ความท้าทายที่รุนแรงด้านไฟฟ้าแรงสูง: ในการวิเคราะห์เชิงลึกและการประเมินผลกระทบของประสิทธิภาพของอุปกรณ์ขัดข้องในปัจจุบันของแบตเตอรี่ลิเธียม

เชิงนามธรรม

ข้อผิดพลาดในการวัดแรงดันไฟฟ้าอาจทำให้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชาร์จมากเกินไป ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของก๊าซภายในและการสร้างความร้อน ส่งผลให้เกิดความร้อนที่ไม่สามารถควบคุมได้ เพื่อลดความเสี่ยงนี้ แบตเตอรี่ทรงกระบอกจะติดตั้งอุปกรณ์ตัดกระแสไฟฟ้า (CID) ซึ่งทำหน้าที่เป็นวาล์วระบายแรงดัน เมื่อความดันภายในเพิ่มขึ้น CID จะสามารถตัดการเชื่อมต่อวงจรภายในของแบตเตอรี่ได้ อย่างไรก็ตาม การตัดการเชื่อมต่อนี้ทำให้แบตเตอรี่มีความต้านทานสูงกะทันหัน ทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงในแบตเตอรี่ที่ต่อแบบอนุกรม ในการกำหนดค่านี้ แรงดันไฟฟ้าบางส่วนหรือทั้งหมดของระบบอาจลดลงที่แบตเตอรี่ที่ถอดออก ซึ่งเพิ่มความเป็นไปได้อย่างมากที่จะเกิดประกายไฟ ส่วนโค้งประเภทนี้อาจจุดชนวนก๊าซไวไฟใดๆ ก็ตามที่หลบหนีออกมาได้ ซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างร้ายแรง

ในชุดการทดสอบที่ดำเนินการกับนักเคมีแบตเตอรี่ที่แตกต่างกันสามราย ได้แก่ NMC (นิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์), NCA (อะลูมิเนียมนิกเกิลโคบอลต์) และ LFP (ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต) พบว่าไม่สามารถรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยของ CID ที่แรงดันไฟฟ้าของระบบเกิน 120V. แม้ว่าการทดสอบเปรียบเทียบที่สองเท่าของแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่ระบุไม่ได้แสดงพฤติกรรมเดียวกัน แต่การค้นพบเหล่านี้ชี้ให้เห็นว่ามาตรฐานความปลอดภัยในปัจจุบันที่แนะนำให้ทดสอบที่สองเท่าของแรงดันไฟฟ้าปกติอาจไม่สามารถตอบสนองความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องได้ทั้งหมด การทดสอบเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าการเชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่างแบตเตอรี่และ CID เป็นอันตรายโดยธรรมชาติ เนื่องจากในกรณีที่เลวร้ายที่สุด แรงดันไฟฟ้าของระบบทั้งหมดอาจมุ่งไปที่แบตเตอรี่เพียงก้อนเดียว ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของระบบได้

1. บทนำ

ด้วยความก้าวหน้าของวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ชีวิตสมัยใหม่จึงต้องพึ่งพาอุปกรณ์ต่างๆ เช่น สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต จักรยานไฟฟ้า ยานพาหนะไฟฟ้า เครื่องมือไฟฟ้า และระบบกักเก็บพลังงานภายในบ้าน ตามมาตรฐาน IEC 61140 อุปกรณ์เหล่านี้สามารถแบ่งระดับแรงดันไฟฟ้าได้เป็นสองระดับ: อุปกรณ์ที่ต่ำกว่า 60V AC และ 120V DC และอุปกรณ์ที่มีช่วงแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1000V AC และ 1500V DC

แบบแรกประกอบด้วยเครื่องมือไฟฟ้า จักรยานไฟฟ้า แล็ปท็อป และโทรศัพท์มือถือ ซึ่งโดยทั่วไปถือว่าปลอดภัยเนื่องจากมีแรงดันไฟฟ้าต่ำมาก อย่างหลังเรียกอีกอย่างว่าอุปกรณ์ช่วงแรงดันไฟฟ้าต่ำ เช่น ยานพาหนะไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าปกติ 400V DC ถึง 800V DC ยานพาหนะไฟฟ้าและการใช้งานอื่นๆ ได้รับพลังงานในการทำงานที่ต้องการจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยมีแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 4.2V โดยทั่วไป ระดับแรงดันไฟฟ้านี้เพียงพอสำหรับสมาร์ทโฟน แต่สำหรับรถจักรยานไฟฟ้า (36V DC) และยานพาหนะไฟฟ้า (400V DC) จำเป็นต้องเชื่อมต่อแบตเตอรี่ประมาณ 10 และ 96 ก้อนตามลำดับ

