Problemy w funkcjonowaniu akumulatorów litowo-jonowych w pojazdach elektrycznych oraz sposoby ich zapobiegania

• Autorzy: Pril Agnieszka , Kasprzyk Leszek , Hanc Hanna , Michalak Dariusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2025.02.23

Warianty tytułu

EN

Issues in the functioning of lithium-ion batteries in electric vehicles and the methods of prevention

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule opisano problemy dotyczące akumulatorów litowo-jonowych, jakie mogą wystąpić podczas eksploatacji pojazdów elektrycznych. Wyróżniono trzy rodzaje problemów akumulatora, a także przedstawiono ich przyczyny, skutki i wzajemne oddziaływanie. Opisano, jak akumulatory są zabezpieczone przed tymi problemami poprzez odpowiednią konstrukcję oraz implementację funkcji w systemie BMS. Przybliżono również główne wymogi, jakie muszą spełniać akumulatory w pojazdach elektrycznych, aby zapewnić bezpieczeństwo użytkowników.

EN

The article describes the problems against which lithium-ion batteries in electric vehicles must be protected. Three types of battery problems are distinguished: causes, effects and their interaction. It describes how batteries are protected against these problems through proper design and implementation of functions in the BMS. The main requirements that batteries in electric vehicles must meet to ensure user safety are also outlined.

Słowa kluczowe

PL

akumulator litowo-jonowy; pojazd elektryczny; problem akumulatora; bezpieczeństwo

EN

lithium-ion batteries; battery electric vehicle; battery issues; safety

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 101, nr 2
• Strony: 93--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Pril Agnieszka

• Politechnika Poznańska, Szkoła Doktorska, plac Marii Skłodowskiej-Curie 5, 60-965 Poznań
• Solaris Bus & Coach sp. z o.o., ul. Obornicka 46, 62-005 Owińska

• https://orcid.org/0009-0007-4146-904X

autor

Kasprzyk Leszek

• Politechnika Poznańska, Instytut Elektrotechniki i Elektroniki Przemysłowej, ul. Piotrowo 3a, 60-965 Poznań

• https://orcid.org/0000-0003-3888-430X

autor

Hanc Hanna

• Solaris Bus & Coach sp. z o.o., ul. Obornicka 46, 62-005 Owińska
• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, Józefa Wybickiego 7 A, 31-261 Kraków

• https://orcid.org/0000-0001-5714-4775

autor

Michalak Dariusz

• Solaris Bus & Coach sp. z o.o., ul. Obornicka 46, 62-005 Owińska

Bibliografia

• [1] https://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform &ievref=192-03-01
• [2] https://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform& ievref=192-04-01
• [3] Xiong R., Sun W., Yu Q., Sun F., Research progress, challenges and prospects of fault diagnosis on battery system of electric vehicles, Applied Energy, 279 (2020)
• [4] https://www.tuvsud.com/pl-pl/newsletter/past-topics/whatrevision- 2-of-ece-r100-means-for-rechargeable-batterymanufacturers
• [5] Regulacja nr 100, Uniform provisions concerning the approval of vehicles with regard to specific requirements for the electric power train, https://unece.org/sites/default/files/2024- 01/R0100r3e.pdf
• [6] Sierszyński M., Chełchowski Ł., Kaczmarczyk B., Muszyński P., Michalak D., Analiza wybranych przepisów i norm istotnych z punktu widzenia projektowania autobusów elektrycznych część 2, Przegląd Elektrotechniczny, 98 (2022), nr 8, 163–167
• [7] Schöberl J., Ank M., Schreiber M., Wassiliadis, N., Lienkamp, M., Thermal runaway propagation in automotive lithium-ion batteries with NMC-811 and LFP cathodes: Safety requirements and impact on system integration, ETransportation, 19 (2024)
• [8] Hu, X., Zhang, K., Liu, K., Lin, X., Dey, S., Onori, S., Advanced Fault Diagnosis for Lithium-Ion Battery Systems: A Review of Fault Mechanisms, Fault Features, and Diagnosis Procedures. IEEE Industrial Electronics Magazine, 14(2020), No. 3, 65–91
• [9] Qiu Y., Cao W., Peng P., Jiang, F., A novel entropy-based fault diagnosis and inconsistency evaluation approach for lithium-ion battery energy storage systems, Journal of Energy Storage, 41 (2021)
• [10] Feng X., Ouyang M., Liu X., Lu L., Xia Y., He, X., Thermal runaway mechanism of lithium ion battery for electric vehicles: A review, Energy Storage Materials, 10 (2018), 246–267
• [11] Chen J., Zhou Z., Wang X., Liaw B., Impact of battery cell imbalance on electric vehicle range, Green Energy and Intelligent Transportation, 1(2022), No. 3
• [12] https://www.zitara.com/resources/demystifying-batterybalancing
• [13] https://www.linkedin.com/pulse/passive-cell-balancing-vsactive- advantages-dileep-chacko-r9cze
• [14] Zhou X., Wang Z., Sun B., Zhang, W., Zhang, C., Huang, Q., Wang, S., Yang, X., Gong, H., Study of lithium-ion battery module external short circuit risk and protection design, Journal of Energy Storage, 86 (2024)
• [15] Ye J., Chen H., Wang Q., Huang P., Sun J., Lo S., Thermal behavior and failure mechanism of lithium ion cells during overcharge under adiabatic conditions, Applied Energy, 182 (2016), 464–474
• [16] L. Zhang, Y. Ma, X. Cheng, C. Du, T. Guan, Y. Cui, Capacity fading mechanism during long-term cycling of over-discharged LiCoO2/mesocarbon microbeads battery, J. Power Sources, 293 (2015), 1006–1015
• [17] W. Lombardi, M. Zarudniev, S. Lesecq, S. Bacquet, 2014 European Control Conference (ECC), (2014)
• [18] Dey, S., Mohon, S., Pisu, P., & Ayalew, B., Sensor Fault Detection, Isolation, and Estimation in Lithium-Ion Batteries, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 24 (2016), No. 6, 2141–2149
• [19] Jia, Y., Brancato, L., Giglio, M., Cadini, F., Temperature enhanced early detection of internal short circuits in lithium-ion batteries using an extended Kalman filter. Journal of Power Sources, 591 (2024)
• [20] Offer G. J., Yufit V., Howey D. A., Wu B., Brandon N. P., Module design and fault diagnosis in electric vehicle batteries. Journal of Power Sources, 206(2012), 383–392.