BYD:n teräakkuteknologian turvallisuusedut

Termi "terä" termissä "blade-akku" viittaa sen yksikennon muotoon, eikä se ole ennennäkemätön musta tekniikka. Sen kemiallinen luonne tunnetaan edelleen nimellä litiumrautafosfaattiakku. Fyysisen rakenteen suunnittelun ja materiaalipäivitysten jatkuvan optimoinnin ansiosta ero sen ja litiumakun välillä on kuitenkin pienentynyt ja pienentynyt. Tänään tarkastelemme kuinka BYD on saavuttanut tämän. Mitkä ovat uuden teräakun edut kolmiosaiseen litiumparistoon verrattuna.
● Teräparistojen turvallisuus
BYD:n teräakulla ei ole mitään tekemistä "veitsen" kanssa, mutta sen akkukenno on muodoltaan hyvin erikoinen, pitkä ja ohut, aivan kuten terä, joten sitä kutsutaan "teräakuksi". BYD Han EV -malleissa käytetyn akkukennon pituus on 1 metri, leveys noin 10 senttimetriä ja paksuus vain 2 senttimetriä. Yksikennoinen jännite on 3,34 V ja kapasiteetti voi olla 100 Ah. Tämä on muoto, jota ei ole koskaan esiintynyt aikaisemmissa akkukennomuodoissa.
1. Ulkoinen puristusvoima
Edellisessä artikkelissa analysoimme, että vakavimmat turvallisuusongelmat, joita litiumakkujen kanssa voivat esiintyä, ovat palaminen ja jopa räjähdys. Näiden ongelmien perimmäinen syy piilee akun sisällä tapahtuvassa lämpökarkaamisessa. Ensimmäinen vaatimus lämmön karkaamisen välttämiseksi on välttää ulkoisten voimien puristamasta akkukennoja törmäyksen sattuessa. Akun ulkopuolella BYD:n teräakut on edelleen suunniteltu energian absorptiolaatikkorakenteella, joka muistuttaa auton törmäyspalkkia, joka kestää akun runkoon kohdistuvan iskun muodonmuutoksen ja energian absorption kautta. Teräkennot on sijoitettu suoraan ja tiukasti pystysuoraan ja kiinnitetty akun runkoon, jolloin jokaisesta kennosta itsestään tulee rakenneosa ja siitä tulee akkupakettia tukeva palkki. Ohut poikkipalkki ei vaikuta paljoa, mutta suuri määrä poikkipalkkeja voi luoda jossain määrin samanlaisen vaikutelman kuin "kourallinen syömäpuikkoja jatkuvasti kiertymässä", ja niillä on suurin pinta-ala, ja taipuisimmat osat ovat edessä ja ajoneuvon takana, riittävästi puskurialueita ulkopuolella. Teräakkujen 100-800kN-testistandardissa akkupakkaus on vain hieman vääntynyt, ei savua tai tulta. Kolmen pisteen painetestissä teräakku kestää lopulta 445 kN painetta ja sen isku- ja puristuslujuus on todellakin vahvempi kuin perinteiset akkupaketin rakenteet.
2. Ytimen lämpöpoistuminen
Suurin osa uusien energiasähköajoneuvojen onnettomuuksista liittyy tehoakun lämpökarkaamiseen tai törmäykseen ja pursotukseen tai ylilataukseen ja ylipurkaukseen, mikä lopulta johtaa akun ytimen ylikuumenemiseen ja syttymiseen. Tavallisissa kolmikomponenttisissa litiumakuissa saattaa esiintyä lämpöpoistoa, kun lämpötila ylittää 200 astetta, ja mitä korkeampi nikkelipitoisuus positiivisessa elektrodimateriaalissa on, sitä epävakaammaksi se tulee. (Tällä hetkellä korkein energiatiheys NCM811-akku osoittaa, että nikkelin, koboltin ja mangaanin suhde positiivisessa elektrodissa on 8:1:1, mikä on teoriassa epävakain.) Jos BMS ei sammu ja haihdu lämpöä ajoissa, se on erittäin altis palamiselle.
Itse litiumrautafosfaattikatodimateriaalin lämpöstabiilisuus ei ole pienempi kuin kolmikomponentin litium. Sillä on erittäin korkea vakaus 500 asteessa, ja lämpökarkaaminen on mahdollista vain, kun se ylittää 800 astetta. Lisäksi, vaikka lämpökarkaa tapahtuisi, litiumrautafosfaattiakkujen lämmön vapautuminen on erittäin hidasta, eikä se vapauta happea hajoamisen aikana, mikä vähentää syttymisriskiä. Perinteisiin, samasta materiaalista valmistettuihin akkuihin verrattuna teräakuissa on pitkä nauharakenne, jossa on suuri lämmönpoistoalue, johon liittyy pitkä piirin pituus ja koko piirin alhainen lämmöntuottokapasiteetti. Yhteenvetona voidaan todeta, että alhainen lämmöntuotto ja hyvä lämmönpoistokyky vähentävät termisen karkaamisen tai itsestään syttymisen todennäköisyyttä. Litiumakkujen vaikeimmassa akupunktiotestissä BYD latasi akun täyteen GB/T:n 31485-2015 akupunktiotestimenetelmän mukaisesti käyttämällä korkeita lämpötiloja kestävää teräsneulaa, jonka halkaisija on 5 mm ja joka tunkeutui koko akun läpi. nopeudella (25 ± 5) mm/s akun elektrodilevyyn nähden kohtisuorasta suunnasta luoden keinotekoisesti oikosulkuympäristön äärimmäisissä olosuhteissa akun turvallisuuden testaamiseksi, kun se on pahimmin vaurioitunut. Puhkaisun jälkeen kolmiosainen litiumioniakku NCM622 paloi rajusti ja sen pintalämpötila ylitti 500 astetta. Lyhyen reaktioajan jälkeen perinteiset litiumrautafosfaatti-bulkkiakut alkavat laajentua ja avata paineenalennusventtiilin päästäen ulos korkean lämpötilan nesteitä ja kaasuja sisäpuolelta. Vaikka avotulta ei ole, pinnan lämpötila nousee myös 200 asteeseen - 400 asteeseen. Vaikka tiettyjä riskejä on olemassa, kokonaislämpötila on edelleen säätöalueella.