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความไวต่อปฏิกิริยาการชาร์จมากเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่การก่อตัวของก๊าซภายในแบตเตอรี่ได้ เพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่แต่ละก้อนทำงานภายในช่วงที่ถูกต้อง จึงมีการใช้ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ในแบตเตอรี่เพื่อตรวจสอบพารามิเตอร์และช่วง นอกจากนี้ แบตเตอรี่ทรงกระบอกยังติดตั้งระบบความปลอดภัยแบบพาสซีฟ เช่น อุปกรณ์ตัดกระแสไฟ (CID) ซึ่งใช้เพื่อตัดการเชื่อมต่อวงจรภายในของแบตเตอรี่เมื่อเกิดการก่อตัวของก๊าซและความดันเพิ่มขึ้นเนื่องจากปฏิกิริยาการสลายตัวภายในแบตเตอรี่

เนื่องจากการขาดการเชื่อมต่อของ CID ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากการเกิดประกายไฟจึงเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดคำถามว่าแบตเตอรี่ที่มี CID จะเป็นอันตรายหรือไม่เมื่อใช้แบบอนุกรม ตัวอย่างเช่น รถยนต์ไฟฟ้าที่มีระบบ 400V อาจประสบปัญหาทางเทคนิคซึ่งส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่หนึ่งสูงมากเกินแรงดันไฟฟ้าปกติสองเท่า ในกรณีนี้ การทดสอบที่ดำเนินการระหว่างการอนุมัติแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้านั้นไม่มีความหมาย เนื่องจากการใช้ CID ในสถานการณ์นี้อาจนำไปสู่สถานการณ์ที่เป็นอันตรายได้

เพื่อหาคำตอบที่ดีที่สุดสำหรับคำถามนี้ บทความนี้ได้ทำการทดสอบอย่างละเอียดที่ระดับแรงดันไฟฟ้าต่างๆ (120V DC ถึง 800V DC) ที่ใช้กันทั่วไปในการใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าและรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด

2. ภูมิหลังทางทฤษฎี

ผลที่ตามมาของการชาร์จไฟเกิน:การชาร์จไฟเกินถือเป็นหนึ่งในสถานการณ์ที่สำคัญที่สุดในการใช้งานแบตเตอรี่ เมื่อเปรียบเทียบกับการปล่อยประจุลึก ผลที่ตามมาจากการชาร์จมากเกินไปจะร้ายแรงกว่า ซึ่งอาจนำไปสู่การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์และวัสดุแคโทด รวมถึงอาการไม่พึงประสงค์ระหว่างอิเล็กโทรดและส่วนประกอบอื่นๆ ของแบตเตอรี่ ส่งผลให้เกิดความล้มเหลวของแบตเตอรี่อย่างร้ายแรง เช่น ไฟไหม้หรือการระเบิด

เหตุผลในการชาร์จไฟเกิน:รวมถึงความล้มเหลวของตัวควบคุมการชาร์จ, ความล้มเหลวของ BMS หรือการวัดแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ถูกต้อง ตัวอย่างเช่น การปรับสมดุล BMS ของแบตเตอรี่โดยอิงจากค่าแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่การชาร์จมากเกินไปและอาจทำให้ความร้อนหนีหายไปในที่สุด

