Одоогийн байдлаар лити-ион батерейны аюулгүй байдлын ослын ихэнх нь хамгаалалтын хэлхээний эвдрэлээс болж батерейны дулааны алдагдлыг үүсгэж, гал, дэлбэрэлт үүсгэдэг. Тиймээс литийн батерейг аюулгүй ашиглахын тулд хамгаалалтын хэлхээний дизайн онцгой чухал бөгөөд литийн батерейны эвдрэлд хүргэж буй бүх төрлийн хүчин зүйлийг харгалзан үзэх шаардлагатай. Үйлдвэрлэлийн процессоос гадна доголдол нь үндсэндээ хэт цэнэглэлт, хэт цэнэггүйдэл, өндөр температур зэрэг гадаад эрс тэс нөхцөл байдлын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй байдаг. Хэрэв эдгээр параметрүүдийг бодит цаг хугацаанд нь хянаж, өөрчлөгдөх үед холбогдох хамгаалалтын арга хэмжээг авах юм бол дулааны гүйлтээс зайлсхийх боломжтой. Лити батерейны аюулгүй байдлын загвар нь эсийн сонголт, бүтцийн дизайн, BMS-ийн функциональ аюулгүй байдлын загвар зэрэг хэд хэдэн зүйлийг агуулна.

Эсийн сонголт

Эсийн материалыг сонгох нь эсийн аюулгүй байдалд нөлөөлдөг олон хүчин зүйл байдаг. Химийн янз бүрийн шинж чанараас шалтгаалан литийн батерейны янз бүрийн катодын материалд аюулгүй байдал өөр өөр байдаг. Жишээлбэл, литийн төмрийн фосфат нь оливин хэлбэртэй бөгөөд харьцангуй тогтвортой бөгөөд нурахад хялбар биш юм. Гэсэн хэдий ч литийн кобальтат ба литийн гурвалсан давхарга нь нурахад хялбар байдаг. Тусгаарлагчийн сонголт нь мөн маш чухал бөгөөд түүний гүйцэтгэл нь эсийн аюулгүй байдалтай шууд холбоотой байдаг. Тиймээс нүдийг сонгохдоо зөвхөн илрүүлэлтийн тайлан төдийгүй үйлдвэрлэгчийн үйлдвэрлэлийн процесс, материал, тэдгээрийн параметрүүдийг харгалзан үзнэ.

Бүтцийн дизайн

Батерейны бүтцийн загвар нь голчлон тусгаарлагч болон дулаан ялгаруулах шаардлагыг харгалзан үздэг.

• Тусгаарлалтын шаардлага нь ерөнхийдөө дараах асуудлуудыг хамардаг: Эерэг ба сөрөг электродын хоорондох тусгаарлагч; Эс болон хашааны хоорондох тусгаарлагч; Тулгуур болон хашааны хоорондох тусгаарлагч; ПХБ-ийн цахилгааны зай ба мөлхөгч зай, дотоод утаснуудын дизайн, газардуулгын загвар гэх мэт.
• Дулаан алдагдах нь голчлон зарим том эрчим хүч хадгалах эсвэл зүтгүүрийн батерейнд зориулагдсан. Эдгээр батерейнууд нь өндөр энергитэй тул цэнэглэх, цэнэглэх үед үүсэх дулаан нь асар их байдаг. Хэрэв дулааныг цаг тухайд нь гаргаж чадахгүй бол дулаан хуримтлагдаж, осол аваар гарах болно. Тиймээс хашааны материалын сонголт, дизайн (тодорхой механик бат бөх, тоос, ус үл нэвтрэх шаардлага хангасан байх ёстой), хөргөлтийн систем болон бусад дотоод дулаан тусгаарлалт, дулаан ялгаруулах, гал унтраах системийг сонгохдоо бүгдийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Батерейны хөргөлтийн системийг сонгох, хэрэглэх талаар өмнөх дугаараас үзнэ үү.

Аюулгүй байдлын функциональ дизайн

Физик болон химийн шинж чанар нь материал нь цэнэглэх, цэнэглэх хүчдэлийг хязгаарлаж чадахгүй гэдгийг тодорхойлдог. Цэнэглэх, цэнэглэх хүчдэл нь нэрлэсэн хязгаараас хэтэрсэн тохиолдолд литийн батерейнд эргэлт буцалтгүй гэмтэл учруулах болно. Тиймээс лити батерей ажиллаж байх үед дотоод үүрний хүчдэл ба гүйдлийг хэвийн байдалд байлгахын тулд хамгаалалтын хэлхээг нэмэх шаардлагатай. Батерейны BMS-ийн хувьд дараахь функцүүд шаардлагатай.

