ups电源设计规范,电池保护板或BMS硬件冗余设计,可预防因电子元器件失效而引起的整个保护系统失效,通过电池管理系统对过充电、过放电、过电流等分别提供两道安全防护,此外,为了提升BMS的可靠性,电池的BMS产品须经过高温老化处理,浪涌防护及防潮防尘这些基本功能。ups电源不但要提供过充电、过放电、过电流保护功能,还要对庞大的电池系统的运行状态进行监控与管理。为了保证电池工作在相同的温度环境下,BMS还要监控所有电芯的工作温度,具备热平衡功能,高效水冷电池模组可将电池工作温度有效控制在(25±2)℃。此外,为了提升电池安全性,BMS集成有落水监测、烟雾监测、碰撞监测、翻车监测、远程报警及自动灭火等安全功能。
ups电源在生产制造厂严格控制正极负极隔膜电解液等主要原材料的品质,从电芯结构设计到电芯生产制造整个过程,都须经过严格的品质控制与在线检测监控程序,以保证锂电芯的高品质。通过严格的后端筛选与批次的破坏性检验,来保证每一颗出厂电芯的品质都符合品质要求,保证在过充电、过放电、过电流、振动、机械冲击、跌落、挤压、翻转、碰撞、刺穿等情况下、符合品质标准要求。在设计电池系统时,必须对过充电、过放电与过电流分别提供两道电子防护。其中,保护板或BMS是第二道防护,如果没有外部保护,电池发生爆炸就代表设计不良。
ups电源的品质保障,如果外部保护失败,需要对锂电芯品质提出更高的要求。电池在爆炸前,如果内部有锂原子堆积在材料表面,燃烧爆炸的破坏力会更大。所以锂电芯抗过充电能力比抗外部短路的能力显得更为重要。
ups电源电池在热冲击、过充电、过放电和短路等滥用情况下,其内部的活性物质及电解液等组分间将发生化学、电化学反应,产生大量的热量与气体,使得电池内部压力升高,积累到一定程度可能导致电池着火,甚至爆炸。其主要原因如下。
(1)材料热稳定性 ups电源电池在一些滥用情况下,如高阻、过充电、针刺穿透以及挤压等,会导致电极和有机电解液之间的强烈反应,如有机电解液的剧烈氧化、还原或正极分解产生的氧气进一步与有机电解液反应等,这些反应产生的大量热量如不能及时散失到周围环境中,必将导致电池内热失控的产生,最终导致电池的燃烧、爆炸。因此,正负电极、有机电解液相互作用的热稳定性是制约ups电源电池安全性的首要因素。
(2)制造工艺 ups电源电池的制造工艺分为液态和聚合物ups电源电池的制造工艺。无论是何种结构的ups电源电池,电极制造、电池装配等制造过程都会对电池的安全性产生影响。如正极和负极混料、涂布、银压、裁片或冲切、组装、加注电解液的封口、化成等诸道工序的质量控制,无一不影响电池的性能和安全性。浆料的均匀度决定了活性物质在电极上分布的均匀性,从而影响电池的安全性。浆料细度太大,电池充放电时会出现负极材料膨胀和收缩比较大的变化。可能出现金属锂的析出;浆料细度太小,会导致电池内阻过大。涂布加热温度过低或烘干时间不足,会使溶剂残留,枯结剂部分溶解,造成部分活性物质容易剥离;温度过高,可能造成枯结剂碳化,活性物质脱落形成电池内短路。从提高ups电源电池安全性的角度,2022-05-13