ปฏิกิริยาภายในของแบตเตอรี่:ขึ้นอยู่กับวัสดุและสารเคมีที่ใช้ในแบตเตอรี่ ออกซิเจนจะถูกผลิตขึ้นในระหว่างการสลายตัวของแคโทด (ขึ้นอยู่กับสถานะการชาร์จและวัสดุแคโทด) ออกซิเจนทำปฏิกิริยากับตัวทำละลายคาร์บอนและอิเล็กโทรไลต์ ส่งผลให้เกิดก๊าซไวไฟ เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ และไฮโดรเจน ในกรณีนี้ อิเล็กโทรดโคบอลต์ลิเธียมนิกเกิลแมงกานีส (NMC 622 และ NMC 811) และอิเล็กโทรดอะลูมิเนียมโคบอลต์ลิเธียมนิกเกิลโคบอลต์ (NCA) แสดงให้เห็นถึงภาวะวิกฤติ ในขณะที่อิเล็กโทรดลิเธียมเหล็กฟอสเฟตถือเป็นวัสดุที่ปลอดภัยที่สุดเนื่องจากมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เป็นพิษต่ำ อิเล็กโทรไลต์เป็นองค์ประกอบหลักในการสร้างก๊าซในแบตเตอรี่ และการก่อตัวของก๊าซในแบตเตอรี่แต่ละก้อนจะทำให้เกิดแรงดันสูง เนื่องจากการปิดผนึกสิ่งแวดล้อมด้วยแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ก๊าซที่เกิดขึ้นจึงหลบหนี และเมื่อใช้ร่วมกับเปลือกโลหะที่มั่นคง แรงดันแก๊สจึงสูงถึง 20 บาร์ ในเหตุการณ์ความล้มเหลวที่ไม่สามารถควบคุมได้ ก๊าซเหล่านี้อาจระเบิดได้

อุปกรณ์ความปลอดภัย:เพื่อลดอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน จึงมีการใช้อุปกรณ์ความปลอดภัยและกลไกการควบคุมต่างๆ มาตรการความปลอดภัยภายใน เช่น อุปกรณ์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเชิงบวก (PTC) และอุปกรณ์ตัดกระแสไฟ (CID) ถูกใช้ที่ระดับแบตเตอรี่ และใช้ BMS เป็นมาตรการความปลอดภัยภายนอกเพื่อตรวจสอบแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่องที่ระดับระบบ PTC เพิ่มความต้านทานและลดการไหลของกระแสระหว่างการให้ความร้อน ในขณะที่ CID ประกอบด้วยดิสก์ด้านบนและดิสก์ด้านล่าง เมื่อประจุมากเกินไปทำให้เกิดแรงดันเพิ่มขึ้น จานด้านบนจะโค้งงอและรอยเชื่อมจะแตก ดังนั้นจึงตัดการเชื่อมต่อเส้นทางปัจจุบันกับวัสดุที่ใช้งานอยู่ การทริกเกอร์ CID นั้นคล้ายกับการเปิดสวิตช์ภายใต้โหลด ซึ่งอาจจุดชนวนส่วนโค้งได้ สำหรับแบตเตอรี่ทรงกระบอกที่มี CID แรงดันไฟฟ้า 18V ก็เพียงพอที่จะสร้างส่วนโค้งได้ ในการเชื่อมต่อแบบอนุกรม แบตเตอรี่หนึ่งก้อนอาจไม่ถึงค่าแรงดันไฟฟ้าสูงขนาดนั้น แต่อาจเกิดขึ้นในระบบ ซึ่งอาจทำให้เกิดความเข้มข้นของแรงดันไฟฟ้าบนแบตเตอรี่หนึ่งก้อน ทำให้เกิดอันตรายอย่างยิ่ง

มาตรฐานการทดสอบ:ข้อแนะนำของสหประชาชาติว่าด้วยการขนส่งสินค้าอันตรายมีความสำคัญมากสำหรับการทดสอบแบตเตอรี่ ซึ่ง UN 38.3 T3 ระบุข้อกำหนดในการทดสอบหลายประการ รวมถึงการทดสอบการชาร์จไฟเกิน ตามมาตรฐานนี้ การทดสอบการชาร์จไฟเกินคือเพื่อตรวจสอบว่าแบตเตอรี่เป็นอันตรายหรือไม่ในกรณีใช้งานผิดประเภท และควรชาร์จแบตเตอรี่ให้เป็นแรงดันไฟฟ้าสูงสุดในการชาร์จสองเท่าในระหว่างการทดสอบ กฎระเบียบ UN ECE หมายเลข 100 เป็นพื้นฐานทางกฎหมายสำหรับการอนุมัติรถยนต์ไฟฟ้าโดยสหภาพยุโรป ซึ่งอธิบายถึงการทดสอบการชาร์จไฟเกินของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า คู่มือการทดสอบการละเมิดระบบจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า FreedomCAR ก็เป็นหนึ่งในมาตรฐานที่สำคัญเช่นกัน สำหรับการทดสอบการประจุไฟเกิน มาตรฐานนี้ใช้กระแสไฟชาร์จ DC คงที่ และควรตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่าของแรงดันไฟฟ้าปกติ มาตรฐานเหล่านี้ไม่ตรงตามข้อกำหนดในการใช้งานจริงเสมอไป เนื่องจากมีการติดตั้งแบตเตอรี่แบบอนุกรมในโมดูลและแรงดันไฟฟ้าอาจสูงกว่า ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการเกิดประกายไฟมากขึ้นเมื่อถอด CID ออก

