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電池組失效模式與影響分析

來源:藍泰陽作者:admin瀏覽次數:2110發(fā)布時間:2023-03-24 15:19:03

電池組失效模式與影響分析

FMEA是質量分析和可靠性分析都會用到的工具。FMEA 是一個工具,它可以系統(tǒng)地分析產品和工藝過程中潛在的失效及其可能性評估其產生的危險,預測可能產生失效的區(qū)域以降低風險。當然這些失效原因和優(yōu)化方案需要及時記錄并最終作為失效模型分析的結果。

FMEA具體可以分為三個領域: 概念上的FMEA(CFMEA)、設計上的FMEA (DFMEA)和工藝上的 FMEA(PFMEA)。在研發(fā)工藝過程中它們之間的不同僅僅是關注點和測定時間的不同。CFMEA 主要是在硬件形成之前,從概念上識別潛在失效模式。DFMEA主要關注產品自身,識別產品潛在的失效區(qū)域。比如,電池的DFMEA包括震動時由于緊固結構逐漸松散引起的潛在失效,該失效根據緊固位置的不同還可能會引起更多其他性能的失效,例如連接電芯總線的緊固件失效,會引發(fā)功率減小、外部短路、阻抗及產熱量的增加。DFMEA側重評估這些問題可能的誘因及演變過程,發(fā)生的頻率及概率,以及失效發(fā)生后產生的后果這將會引導我們圍繞這個設計來探討,如果我們對總線和電芯采用永久性焊接的方式最終會產生什么影響(焊接可以避免緊固件松動的可能性)。當然,這僅僅是一個簡單的例子來幫助我們說明DFMEA 是如何工作的。

另一方面,DFMEA總的來說是著重關注產品制造的工藝過程。PFMEA則促使產品團隊進行設計方面的改進。實際上,PFMEA主要關注每一步生產工藝,確保產品被正確地組裝(在這里產品是指電池或電池組),這樣做就可以盡可能地避免在組裝過程中發(fā)生錯誤。對于上面緊固件的案例,PFMEA分析會關注緊固件“有沒有完全緊固”或者“有沒有放置好”這兩種潛在的失效模式。這些失效模式與DFMEA關注的緊固件逐漸失效類似,如果與電連接有關,緊固件的松動可能會使總線和電芯之間接觸變弱,從而有降低壽命的風險。PFMEA 記錄的東西偏向于工藝流程,例如安裝過程中如何增加力矩以確保固定件被全部安裝好。除此以外,PFMEA還可以避免組裝過程中的錯誤設計。以汽車工業(yè)行動小組(Automotive IndustryAction Group,AIAG)和美國質量協會(American Society for Quality,ASO為代表的一些組織提供了FMEA 行業(yè)標準,甚至為使用該工具提供培訓和認證。

對已經應用于市場的產品進行分析的時候,FMEA是最有效的,可以知道可能或者已經發(fā)生的失效類型。然而,鋰離子電池儲能系統(tǒng),尤其是大型儲能系統(tǒng),幾乎沒有什么歷史經驗和數據可以借鑒,所以目前也只能基于工程專家來判斷常規(guī)單個聚合物電池容量計算公式

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