- Механические повреждения. В результате деформации или прокола аккумуляторного элемента частично разрывается мембрана (сепаратор), разделяющая положительный и отрицательный электроды.
- Электрохимическое повреждение. Из-за не правильной эксплуатации (например, зарядки при отрицательной температуре) происходит осаждение лития и рост дендритов в аккумуляторных элементах. Со временем металлические отложения лития проникают сквозь мембрану, отчего возникает КЗ.
- Термическое повреждение. Высокая температура вызывает масштабную усадку и разрушение разделительной мембраны, что приводит к КЗ.
1. Определение отклонения измеренных данных
Сначала создают модель прогнозирования состояния литий-ионной батареи, а затем сравнивают, анализируют измеренные текущие значения напряжения и температуры в процессе зарядки или разрядки с прогнозируемыми значениями. Поскольку на начальной стадии внутреннего короткого замыкания значения напряжения и температуры существенно не изменяются, то данный метод малоэффективен. Он также не подходит для слежения за параллельно соединенными аккумуляторами.
2. Обнаружение аномального восстановления напряжения
Если в зарядки или разрядки аккумуляторных элементов с керамической мембраной возникает аномальное восстановление напряжения, то это говорит о внутреннем коротком замыкании. Данный метод помогает определить проблему только конкретного типа литиевых аккумуляторов и только при последовательном соединении.
3. Определение степени саморазряда
Короткое замыкание в аккумуляторе неизбежно вызывает аномальный саморазряд, который можно выявить, например, сравнивая напряжение до и после простоя. Однако этот метод не подходит для выявления КЗ во время работы аккумуляторной батареи, а также при параллельном соединении.
С помощью программного обеспечения системы BMS задается разумная стратегия предупреждений и управления безопасностью. Это помогает контролировать состояние ячеек литий-ионной батареи, своевременно определять местоположение проблемного элемента, оперативно устранять потенциальные угрозы. Риск КЗ из-за высоких нагрузок снижается за счет резервирования, выравнивания режимов зарядки или разрядки.
В конструкции литий-ионных батарей производители предусматривают предохранители аккумуляторных ячеек, модулей и самой батареи, а также предохранители нагрузки транспортного средства. Такой многоуровневый контроль дает хорошую защиту.
Разумно спроектированная система охлаждения литий-ионной батареи улучшает отвод тепла, предотвращает тепловой разгон. Система предварительного нагрева аккумулятора до подходящей рабочей температуры перед зарядкой на холоде позволяет избежать образования дендритов.