3. ส่วนทดลอง

การออกแบบการทดลอง:ในการทดสอบการชาร์จไฟเกิน มีการใช้แบตเตอรี่สามก้อนที่มีคุณสมบัติทางเคมีต่างกัน (LFP, NMC และ NCA) เพื่อวิเคราะห์พฤติกรรมเชิงเปรียบเทียบ เหตุผลในการเลือกแบตเตอรี่เหล่านี้ก็คือ LFP มีปฏิกิริยาประจุมากเกินไปเล็กน้อย อิเล็กโทรด NMC มีปฏิกิริยารุนแรงกว่าในฐานะวัสดุแคโทด และ NCA ออกไซด์จะปล่อยออกซิเจนและทำให้เกิดการระบายความร้อน การเลือกแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับเกณฑ์หลักคือแบตเตอรี่ควรมี CID ก่อนการทดลอง จะมีการเปิดและตรวจสอบตัวอย่างแบตเตอรี่แต่ละประเภท

อุปกรณ์ทดสอบ:อุปกรณ์ทดสอบประกอบด้วยวงจรกำลังและวงจรการวัด วงจรการวัดประกอบด้วยโมดูลการวัดแรงดันสูง แคลมป์กระแสไฟฟ้า เซ็นเซอร์อุณหภูมิ และอุปกรณ์เก็บข้อมูล วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า คอนแทคเตอร์โหลด และแบตเตอรี่ การทดสอบการละเมิดการชาร์จไฟเกินได้ดำเนินการในศูนย์ทดสอบกลางแจ้ง และใช้กล้องความละเอียดสูงและกล้องอินฟราเรดเพื่อบันทึกเหตุการณ์

กระบวนการทดสอบ:การทดสอบดำเนินการตามข้อกำหนดการทดสอบ FreedomCAR แต่ที่อุณหภูมิการทำงานปกติของแบตเตอรี่ อุปกรณ์ทดสอบจะถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าสองเท่า และการรวบรวมข้อมูลจะหยุดลงหลังจากผ่านไป 30 นาที โดยไม่คำนึงถึงสถานะปฏิกิริยาของแบตเตอรี่ ปฏิกิริยาของแบตเตอรี่ได้รับการประเมินโดยใช้ระดับอันตรายของ EUCAR โดยแบ่งพฤติกรรมออกเป็นแปดระดับอันตราย มีการกำหนดระดับสีสามระดับเพื่อแสดงพฤติกรรมที่ปลอดภัยของแบตเตอรี่ และทำการวิเคราะห์การถดถอยลอจิสติกแบบไบนารี

พารามิเตอร์การทดสอบ:ทำการทดสอบสิบครั้งกับแบตเตอรี่แต่ละก้อนที่ระดับแรงดันไฟฟ้า 120V, 400V และ 800V เนื่องจากรถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่อยู่ในช่วงแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ เราเปรียบเทียบสถานการณ์ของแรงดันไฟฟ้าสองเท่าในระดับแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าและการทดสอบการชาร์จไฟเกินของ FreedomCar เพื่อตรวจสอบว่าอันตรายนั้นแปรผันตามแรงดันไฟฟ้าหรือไม่ ตามเอกสารข้อมูลแบตเตอรี่ของผู้ผลิต ระดับปัจจุบันของแบตเตอรี่แต่ละก้อนถูกเลือก โดยแบตเตอรี่ NCA และ NMC ตั้งค่าเป็น 4A และแบตเตอรี่ LFP ตั้งค่าเป็น 1.5A แบตเตอรี่จะถูกชาร์จจนกว่า CID จะขัดขวางกระแสการชาร์จหรือการทดสอบสิ้นสุดลง โดยการทดสอบแต่ละครั้งจะใช้เวลานาน 30 นาที

