Почему аккумулятор в электрических самокатах может загореться?
Возгорание аккумуляторной батареи происходят из-за теплового разгона, который нагружает аккумуляторную батарею, вызывая ее взрыв.
Аккумуляторы — это вневременное чудо химии и инженерии. Иметь возможность носить силу «Зевса» в кармане — немалый подвиг, и батареи позволяют нам это делать!
С ростом электромобильности аккумуляторные технологии будут только расти. Тем не менее, аккумуляторы в самокатах, скутерах других устройствах по-прежнему представляют определенную проблему, и этот вопрос требует объяснения.
Почему электрические самокаты иногда загораются?
Прежде чем делать поспешные выводы, пусть вас не пугает это обобщенное утверждение. Взрыв аккумуляторной батареи в электрическом самокате или другом транспортном средстве в целом не частое явление.
Современный аккумуляторный блок, который питает электротранспорт, имеет множество функций безопасности, которые предотвращают его возгорание.
Тем не менее, возгорания представляют реальную опасность с некоторыми неисправными аккумуляторными блоками. На научном языке причина этих возгораний происходит из за теплового разгона аккумуляторной батареи.
Что такое тепловой разгон аккумуляторной батареи?
Прежде чем мы начнем, давайте рассмотрим распространенное явление, с которым мы все когда-то сталкивались. Если у вашего смартфона металлический корпус, вы почувствуете, как он нагревается после постоянного использования.
С другой стороны, металлический корпус нагревается, даже когда телефон заряжается, а не используется. Так почему же мы проводим параллели между электромобилями и смартфонами?
Поперечное сечение литий-ионных аккумуляторов показывает движение электронов во время зарядки и разрядки
Большинство современных портативных устройств, включая электромобили и смартфоны, построены на основе литий-ионного аккумулятора. К числу наиболее благоприятных характеристик этой батареи относятся ее компактная конструкция, отсутствие жидких электролитов и высокая плотность энергии. Однако высокая плотность энергии также является его самым большим недостатком.
При зарядке литий-ионного аккумулятора происходит эндотермическая реакция, благодаря которой система поглощает тепло. С другой стороны, при разряде элемента система выделяет тепло, так как химическая реакция является экзотермической. Если это тепло не удаляется из системы эффективно, это приводит к нестабильности системы.
Нестабильная ячейка запускает цепную реакцию, охватывая соседние ячейки батареи, что часто приводит к взрывам и возгораниям. Это и известно как тепловой разгон.
Как можно предотвратить тепловой разгон аккумулятора?
Для предотвращения теплового разгона аккумуляторных батарей важно снизить нагрузку на систему. Нагрузка на батарею не ограничивается только неправильными циклами зарядки и разрядки.
Она также включает механические нагрузки, такие как сжатие и вибрация. Таким образом, ключом к снижению риска теплового разгона является надежное управление батареями, а также надлежащий отвод тепла и физическая изоляция аккумуляторной батареи.
Чтобы предотвратить термический разгон, аккумуляторные блоки оснащены системой управления батареями (BMS), которая отслеживает каждую ячейку на предмет нерегулярных показателей жизнедеятельности, таких как скачки температуры.
Системы управления батареями защищают аккумулятор от неправильных режимов зарядки и предотвращают тепловой разгон, отключая его по принуждению.
В случае чего-то экстраординарного BMS изолирует ячейку от оставшегося аккумуляторного блока и снижает производительность устройства. Если весь аккумуляторный блок становится нестабильным, BMS запускает отключение, чтобы предотвратить его перегрузку.
Тепловыделение в аккумуляторных батареях
Отвод тепла в аккумуляторных батареях можно осуществить несколькими способами, очень похожими на те, что используются в двигателях внутреннего сгорания. Первый использует воздушное охлаждение, когда аккумуляторная батарея вступает в контакт с холодным окружающим воздухом за счет движения автомобиля.
Этот процесс также можно ускорить с помощью вентилятора. Другой метод заключается в том, чтобы включить жидкостное охлаждение вокруг аккумуляторной батареи. Это очень похоже на автомобили, где охлаждающая жидкость циркулирует в двигателе и отводит тепло в радиатор.
Материал корпуса аккумуляторной батареи
Аккумуляторы состоят из множества элементов, соединенных вместе, чтобы максимизировать выходное напряжение и емкость. Однако их нельзя хранить открыто вместе с другими движущимися компонентами, поэтому их необходимо хранить в надежном ящике на шасси автомобиля. Поскольку аккумуляторные блоки нагреваются как во время зарядки, так и при разрядке, хорошо иметь корпус, который может отводить от них тепло.
Алюминий и пластик являются популярным выбором для корпусов аккумуляторных батарей
В то же время он должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать дорожное покрытие и климатические неровности. Таким образом, популярный выбор включает пластик и металл. Несмотря на то, что из пластмассы создают жесткие и легкие конструкции, они плохо проводят тепло. Металл, будучи хорошим проводником тепла, может быть более тяжелым и дорогим.
Как это влияет на конструкцию и дизайн электросамоката?
Самокат имеет несколько ограничений по конструкции и стоимости из-за его компактной формы. Хотя жидкостное охлаждение и металлические корпуса батарей желательны из-за своих превосходных охлаждающих свойств, они довольно громоздки.
Таким образом, использование пластиковых и алюминиевых корпусов батарей наряду с охлаждением окружающим воздухом является единственным жизнеспособным решением в настоящее время.
В теплое время года, где температура окружающей среды довольно высока, от аккумуляторной батареи передается очень мало тепла, что ускоряет тепловой разгон. Встроенные системы управления батареями иногда не могут инициировать отключение, что приводит к усугублению скачков температуры и возникновению пожара.
Что можно сделать, чтобы предотвратить возгорание аккумуляторной батареи?
Общеизвестно, что возгорания, возникающие из-за литий-ионных аккумуляторов, трудно потушить. Таким образом, производители должны тщательно тестировать свои батареи и связанные с ними системы на предмет защиты от теплового разгона.
Некоторые из них включают предупреждения о перегреве и отключения, которые изолируют аккумуляторную батарею, чтобы предотвратить дальнейшую нагрузку на неё.
Большинство современных электрических устройств имеют встроенные в систему отсечки для защиты аккумуляторов от неправильных режимов зарядки и разрядки.
Как конечные пользователи, мы можем кое-что сделать, чтобы оставаться в безопасности. Среди наиболее важных вещей – следить за состоянием заряда транспортных средств и не перезаряжать их.
Другой — воздерживаться от использования режимов вождения, которые чрезмерно нагружают аккумулятор в обмен на производительность, при движении в менее чем оптимальных температурных условиях.
(1 оценок, среднее: 1,00 из 5)
Загрузка...