• Цэнэглэхээс хэт хүчдэлийн хамгаалалт: хэт цэнэглэх нь дулааны гүйлтийн гол шалтгаануудын нэг юм. Хэт их цэнэглэгдсэний дараа литийн ион их хэмжээгээр ялгарсны улмаас катодын материал нурж, сөрөг электрод нь литийн хур тунадас үүсэх бөгөөд энэ нь дулааны тогтвортой байдал буурч, дулааны алдагдах эрсдэлтэй гаж урвал нэмэгдэхэд хүргэдэг. Тиймээс цэнэглэх нь эсийн дээд хязгаарт хүрсэний дараа гүйдлийг цаг тухайд нь таслах нь онцгой чухал юм. Энэ нь BMS нь хэт хүчдэлийн хамгаалалтыг цэнэглэх функцтэй байхыг шаарддаг бөгөөд ингэснээр эсийн хүчдэлийг үргэлж ажлын хязгаарт байлгадаг. Хамгаалалтын хүчдэл нь хязгаарын утга биш, өргөн хүрээтэй байх нь илүү дээр байх болно, учир нь энэ нь батерейг бүрэн цэнэглэх үед гүйдлийг таслахгүй байх, улмаар хэт цэнэглэхэд хүргэдэг. BMS-ийн хамгаалалтын хүчдэл нь ихэвчлэн үүрний дээд хүчдэлтэй ижил буюу арай бага байхаар хийгдсэн байдаг.
• Хэт гүйдлийн хамгаалалт: Батерейг цэнэглэх эсвэл цэнэггүй болгох хязгаараас илүү гүйдлээр цэнэглэх нь дулааны хуримтлал үүсгэдэг. Дулаан нь диафрагмыг хайлуулахад хангалттай хуримтлагдвал дотоод богино холболт үүсгэж болно. Тиймээс гүйдлийн хамгаалалтыг цаг тухайд нь цэнэглэх нь бас чухал юм. Хэт гүйдлийн хамгаалалт нь дизайн дахь эсийн гүйдлийн хүлцэлээс өндөр байж болохгүй гэдгийг анхаарах хэрэгтэй.
• Хүчдэлийн хамгаалалт дор цэнэггүй болох: Хэт их эсвэл хэт бага хүчдэл нь батерейны ажиллагааг алдагдуулна. Хүчдэлийн дор тасралтгүй цэнэггүйдэл нь зэсийг тунадасжуулах, сөрөг электрод сүйрэхэд хүргэдэг тул ерөнхийдөө батерей нь хүчдэлээс хамгаалах функцтэй байдаг.
• Хэт гүйдлийн хамгаалалт: ПХБ-ийн ихэнх цэнэглэлт ба цэнэг нь ижил интерфэйсээр дамждаг бөгөөд энэ тохиолдолд цэнэглэлт ба цэнэгийн хамгаалалтын гүйдэл тогтвортой байна. Гэхдээ зарим батерейнууд, ялангуяа цахилгаан хэрэгсэлд зориулсан батерей, хурдан цэнэглэгч болон бусад төрлийн батерейнууд нь их хэмжээний гүйдэл эсвэл цэнэглэх шаардлагатай байдаг тул гүйдэл нь энэ үед нийцэхгүй байгаа тул хоёр гогцоо хяналтанд цэнэглэж, цэнэглэх нь зүйтэй.
• Богино залгааны хамгаалалт: Батерейны богино холболт нь хамгийн нийтлэг алдаануудын нэг юм. Зарим мөргөлдөх, буруу ашиглах, шахах, зүү зүүх, ус орох гэх мэт нь богино холболт үүсгэхэд хялбар байдаг. Богино холболт нь нэн даруй их хэмжээний цэнэгийн гүйдэл үүсгэдэг бөгөөд энэ нь батерейны температурыг огцом өсгөхөд хүргэдэг. Үүний зэрэгцээ гаднах богино холболтын дараа эсэд ихэвчлэн хэд хэдэн цахилгаан химийн урвал явагддаг бөгөөд энэ нь хэд хэдэн экзотермик урвалд хүргэдэг. Богино залгааны хамгаалалт нь мөн хэт гүйдлийн хамгаалалт юм. Гэхдээ богино залгааны гүйдэл нь хязгааргүй байх бөгөөд дулаан, хор хөнөөл нь мөн хязгааргүй тул хамгаалалт нь маш мэдрэмтгий байх ёстой бөгөөд автоматаар өдөөгдөх боломжтой. Богино холболтоос хамгаалах нийтлэг арга хэмжээ нь контактор, гал хамгаалагч, мос гэх мэт.
• Хэт температурын хамгаалалт: Батерей нь орчны температурт мэдрэмтгий байдаг. Хэт өндөр эсвэл хэт бага температур нь түүний гүйцэтгэлд нөлөөлнө. Тиймээс батерейг хязгаарлагдмал температурт ажиллуулах нь чухал юм. BMS нь температур хэт өндөр эсвэл хэт бага үед зайг зогсоох температурын хамгаалалтын функцтэй байх ёстой. Үүнийг цэнэгийн температурын хамгаалалт, цэнэгийн температурын хамгаалалт гэх мэтээр хувааж болно.
• Тэнцвэржүүлэх функц: Зөөврийн компьютер болон бусад олон цуврал батерейны хувьд үйлдвэрлэлийн процессын ялгаатай байдлаас шалтгаалан эсүүдийн хооронд зөрчил үүсдэг. Жишээлбэл, зарим эсийн дотоод эсэргүүцэл нь бусдаас их байдаг. Энэхүү үл нийцэл нь гадаад орчны нөлөөн дор аажмаар улам дордох болно. Иймд эсийн тэнцвэрийг хэрэгжүүлэхийн тулд тэнцвэрийн удирдлагын функцтэй байх шаардлагатай. Ерөнхийдөө хоёр төрлийн тэнцвэр байдаг:

