各级杆塔接... 在对发电厂和变电站的接地网进行设计时,需要对入地故障电流进行校验,而避雷线分流系数是确定接地网目标电流的基础数据。目前,接地设计规程仅给出了每个档距内导线参数和杆塔接地电阻相同的情况下分流系数的计算方法,当出线各级杆塔接地电阻不同时,无法准确计算避雷线分流系数。本文以变电站站内短路情况为例,给出基于图论的回路电流法计算避雷线分流系数的模型和方法。通过与实测数据比较表明本文计算方法计算精度较高,且采用矩阵形式,易于编程实现和推广应用于更复杂的多电源供电变电站。 展开更多
关键词 分流系数 地电位升 变电站内短路 图论 回路电流法
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电极表面不平整性对锂电池短路触发行为的影响
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作者 贾亦楷 刘子敬 +1 位作者 黄庆丹 王璐冰 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第2期15-24,共10页
锂离子电池遭受外部冲击时内部隔膜的形变和失效是引发内部短路的关键因素之一。电池电极表面通常并不平整,易造成隔膜应力集中,影响电池的机械稳定性。因此,基于数值模拟和理论分析,针对电池隔膜在非平整表面压缩条件下的力学行为及其... 锂离子电池遭受外部冲击时内部隔膜的形变和失效是引发内部短路的关键因素之一。电池电极表面通常并不平整,易造成隔膜应力集中,影响电池的机械稳定性。因此,基于数值模拟和理论分析,针对电池隔膜在非平整表面压缩条件下的力学行为及其短路安全边界进行了深入探讨。选取包括一段宽度为50μm的隔膜及其附近的正负极涂层区域作为代表性单胞,进行二维有限元建模与数值计算。通过分析隔膜等效应力-应变曲线,发现受到不平整表面压缩的隔膜相比于理想平面压缩表现出“软化现象”,随着加载的进行,加载面和隔膜之间的空隙逐渐被填充,非平整面和平整面压缩的载荷差异逐渐减小。通过对隔膜失效应力的参数化分析,发现随着颗粒直径的增大或隔膜厚度的减小,隔膜表现出平均应力降低、屈服点后移等行为,短路失效应力也随之降低。通过对不同加载速率分析,发现隔膜的短路失效应力呈现先增大后减小的趋势,进一步通过建立隔膜在非平整表面压缩下的等效压缩本构模型,从理论上解释了粗糙度对失效应力的影响,并推导出了两者的定量关系。 展开更多
关键词 锂离子电池 碰撞安全 电池隔膜 内短路
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锂离子电池内部短路研究综述 被引量:2
14
作者 苟琦智 许冀阳 孟妮 《小型内燃机与车辆技术》 2022年第4期89-92,共4页
机械滥用、热滥用和电滥用等电池滥用方式会引发电池内部短路,从而引发电池热失控等安全事故。从解决锂离子电池内短路问题出发,分析了锂离子电池内部短路产生机理和内短路发展阶段性特征,从方法分类、触发机理及优缺点等角度综合分析... 机械滥用、热滥用和电滥用等电池滥用方式会引发电池内部短路,从而引发电池热失控等安全事故。从解决锂离子电池内短路问题出发,分析了锂离子电池内部短路产生机理和内短路发展阶段性特征,从方法分类、触发机理及优缺点等角度综合分析了内短路诱发实验方法。然后阐述了五类内短路识别方法的识别原理及适用范围,从电池材料、工艺、设计和使用等方面归纳了内短路抑制措施。最后总结出锂电池内短路未来发展方向和研究重点,为锂离子电池安全防护和应用提供借鉴。 展开更多
关键词 锂离子电池 内短路 诱发实验 内短路识别 抑制措施
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锂离子单体电芯内部短路缺陷模拟及其早期预警特征研究 被引量:3
15
作者 李鹏 高敏 +2 位作者 耿兆杰 毕山松 张永跃 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2022年第11期35-40,共6页
