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品質保障(zhàng)—專(zhuān)注精密品管檢測儀器前言背景:
儲能是比肩甚至超過動力電池的萬億(yì)級市(shì)場。近期,特斯拉CEO馬斯克的中國之行,刷遍了整個網(wǎng)絡。馬斯克這次給萬億儲能市場著實“點了一把火”。
在剛抵達中國後,馬斯克就與寧德時代董事長曾毓群毛急火燎地會麵“商討大事”。據業內人士分(fèn)析,雙(shuāng)方商談的內(nèi)容可能會包(bāo)括上海儲能超級工廠的(de)儲能電芯供應、未來在北美合作建電池廠以及動力電池供應的事宜;而儲能正(zhèng)是馬斯克第一個談及的項目。
就在上個月,特斯拉宣布將在上海投(tóu)資建設其全球第(dì)二家(jiā)儲能係統megapack超級工廠,該工廠規劃生產特斯拉超大型商用儲能電池(Megapack),初期規劃年產商用儲能電池可達1萬台,儲能規模近40GWh,產品供應範圍覆蓋全球市場。根據特斯拉的上(shàng)海megapack超級工廠計劃,其將從寧德時代采購(gòu)磷(lín)酸鐵鋰電池電芯。
據悉,特斯拉儲(chǔ)能超級工廠(chǎng)計劃於2023 年第三季度開工,2024 年第二季度投產。海通證券表示(shì),2022 年以來全球儲能市場競速加快,頭部市場格局正在加速形成,特(tè)斯拉在中國建廠或將激(jī)發全球儲能市場的新一(yī)輪競爭熱潮。
同樣是在上個月,寧德時代剛剛發布了全球首個(gè)零輔源光儲融合解決方案。該方案通過(guò)其自研的光儲變流(liú)器,配合高溫電芯技術與自加熱技術,可擺脫傳統儲能解決方案對冷卻係統及其輔助電源的依賴,實現光(guāng)與(yǔ)儲實時聯動,充放電效率提升10%。同時,該方案所使用的儲能電櫃配備長(zhǎng)壽命高溫電芯,係統循環壽命可達15000次。
值得(dé)注意的是,“友商”比亞迪也(yě)放了大招(zhāo),推出首款集成刀片電池的儲(chǔ)能係統(tǒng)“比亞迪魔方”。該(gāi)產品搭載通過“針刺實驗”的刀(dāo)片電池,采用CTS(電芯到係統一體化)技術(shù)。無模(mó)組、無PACK、直接集成到係統,可降低約36%的零部件數量,提升約98%的(de)空間(jiān)利用率,加大約(yuē)30%的結構強度。同時,其可通過靈活組合,適用於工商業儲能、電站級儲能等應用場景。
“電池(chí)新貴”蜂巢能(néng)源則(zé)發布(bù)了應用於電力(lì)、工商業和家庭三大場景的短刀全係儲能電芯及產品,尤其是L500型325Ah電力儲能專用電芯、L600型124Ah工(gōng)商業(yè)儲能專用電芯(xīn)、L600型(xíng)168Ah家庭(tíng)儲能專用電芯,以及厚度僅有66mm的全球超薄家庭儲(chǔ)能、99KWh工商儲能、325Ah液冷電力儲能等引領行業趨勢的全新儲能係統產品解決方案,用車規級標準重新定義儲(chǔ)能。
安全問題一直是新能源汽車備受(shòu)關注的焦點。進入5月以來,連續發生的數起新能源汽(qì)車自燃事件,再一次(cì)將市場的目光(guāng)聚焦到新能源汽車的安全問題上來。事實(shí)上,作(zuò)為新能源汽車安全的核心,動力電池的安全(quán)技術持續升級,並且已從單體安全轉向(xiàng)係統安全(quán),不斷“加粗”新(xīn)能源汽車的(de)安全底線。
鋰離子電池因能量密度(dù)高、壽命長和無汙染等性能(néng),成為大規模儲能的首選儲存載體之一(yī),鋰離子電池儲能規模也(yě)在迅速增長。但是近年來,鋰(lǐ)離子電池熱(rè)失控火災事(shì)故頻發,成為(wéi)製約其大(dà)規模應用的關鍵因素。根據儲能係統的特性,著重從單體、模組、單元與安裝等儲(chǔ)能係統四個不同層級進行安全性、可靠性測(cè)試,可(kě)以評估儲能電池係統的安全性和可能發生的問題,從而確保儲能的安全運行。安全是一個綜(zōng)合(hé)性問題,動(dòng)力電(diàn)池主要分為電池包(bāo)、模組、電芯。儲能市場火爆,電芯檢測設(shè)備為電芯安全性能(néng)保(bǎo)駕護航。