1.Идэвхгүй тэнцвэржүүлэх: Хүчдэл харьцуулагч гэх мэт техник хэрэгслийг ашиглаад дараа нь өндөр хүчин чадалтай батерейны илүүдэл хүчийг суллахын тулд дулааны эсэргүүцлийг ашиглана. Гэхдээ эрчим хүчний хэрэглээ их, тэнцүүлэх хурд удаан, үр ашиг бага байдаг.

2. Идэвхтэй тэнцвэржүүлэх: конденсатор ашиглан илүү өндөр хүчдэлтэй үүрний хүчийг хуримтлуулж, бага хүчдэлтэй үүрэнд гаргадаг. Гэсэн хэдий ч, зэргэлдээх үүрнүүдийн хоорондох даралтын зөрүү бага байвал тэнцүүлэх хугацаа урт, тэнцүүлэх хүчдэлийн босгыг илүү уян хатан тохируулж болно.

Стандарт баталгаажуулалт

Эцэст нь, хэрэв та батерейгаа олон улсын болон дотоодын зах зээлд амжилттай гаргахыг хүсч байвал лити-ион батерейны аюулгүй байдлыг хангахын тулд холбогдох стандартыг хангасан байх ёстой. Эсээс эхлээд батерей болон үндсэн бүтээгдэхүүнүүд нь холбогдох туршилтын стандартыг хангасан байх ёстой. Энэ нийтлэлд цахим мэдээллийн технологийн бүтээгдэхүүний дотоодын батерейны хамгаалалтын шаардлагуудыг авч үзэх болно.

GB 31241-2022

Энэ стандарт нь зөөврийн электрон төхөөрөмжийн батерейнд зориулагдсан. Үүнд голчлон 5.2 аюулгүй ажиллагааны параметрүүд, PCM-ийн аюулгүй байдлын шаардлага 10.1-10.5, системийн хамгаалалтын хэлхээний аюулгүй байдлын 11.1-11.5 (батарей өөрөө хамгаалалтгүй байх үед), 12.1 ба 12.2 нийцтэй байдлын шаардлага, Хавсралт А (баримт бичгийн хувьд) зэргийг голчлон авч үздэг. .

u Нөхцөл 5.2-д заасан үүр ба батерейны параметрүүд таарч байх ёстой бөгөөд энэ нь батерейны ажлын параметрүүд нь үүрний хязгаараас хэтрэхгүй байх ёстой гэж ойлгож болно. Гэсэн хэдий ч батерейны хамгаалалтын параметрүүд нь батерейны ажиллах параметрүүд нь эсийн хүрээнээс хэтрэхгүй байх шаардлагатай юу? Өөр өөр ойлголтууд байдаг боловч батерейны дизайны аюулгүй байдлын үүднээс авч үзвэл хариулт нь тийм юм. Жишээлбэл, үүрний (эсвэл эсийн блок) цэнэглэх хамгийн их гүйдэл нь 3000 мА, батерейны ажлын хамгийн их гүйдэл нь 3000 мА-аас хэтрэхгүй байх ёстой бөгөөд батерейны хамгаалалтын гүйдэл нь цэнэглэх процесс дахь гүйдэлээс хэтрэхгүй байх ёстой. 3000 мА. Зөвхөн ийм байдлаар л бид аюулаас үр дүнтэй хамгаалж, зайлсхийх боломжтой. Хамгаалалтын параметрийн дизайныг Хавсралт А-аас үзнэ үү. Энэ нь харьцангуй иж бүрэн ашиглаж байгаа үүр – батарей – хостын параметрийн загварыг авч үздэг.