为有效探测、预防锂离子电池热失控,对缺陷电池早期数据进行分析,提出一种内短路缺陷电芯预警识别算法。构建内部缺陷短路电芯,并探究其可靠性表征方法,采用恒电流间歇滴定测试提取内短路特征信号,发现放电过程特定区间开路电压差可有... 为有效探测、预防锂离子电池热失控,对缺陷电池早期数据进行分析,提出一种内短路缺陷电芯预警识别算法。构建内部缺陷短路电芯,并探究其可靠性表征方法,采用恒电流间歇滴定测试提取内短路特征信号,发现放电过程特定区间开路电压差可有效应用于电池内短路特征预警算法,并对其准确率进行了验证,结果表明:在35%~40%放电深度(DOD)和70%~90%DOD区间内选定开路电压特征值20 m V,可以有效识别出内短路缺陷电芯。 展开更多
关键词 锂离子动力电池 热失控 内短路 预警
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针刺诱发电池热失控的研究进展综述 被引量:1
16
作者 张磊 刘彦辉 +2 位作者 叶从亮 周钰鑫 黄鑫炎 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第5期597-604,共8页
针刺测试是研究锂离子电池热失效机理和热失控特性的重要方法之一。本文汇总了目前广泛采用的针刺测试设置,并研究了不同变量对热失控演化的影响,包括针刺的深度、速度、位置以及针的材料和直径等,对针刺破坏下锂离子电池内短路及热失... 针刺测试是研究锂离子电池热失效机理和热失控特性的重要方法之一。本文汇总了目前广泛采用的针刺测试设置,并研究了不同变量对热失控演化的影响,包括针刺的深度、速度、位置以及针的材料和直径等,对针刺破坏下锂离子电池内短路及热失控行为进行机理性探索与分析。结果发现,针刺的深度与电池热失控行为的严重程度成正比,针刺的速度对电池热失控没有明显影响,针刺发生在活性材料较密集或电极附近时电池热失控更严重。针的材料和直径对电池热失控行为具有双重影响,需要结合实际情况对产热和散热情况分别进行分析。最后通过总结不同因素对电池热失控的影响,对减缓锂离子电池热失控以及更新其安全测试程序提出了新的见解,为后续的创新型研究工作提供思路。 展开更多
关键词 锂离子电池 针刺测试 热失控 内短路 电池安全
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车用镍钴锰三元锂离子电池过放电后的性能实验研究 被引量:14
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作者 周萍 孙林 +2 位作者 郑岳久 欧阳明高 周龙 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2017年第1期72-78,共7页
锂电池过放电后会诱发内短路,短路电池单体搁置过程中会存在一定的自修复现象。为了对电池过放电的特性进行进一步的研究,以获得过放电电池的电特性,本文以过放电后的镍钴锰(Li-NiCoMnO_2,NCM)三元锂电池单体为研究对象,过放电后搁置100... 锂电池过放电后会诱发内短路,短路电池单体搁置过程中会存在一定的自修复现象。为了对电池过放电的特性进行进一步的研究,以获得过放电电池的电特性,本文以过放电后的镍钴锰(Li-NiCoMnO_2,NCM)三元锂电池单体为研究对象,过放电后搁置100 d,再对电池进行20次循环充放电试验和静置试验。实验结果表明,搁置过程中电池单体的容量有衰减;无论过放至何种程度,过放电后的NCM锂电池单体在搁置100 d的前后对比中,内短路程度降低,内短路阻值变大,漏电流变小。搁置后的循环寿命实验表明,过放电程度越大的电池单体衰减速率越快。这些过放电后电池单体的性能变化规律有助于更深入地了解锂离子电池单体的特性,同时,也有助于电池短路电阻辨识算法的验证。 展开更多
关键词 离子电池 自修复 过放电 漏电流 内短路阻值 循环容量
