ups電源設(shè)計(jì)規(guī)范,電池保護(hù)板或BMS硬件冗余設(shè)計(jì),可預(yù)防因電子元器件失效而引起的整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)失效,通過電池管理系統(tǒng)對(duì)過充電、過放電、過電流等分別提供兩道安全防護(hù),此外,為了提升BMS的可靠性,電池的BMS產(chǎn)品須經(jīng)過高溫老化處理,浪涌防護(hù)及防潮防塵這些基本功能。ups電源不但要提供過充電、過放電、過電流保護(hù)功能,還要對(duì)龐大的電池系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控與管理。為了保證電池工作在相同的溫度環(huán)境下,BMS還要監(jiān)控所有電芯的工作溫度,具備熱平衡功能,高效水冷電池模組可將電池工作溫度有效控制在(25±2)℃。此外,為了提升電池安全性,BMS集成有落水監(jiān)測(cè)、煙霧監(jiān)測(cè)、碰撞監(jiān)測(cè)、翻車監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程報(bào)警及自動(dòng)滅火等安全功能。
ups電源在生產(chǎn)制造廠嚴(yán)格控制正極負(fù)極隔膜電解液等主要原材料的品質(zhì),從電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到電芯生產(chǎn)制造整個(gè)過程,都須經(jīng)過嚴(yán)格的品質(zhì)控制與在線檢測(cè)監(jiān)控程序,以保證鋰電芯的高品質(zhì)。通過嚴(yán)格的后端篩選與批次的破壞性檢驗(yàn),來保證每一顆出廠電芯的品質(zhì)都符合品質(zhì)要求,保證在過充電、過放電、過電流、振動(dòng)、機(jī)械沖擊、跌落、擠壓、翻轉(zhuǎn)、碰撞、刺穿等情況下、符合品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。在設(shè)計(jì)電池系統(tǒng)時(shí),必須對(duì)過充電、過放電與過電流分別提供兩道電子防護(hù)。其中,保護(hù)板或BMS是第二道防護(hù),如果沒有外部保護(hù),電池發(fā)生爆炸就代表設(shè)計(jì)不良。
ups電源的品質(zhì)保障,如果外部保護(hù)失敗,需要對(duì)鋰電芯品質(zhì)提出更高的要求。電池在爆炸前,如果內(nèi)部有鋰原子堆積在材料表面,燃燒爆炸的破壞力會(huì)更大。所以鋰電芯抗過充電能力比抗外部短路的能力顯得更為重要。
ups電源電池在熱沖擊、過充電、過放電和短路等濫用情況下,其內(nèi)部的活性物質(zhì)及電解液等組分間將發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量的熱量與氣體,使得電池內(nèi)部壓力升高,積累到一定程度可能導(dǎo)致電池著火,甚至爆炸。其主要原因如下。
(1)材料熱穩(wěn)定性 ups電源電池在一些濫用情況下,如高阻、過充電、針刺穿透以及擠壓等,會(huì)導(dǎo)致電極和有機(jī)電解液之間的強(qiáng)烈反應(yīng),如有機(jī)電解液的劇烈氧化、還原或正極分解產(chǎn)生的氧氣進(jìn)一步與有機(jī)電解液反應(yīng)等,這些反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量如不能及時(shí)散失到周圍環(huán)境中,必將導(dǎo)致電池內(nèi)熱失控的產(chǎn)生,最終導(dǎo)致電池的燃燒、爆炸。因此,正負(fù)電極、有機(jī)電解液相互作用的熱穩(wěn)定性是制約ups電源電池安全性的首要因素。
(2)制造工藝 ups電源電池的制造工藝分為液態(tài)和聚合物ups電源電池的制造工藝。無論是何種結(jié)構(gòu)的ups電源電池,電極制造、電池裝配等制造過程都會(huì)對(duì)電池的安全性產(chǎn)生影響。如正極和負(fù)極混料、涂布、銀壓、裁片或沖切、組裝、加注電解液的封口、化成等諸道工序的質(zhì)量控制,無一不影響電池的性能和安全性。漿料的均勻度決定了活性物質(zhì)在電極上分布的均勻性,從而影響電池的安全性。漿料細(xì)度太大,電池充放電時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)極材料膨脹和收縮比較大的變化。可能出現(xiàn)金屬鋰的析出;漿料細(xì)度太小,會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻過大。涂布加熱溫度過低或烘干時(shí)間不足,會(huì)使溶劑殘留,枯結(jié)劑部分溶解,造成部分活性物質(zhì)容易剝離;溫度過高,可能造成枯結(jié)劑碳化,活性物質(zhì)脫落形成電池內(nèi)短路。從提高ups電源電池安全性的角度,2022-05-13