u Хамгаалалтын хэлхээтэй батерейны хувьд 10.1~10.5 зайны хамгаалалтын хэлхээний аюулгүй байдлын туршилт хийх шаардлагатай. Энэ бүлэгт хэт хүчдэлийн хамгаалалт, хэт гүйдлийн хамгаалалтыг цэнэглэх, хүчдэлийн хамгаалалт дор цэнэглэх, хэт гүйдлийн хамгаалалт болон богино залгааны хамгаалалтыг голчлон судалдаг. Эдгээрийг дээр дурдсан болноАюулгүй байдлын функциональ дизайнболон үндсэн шаардлага. GB 31241 нь 500 удаа шалгах шаардлагатай.

u Хамгаалалтын хэлхээгүй зайг цэнэглэгч эсвэл төгсгөлийн төхөөрөмжөөр хамгаалсан бол 11.1~11.5 системийн хамгаалалтын хэлхээний аюулгүй байдлын туршилтыг гадны хамгаалалтын төхөөрөмжөөр хийнэ. Цэнэг ба цэнэгийн хүчдэл, гүйдэл, температурын хяналтыг голчлон судалдаг. Хамгаалалтын хэлхээтэй батерейтай харьцуулахад хамгаалалтын хэлхээгүй батерей нь зөвхөн бодит ашиглалтын үед тоног төхөөрөмжийн хамгаалалтад л найдаж болно гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Эрсдэл нь илүү өндөр тул хэвийн ажиллагаа болон нэг гэмтлийн нөхцөлийг тусад нь шалгана. Энэ нь эцсийн төхөөрөмжийг давхар хамгаалалттай болгоход хүргэдэг; эс бөгөөс 11-р бүлгийн шалгалтыг давж чадахгүй.

u Эцэст нь, хэрэв зайнд хэд хэдэн цуврал эс байгаа бол та тэнцвэргүй цэнэглэх үзэгдлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. 12-р бүлгийн тохирлын шалгалт шаардлагатай. ПХБ-ийн тэнцвэр ба дифференциал даралтын хамгаалалтын функцийг энд голчлон судалсан болно. Нэг эсийн батерейнд энэ функц шаардлагагүй.

GB 4943.1-2022

Энэ стандарт нь AV бүтээгдэхүүнд зориулагдсан. Батерейгаар ажилладаг электрон бүтээгдэхүүний хэрэглээ нэмэгдэж байгаатай холбогдуулан GB 4943.1-2022-ын шинэ хувилбар нь батерей бүхий тоног төхөөрөмж, тэдгээрийн хамгаалалтын хэлхээг үнэлэх талаар Хавсралт М-д батерейнд тавигдах тодорхой шаардлагыг өгсөн. Батерейны хамгаалалтын хэлхээний үнэлгээнд үндэслэн хоёрдогч лити батерей агуулсан тоног төхөөрөмжийн аюулгүй байдлын нэмэлт шаардлагыг нэмж оруулсан болно.

u Хоёрдогч лити батерейны хамгаалалтын хэлхээ нь ихэвчлэн хэт цэнэглэлт, хэт цэнэггүйдэл, урвуу цэнэглэлт, цэнэглэх аюулгүй байдлын хамгаалалт (температур), богино залгааны хамгаалалт гэх мэтийг судалдаг. Эдгээр туршилтууд бүгд хамгаалалтын хэлхээнд нэг гэмтэлтэй байхыг шаарддаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ шаардлагыг батерейны стандарт GB 31241-д дурдаагүй болно. Тиймээс батерейг хамгаалах функцийг боловсруулахдаа бид зай болон хостын стандарт шаардлагыг хослуулах хэрэгтэй. Хэрэв зай нь зөвхөн нэг хамгаалалттай бөгөөд нэмэлт бүрэлдэхүүн хэсэггүй эсвэл зай нь хамгаалалтын хэлхээгүй бөгөөд хамгаалалтын хэлхээг зөвхөн хостоор хангадаг бол туршилтын энэ хэсэгт хостыг оруулах ёстой.

Дүгнэлт

Дүгнэж хэлэхэд, аюулгүй батерейг зохион бүтээхэд материалыг өөрөө сонгохоос гадна дараагийн бүтцийн дизайн, функциональ аюулгүй байдлын загвар нь адилхан чухал юм. Хэдийгээр өөр өөр стандартууд нь бүтээгдэхүүнд өөр өөр шаардлага тавьдаг боловч батерейны дизайны аюулгүй байдал нь янз бүрийн зах зээлийн шаардлагыг бүрэн хангасан гэж үзэж чадвал хүргэх хугацааг эрс багасгаж, бүтээгдэхүүнийг зах зээлд хурдасгах боломжтой. Янз бүрийн улс орон, бүс нутгийн хууль тогтоомж, дүрэм журам, стандартуудыг нэгтгэхээс гадна эцсийн бүтээгдэхүүн дэх батерейны бодит хэрэглээнд тулгуурлан бүтээгдэхүүнийг зохион бүтээх шаардлагатай.