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从波音787电池事故分析大型动力电池组的安全性 被引量:18
18
作者 方谋 赵骁 +4 位作者 陈敬波 尚玉明 李建军 何向明 毛宗强 《储能科学与技术》 CAS 2014年第1期42-46,共5页
日本航空公司的JA829J次航班的蓄电池燃烧事故,是一起典型的由内短路引发的锂离子蓄电池热失控在电池模块内部的单体电池之间相互传递从而导致连锁反应的安全事故。本文通过对这起热失控引发的安全事故进行案例分析来揭示热失控的典型... 日本航空公司的JA829J次航班的蓄电池燃烧事故,是一起典型的由内短路引发的锂离子蓄电池热失控在电池模块内部的单体电池之间相互传递从而导致连锁反应的安全事故。本文通过对这起热失控引发的安全事故进行案例分析来揭示热失控的典型特征以及关键性的影响因素,针对这起事故暴露出的问题提出改善大型锂离子动力蓄电池模块安全性的相关建议。 展开更多
关键词 动力电池模块 内短路 热失控 安全预警
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电动汽车用磷酸铁锂电池针刺热失控试验研究 被引量:7
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作者 金标 邹武元 +2 位作者 刘方方 安治文 徐志强 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2021年第10期37-41,共5页
为揭示锂电池内短路引发热失控的热响应和电行为特征,对单体磷酸铁锂电池及其并联连接电池模组进行针刺试验,观测被刺电池端电压、表面温度、反充电流的变化规律和试验特征,并利用电池单个电极针刺内短路模型以及等效内外短路电路模型... 为揭示锂电池内短路引发热失控的热响应和电行为特征,对单体磷酸铁锂电池及其并联连接电池模组进行针刺试验,观测被刺电池端电压、表面温度、反充电流的变化规律和试验特征,并利用电池单个电极针刺内短路模型以及等效内外短路电路模型解释电池内外短路电阻、端电压和反充电流间的相互关系。研究表明:被刺电池端电压出现突降-上升的主要原因是受随机性接触界面、高温等因素影响的内短路阻值的突降和升高;若电池正极柱处温度急剧升高,反充电流瞬间达到峰值,则表明电池发生外短路;电池是否出现热失控取决于电池内短路阻值和反充电流。 展开更多
关键词 磷酸铁锂电池 针刺 内短路 热失控 等效内外短路电路模型
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锂离子动力电池模组碰撞失效行为试验研究 被引量:8
20
作者 康华平 李政 《上海汽车》 2019年第8期7-12,42,共7页
随着新能源汽车的快速发展和普及推广,锂离子动力电池的安全性问题日益突出。文章基于电池系统国标检测项目和典型汽车碰撞工况,设计了锂离子电池模组在不同加载速度和不同方向下的挤压试验,分析了锂离子电池模组的复杂力-电特性和失效... 随着新能源汽车的快速发展和普及推广,锂离子动力电池的安全性问题日益突出。文章基于电池系统国标检测项目和典型汽车碰撞工况,设计了锂离子电池模组在不同加载速度和不同方向下的挤压试验,分析了锂离子电池模组的复杂力-电特性和失效行为。结果表明:电池模组在低速和高速挤压试验过程中均出现内短路和热失控现象,高SOC电池模组相比于低SOC模组在发生热失控后更容易起火燃烧。高速冲击工况下电池模组发生内短路时的侵入量比低速工况时小,说明电池模组的损伤容限随着加载速度的提高而降低。电池模组在碰撞工况下的力学特性及安全性具有典型的方向性。电池模组X方向的抗冲击能力相比Y向和Z向更强,但因电池单体堆叠热量积聚使得模组热失控更严重。研究结果为模组耐撞性能提升和整车电池碰撞防护设计提供了重要参考依据。 展开更多
关键词 锂离子电池模组 高速测试 内短路 热失控 损伤容限
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