鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1533次 | 2019年10月30日
Focus軟包電池模組的球擊測試
該測試主要是為了了解在受到碰撞時,軟包電芯在PACK內(nèi)部的受力變形情況,以及電芯在此變形作用下的內(nèi)短路形成的過程。
由于在內(nèi)短路發(fā)生時會導(dǎo)致起火,將電芯內(nèi)的組成部分燒毀,無法進(jìn)行進(jìn)一步的分析研究工作。所以試驗對電芯進(jìn)行了完全放電處理,試驗時通以微小的電流,以避免燒毀,從而觀察電芯壓降變化。
試驗共分為2個大的對照組:一組是Focus模組(試驗取模組一半的電芯10個),用兩塊5mm厚的鋁板上下夾持(上面的鋁板中間開孔),鋁板通過螺釘預(yù)緊固定,讓電芯處于適當(dāng)?shù)奈恢?,并維持一定的預(yù)緊力,以模擬電芯在模組中實(shí)際狀況。該組試驗又分為三個相同設(shè)置的對照實(shí)驗組,在試驗過程中,對最上面的兩個電芯電壓和受力進(jìn)行測量。
福特Focus模組
試驗設(shè)置和數(shù)據(jù)采集
第二組是針對單個電芯進(jìn)行試驗,為模擬多個電芯堆疊在一起的狀況,用四種不同的粘土做為支撐材料,即該組試驗又分為4組對照測試,第1種粘土最為柔軟,第4種粘土最硬。電芯與粘土整個放置于鋁制盒中。同樣地,對電芯進(jìn)行受力和電壓的測量。
單個電芯的試驗設(shè)置與測量
兩組試驗球狀物體以127µm/s的速度向電芯緩慢施壓,球狀物直徑為1英寸,數(shù)據(jù)采集的頻率為100HZ。
第1組試驗結(jié)果:
首先,被監(jiān)測的兩個電芯,其發(fā)生內(nèi)短路并沒有確定的先后順序。在第1個試驗中,兩個電芯基本是同時發(fā)生的內(nèi)短路;在第2個試驗中,第二個電芯相對于第一個電芯有一定的延時,大約1.6秒;第3個試驗中,兩個電芯基本同時發(fā)生內(nèi)短路。
其次,從力的角度看,三個試驗的受力曲線變化基本一致,發(fā)生內(nèi)短路的壓力在30KN-39KN之間;從位移的角度看,也基本都在發(fā)生位移10mm左右時內(nèi)短路發(fā)生。
另外一個可以看出的結(jié)論是,電壓的驟降(內(nèi)短路)和電芯受力的變化并沒有一個確定的對應(yīng)關(guān)系,從下面第2個圖可以看出,電芯1發(fā)生了內(nèi)短路,但在受力曲線上沒有變化。
對比第2組單個電芯的試驗來看,如下圖左,理想情況下粘土剛度應(yīng)與多個電芯堆疊一起的類似才好,不過實(shí)驗的4個粘土均沒有實(shí)現(xiàn)這個模擬。同樣地,從圖右可以看出,電芯壓降(內(nèi)短路)與位移的變化較一致。
由于剛度的不同,兩組試驗電芯發(fā)生內(nèi)短路的位移量也不同,第1組試驗的位移量在9.89±0.7mm,第2組在14.43±3.32mm左右。
另一個值得注意的現(xiàn)象是:電芯被球擊壓痕破裂的裂縫,與電芯極耳垂直,該方向?qū)?yīng)于電芯卷繞的方向,即機(jī)器MD的方向垂直。(MD:Machine Direction; TD: transverse direction)。