การวิเคราะห์ข้อมูล:ซอฟต์แวร์ SPSS ใช้สำหรับการประเมินข้อมูลทางสถิติ โดยเน้นไปที่ความปลอดภัยของแบตเตอรี่ การถดถอยโลจิสติกแบบไบนารีใช้สำหรับการประเมินตามนิพจน์ไบนารีที่ "ปลอดภัย" หรือ "ไม่ปลอดภัย" การประเมินทางสถิติของการทดสอบประกอบด้วยส่วนที่ไม่ต่อเนื่อง (เชิงพรรณนา) และเชิงวิเคราะห์ (อนุมาน) การทดสอบสามารถอธิบายได้โดยใช้ตัวแปรสามตัว: คุณสมบัติทางเคมี (ตัวแปรหมวดหมู่แบบแยกส่วน), แรงดันไฟฟ้า (ตัวแปรมาตราส่วนอัตราส่วนต่อเนื่อง) และผลการทดสอบ (ตัวแปรไบนารี 0-1 ปลอดภัยและไม่ปลอดภัย)

4. ผลลัพธ์

การจำแนกประเภทของผลการทดสอบ:เพื่อให้เห็นภาพรวมของข้อมูลดิบ จึงได้มีการกำหนดหมวดหมู่สามประเภทที่มีระดับอันตราย 3-5 สำหรับชุดการทดสอบ

ลักษณะการทำงานของทริกเกอร์ CID อย่างถูกต้อง:หมวดหมู่ผลการทดสอบแรกสรุปข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมที่ถูกต้องของ CID (ระดับอันตราย 3) แบตเตอรี่ที่ทดสอบทั้งหมดหลังจากชาร์จเกินเป็นเวลา 10 นาที มีแรงดันอากาศภายในเพียงพอที่จะเปิด CID ส่งผลให้แบตเตอรี่หมด (กระแสไฟตก แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น) CID ขัดขวางการไหลของกระแสอย่างถูกต้องและป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่มากเกินไป ซึ่งจัดเป็นสภาวะด้านความปลอดภัยและทำเครื่องหมายเป็นระดับอันตราย 3 (พฤติกรรมความปลอดภัยสีเขียว)

CID ก่อให้เกิดพฤติกรรมที่ไม่ถูกต้อง:หมวดที่สองสรุปว่า CID ก่อให้เกิดพฤติกรรมที่ไม่ถูกต้อง โดย CID ขัดขวางการไหลของกระแสบางส่วน ส่งผลให้เกิดควันรุนแรงและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และจัดอยู่ในประเภทอันตรายจากสภาวะที่ไม่ปลอดภัยระดับ 4 (พฤติกรรมที่ไม่ปลอดภัยสีเหลือง)

ลักษณะการทำงานที่เกิดจากข้อผิดพลาด CID:หมวดหมู่สุดท้ายประกอบด้วยข้อมูลที่กระตุ้นโดยข้อผิดพลาด CID โดยที่ CID สามารถแยกกระแสและแรงดันไฟฟ้าได้เพียงช่วงสั้นๆ หรือทั้งหมดเท่านั้น ดังนั้นจึงไม่สามารถป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่เกินได้ ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การเผาไหม้หรือการระเบิดของแบตเตอรี่ จัดเป็นสภาวะที่ไม่ปลอดภัยระดับอันตราย 5 หรือสูงกว่า (สีแดง พฤติกรรมที่ไม่ปลอดภัย)
 

5. การอภิปราย

ข้อจำกัดของมาตรฐานการทดสอบ:ตามมาตรฐานการทดสอบแบตเตอรี่ของ FreedomCAR เป็นการยากที่จะดันแบตเตอรี่ให้ถึงขีดจำกัดที่ปลอดภัย กล่าวคือ เมื่อชาร์จเกินที่สองเท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด แบตเตอรี่จะไม่ถูกดันจนถึงขีดจำกัดสูงสุด และจะไม่แสดงพฤติกรรมที่เป็นอันตราย ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้านี้ (2-5V) CID สามารถแยกขั้วบวกและขั้วลบได้อย่างถูกต้องโดยไม่ต้องจุดไฟแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตามมาตรฐานการทดสอบไม่ได้สะท้อนถึงการใช้งานจริงของแบตเตอรี่ลิเธียม ในตลาดการจัดเก็บพลังงาน มีระบบสวิตชิ่งซีรีส์ที่เชื่อมต่อถึงกันในระดับสูงกว่าซึ่งมีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 800V

ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ที่มีคุณสมบัติทางเคมีต่างกัน:เมื่อพิจารณาผลลัพธ์ของชุดการทดสอบ 120V แบตเตอรี่เคมี NMC และ NCA แสดงพฤติกรรมวิกฤตครั้งแรกของแบตเตอรี่ ในขณะที่แบตเตอรี่เคมี LFP ค่อนข้างปลอดภัยและไม่พบการติดไฟหรือไฟไหม้ที่มีระดับอันตราย 5 หรือสูงกว่า ในการทดสอบ 400V สภาวะวิกฤติของแบตเตอรี่เคมี NMC และ NCA เพิ่มขึ้นสองเท่าเมื่อเทียบกับการทดสอบ 120V แต่แบตเตอรี่ LFP ยังถือว่าไม่วิกฤต ในการทดสอบ 800V ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ NMC และ NCA เกือบจะเท่ากันในขั้นตอนการจุดระเบิด ในขณะที่แบตเตอรี่ LFP แสดงพฤติกรรมหลักแรกเมื่อเทียบกับชุดการทดสอบ 120V และ 400V

สาเหตุของพฤติกรรมที่ไม่ปลอดภัย:สำหรับแบตเตอรี่ทั้งหมดที่จัดอยู่ในประเภท "ไม่ปลอดภัย" จะไม่สามารถหยุดการจ่ายพลังงานได้ กล่าวคือ กระแสไฟชาร์จไม่สามารถถูกรบกวนได้ ซึ่งอาจเนื่องมาจากส่วนโค้งที่เกิดขึ้นเมื่อ CID ถูกกระตุ้น ทำให้กระแสไฟชาร์จยังคงไหลต่อไป ส่งผลให้ จุดสัมผัสเล็กๆ ระหว่างแอโนดและแคโทด ทำให้เกิดความหนาแน่นกระแสสูง นอกจากนี้ ระยะห่างระหว่างหน้าสัมผัสทั้งสองที่สร้างขึ้นเมื่อมีการกระตุ้น CID นั้นสั้นมาก ซึ่งเพิ่มแรงดันพังทลายและอาจทำให้เกิดประกายไฟ

6. บทสรุป

ข้อบกพร่องของมาตรฐานปัจจุบัน:จากผลการทดสอบทั้งหมดสรุปได้ว่ามาตรฐานปัจจุบันสำหรับการทดสอบความปลอดภัยของแบตเตอรี่ในระบบแบตเตอรี่ยังไม่เพียงพอ ในระบบแบตเตอรี่ของแบตเตอรี่ทรงกระบอกที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม การตัดการเชื่อมต่อของ CID ภายใต้แรงดันไฟฟ้าของระบบสูงอาจทำให้เกิดส่วนโค้งวิกฤติ ส่งผลให้เกิดการเผาไหม้ของแบตเตอรี่หรือการระเบิด ดังนั้น หากแบตเตอรี่เชื่อมต่อแบบอนุกรมในระบบแบตเตอรี่ การทดสอบแบตเตอรี่ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเป็นสองเท่าจึงไม่มีความสำคัญต่อพฤติกรรมที่ปลอดภัยของแบตเตอรี่ และต้องแก้ไขมาตรฐานปัจจุบัน ขอแนะนำให้การทดสอบที่ดำเนินการที่ระดับแบตเตอรี่อย่างน้อยควรจะถึงระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของระบบแบตเตอรี่ที่วางแผนไว้สำหรับการติดตั้งและการใช้งาน

การพิจารณาสมัคร CID:พบว่าการชาร์จแบตเตอรี่มากเกินไปด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงมากจะเพิ่มความเสี่ยงต่ออันตราย ดังนั้น เมื่อใช้แบตเตอรี่ที่มี CID จำนวนมากต่ออนุกรมกันในระบบแบตเตอรี่ ควรพิจารณาการใช้งานแบตเตอรี่อีกครั้ง เนื่องจากการทริกเกอร์ CID อาจทำให้เกิดความล้มเหลวของแบตเตอรี่อย่างรุนแรง ทางเลือกอื่นในการแก้ไขปัญหานี้คือการออกแบบแบตเตอรี่ CID ที่สามารถทนต่อไฟฟ้าแรงสูงดังกล่าวได้