第51卷第12期电力系统保护与控制Vol.51No.122023年6月16日PowerSystemProtectionandControlJun.16,2023DOI:10.19783/j.cnki.pspc.236009磷酸铁锂电池外短路损伤特性及熔断防护研究周兴振，孙丙香，张智，张维戈，黄勤河，刘怡宁(北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心，北京100044)摘要：电池外短路损伤特性研究对于高可靠性熔断防护设计具有重要意义。基于自主开发的最小时间为0.1ms、最大过流为5000A的可控外短路测试平台，以磷酸铁锂圆柱型锂离子电池为研究对象，进行了不同电流与时间组合的外短路测试。研究证明磷酸铁锂电池外短路存在破裂泄漏、内部熔断以及累积损伤3种损伤模式。电池外短路安全边界、熔断边界和性能损伤边界均具有反时限特征，且前两个边界在电流有效值30C处存在交点。电流小于交点值容易触及安全边界发生破裂泄漏事故，安全风险增加；电流大于交点值优先触及熔断边界发生熔断保护，防护可靠性提高。对于未发生熔断或破裂的电池，存在多次外短路冲击累积失效的风险。基于研究结论，充分考虑电池外短路损伤特性，能够保证电池系统在发生外短路时不产生过度损伤，提高系统安全性。关键词：锂离子电池；外短路；熔断防护；损伤特性Externalshort-circuitdamagecharacteristicsandfusionprotectionforlithium-ironphosphatebatteriesZHOUXingzhen,SUNBingxiang,ZHANGZhi,ZHANGWeige,HUANGQinhe,LIUYining(NationalActiveDistributionNetworkTechnologyResearchCenter(NANTEC),BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:Thestudyofbatteryexternalshort-circuit(ESC)damagecharacteristicsisofgreatsignificanceforthedesignofhigh-reliabilityfusingprotection.Basedontheself-developedcontrollableESCtestplatformwithaminimumtimeof0.1msandamaximumovercurrentof5000A,takinglithium-ironphosphatecylindricallithium-ionbatteriesastheresearchobject,ESCtestswithdifferentcurrentandtimecombinationsarecarriedout.ThestudyprovesthattherearethreedamagemodesintheESCoflithium-ironphosphatebatteries:ruptureleakage,internalfusingandcumulativedamage.TheESCsafety,fusingandperformancedamageboundariesallhaveinversetimecharacteristics,andthefirsttwoboundarieshaveanintersectionpointattheRMScurrentvalueof30C.Ifthecurrentislessthantheintersectionvalue,itiseasytotouchthesafetybo...