而電芯是將電池各(gè)種物質組合起來的紐(niǔ)帶,是正極、負極、隔膜、極耳和(hé)包裝膜等係統之集(jí)成,電芯結(jié)構設計,不單影響到各種材料(liào)性能的發揮,還對(duì)電池的整體(tǐ)電化學性能、安全性能產生重要的(de)影響。
電池安全性檢測主要涵蓋了(le):高低溫、短路、防爆(bào)、過充過放電、低氣壓、溫度循環、振(zhèn)動、加速度衝擊、跌落、擠壓、針刺、重物衝擊、熱濫(làn)用、燃燒、洗滌等。依據GB31241相(xiàng)應的標準,電芯安全性能檢測設備係列主要(yào)包含了電芯熱濫用試驗箱、溫控型電芯短路試驗箱、電芯低氣壓試驗箱、電芯擠壓試驗機、電芯針刺試驗(yàn)機、電芯重物衝擊(jī)試驗機、電芯跌落試驗機、電芯燃燒試(shì)驗箱等。
1、電芯熱濫(làn)用試驗箱模擬電(diàn)池放置在自(zì)然對流或強製通(tōng)風(fēng)的(de)高溫箱中,以一定的升溫速率升溫至設定測(cè)試溫度並保持一定(dìng)時間,采用熱風循環係統,可保證工作溫度分布均勻(yún)。
2、電池安全問(wèn)題發生的直接前兆,可能都在於電芯的內部短(duǎn)路。電池內部短路的(de)原因可能是來自於(yú)外部(機械衝(chōng)擊、外部短路(lù)、過熱等),也有可能來自於電芯內部(bù)(內部(bù)粉塵、金屬屑、析鋰等(děng))。因此電芯短(duǎn)路試驗箱起到(dào)了重要(yào)作用。
短(duǎn)路試驗機采(cǎi)用PLC自動控製,模擬電池外部短路(lù),滿足(zú)UL1642、UN38.3、IEC62133、GB/T18287、GB 31241-2014等標準。采用大電流接觸(chù)器作為開關元件,熱繼電器作為保護(hù)裝置,斷(duàn)路器閉合(hé)時,使被測(cè)電池回路短路,強大的短路電流通過整個回路。電池表麵溫度、電壓及經霍爾元件(jiàn)檢測的電流信號經(jīng)數據處理,送到PLC,連續記錄電池電壓、電流和表麵溫度變(biàn)化。該短路實(shí)驗(yàn)機必須符合(hé)整個回路(包括斷(duàn)路器、導線和連接器件)電阻80±20mΩ,每個回路都能夠承受(shòu)峰值達到400A的短路電流(liú)。
可以選擇短路停止模式:1.短路時間;2.電池表麵溫度。
3、電芯低氣壓試驗箱適用於低壓(高海(hǎi)拔)模擬試驗,所有的被測樣品均在負壓下測試;測試最(zuì)終結果要求電池不能爆炸或是著火(huǒ)。另外,電池不(bú)能冒煙(yān)或是漏液。電池保護閥(fá)不能被破壞。
4、電芯擠壓(yā)試驗機模擬在處理家庭廢物時,電池遭受(shòu)外力擠壓,試(shì)驗過程中電池不能發生外部短路。
5、電芯針刺試(shì)驗機是(shì)用鋼釘貫穿電芯,模(mó)擬內部短路,確認是否出現冒煙、起火、破裂的測試。
6、電芯(xīn)重(chóng)物衝擊試驗機通過從不一同的高度的不同的重錘和不同的受力麵積測試(shì)電池的安全性能,按規定進行試驗,電池應不(bú)起火、不爆炸。
7、電芯跌落試驗機采用電動結構,將被測試件置於專用夾具(可調行程)夾牢(láo),按下跌落鍵,試件將(jiāng)作自由落體試驗,跌(diē)落高度可作上(shàng)下調(diào)整,多種跌落地(dì)板可供選用。
8、電芯燃燒試驗箱(xiāng)是將電池按照規定的試驗方法充滿電後,再將電池放置在試驗工裝的鋼絲網上,試驗工裝(zhuāng)見附(fù)錄E.2。如果試驗過程中會出現電池滑落的情況時,可用單根金屬絲(sī)把電池樣品固(gù)定在鋼(gāng)絲網(wǎng)上;如果無此類情況發生,則不可以捆綁電池。用火焰加熱(rè)電池(chí),當出現以下三種情況時停止加(jiā)熱:
a)電(diàn)池爆炸;
b)電池完全燃燒;
c)持續加熱30min,但電池未(wèi)起火、未爆炸。
接收標準:
試驗(yàn)後,組成電池的部件(粉塵狀(zhuàng)產物除外)或電(diàn)池整體不得(dé)穿透鋁網。
安(ān)全測試是(shì)最後一道屏障,應持續加大在前端(duān)設(shè)計創新,源頭設計上確(què)保新能源汽車的安全(quán),為(wéi)行業穩定發展保駕護(hù)航。
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