Der er ikke noget helt sikkert batteri i verden, der er kun risici, der ikke er fuldt identificeret og forhindret. Gør fuld brug af det menneskeorienterede produktsikkerhedsudviklingskoncept. Selvom de forebyggende foranstaltninger er utilstrækkelige, kan sikkerhedsrisiciene kontrolleres.

Tag modelulykken, der fandt sted på Seattle-motorvejen i 2013 som et eksempel. Der er et relativt uafhængigt mellemrum mellem hvert batterimodul i batteripakken, som er isoleret af en brandsikker struktur. Når bilen i bunden af ​​batteribeskyttelsesdækslet er gennemboret af en hård genstand (slagkraften når 25 t og tykkelsen af ​​det nedbrudte bundpanel er ca. 6.35 mm og huldiameteren er 76.2 mm), er batterimodulet termisk ude af kontrol og brande. Samtidig kan dets tre-niveau styringssystem aktivere sikkerhedsmekanismen i tide for at advare føreren om at forlade køretøjet så hurtigt som muligt og i sidste ende beskytte føreren mod skade. Detaljerne i sikkerhedsdesignet, der bruges i Teslas elektriske køretøjer, er uklare. Derfor har vi kontrolleret de relaterede patenter på Teslas elektriske køretøjers energilagringssystem kombineret med den eksisterende tekniske information og gennemført en foreløbig forståelse i håb om, at andre tager fejl. Vi håber, at vi kan lære af dens fejl og forhindre gentagelse af fejl. Samtidig kan vi give fuld spil til copycats-ånden og opnå absorption og innovation.

TeslaRoadster batteripakke

Denne sportsvogn er Teslas første masseproducerede rene elektriske sportsvogn i 2008, med en global begrænset produktion på 2500. Batteripakken, som denne model bærer, er placeret i bagagerummet bag sædet (som vist i figur 1). Hele batteripakken vejer omkring 450 kg, har en volumen på omkring 300L, tilgængelig energi på 53kWh og en samlet spænding på 366V.

TeslaRoadster-seriens batteripakke består af 11 moduler (som vist i figur 2). Inde i modulet er 69 individuelle celler forbundet parallelt for at danne en klods (eller “celleklods”) efterfulgt af ni klodser forbundet i serie for at danne en modul A-batteripakke med i alt 6831 individuelle celler. Modulet er en udskiftelig enhed. Hvis et af batterierne er i stykker, skal det udskiftes.

Modulet med batteriet kan udskiftes; samtidig kan det uafhængige modul adskille det enkelte batteri i henhold til modulet. På nuværende tidspunkt er dens enkeltcelle et vigtigt valg for Japans Sanyo 18650-produktion.

Med ordene fra akademiker Chen Liquan fra det kinesiske videnskabsakademi er debatten om valget af enkeltcellekapaciteten for det elektriske køretøjs energilagringssystem en debat om udviklingsvejen for elektriske køretøjer. På nuværende tidspunkt, på grund af begrænsningerne af batteristyringsteknologi og andre faktorer, bruger mit lands energilagringssystemer til elektriske køretøjer for det meste prismatiske batterier med stor kapacitet. Men i lighed med Tesla er der få energilagringssystemer til elektriske køretøjer, der er samlet af enkeltbatterier med lille kapacitet, inklusive Hangzhou-teknologi. Professor Li Gechen fra Harbin University of Science and Technology fremlagde et nyt udtryk “egensikkerhed”, som er blevet anerkendt af nogle eksperter i batteriindustrien. To betingelser er opfyldt: det ene er batteriet med den laveste kapacitet, energigrænsen er ikke nok til at forårsage alvorlige konsekvenser, hvis det brænder eller eksploderer, når det bruges alene eller i opbevaring; for det andet, i batterimodulet, hvis et batteri med den laveste kapacitet brænder eller eksploderer, vil det ikke få andre cellekæder til at brænde eller eksplodere. Under hensyntagen til det nuværende sikkerhedsniveau for lithiumbatterier bruger Hangzhou Technology også cylindriske lithiumbatterier med lille kapacitet og bruger modulære parallelle og seriemetoder til at samle batteripakker (se venligst CN101369649). Batteriforbindelsesanordningen og samlingsdiagrammet er vist i figur 3.

Der er også et fremspring på batteripakkens hoved (område P8 i fig. 5, svarende til fremspringet på højre side af fig. 4). Installer to batterimoduler til stabling og afladning. Batteripakken har i alt 5,920 enkeltceller.

De 8 områder (inklusive fremspringene) i batteripakken er fuldstændig isoleret fra hinanden. Først og fremmest øger isolationspladen den samlede strukturelle styrke af batteripakken, hvilket gør hele batteripakkens struktur stærkere. For det andet, når et batteri i et område går i brand, kan det effektivt blokeres for at forhindre, at batterier i andre områder går i brand. Indersiden af ​​pakningen kan fyldes med materialer med højt smeltepunkt og lav varmeledningsevne (såsom glasfiber) eller vand.

Batterimodulet (som vist i figur 6) er opdelt i 7 områder (m1-M7 områder i figur 6) ved indersiden af ​​den s-formede separator. Den s-formede isolationsplade giver kølekanaler til batterimodulerne og er forbundet til batteripakkens termiske styringssystem.

Sammenlignet med Roadster-batteripakken, selvom modelbatteripakken har tydelige ændringer i udseende, fortsætter det strukturelle design af uafhængige skillevægge for at forhindre spredning af termisk løbsk.

Til forskel fra Roadster-batteripakken ligger enkeltbatteriet fladt i bilen, og de enkelte batterier i Model Model-batteripakken er placeret lodret. Da det enkelte batteri udsættes for klemkraft under en kollision, er den aksiale kraft mere tilbøjelig til termisk spænding langs kerneviklingen end den radiale kraft. Fordi den interne kortslutning er ude af kontrol, er det teoretisk set mere sandsynligt, at sportsvognens batteripakke er i en sidekollision end i andre retninger. Stress og termisk flugt er tilbøjelige til at forekomme. Når modelbatteripakken klemmes og kolliderer i bunden, er der større sandsynlighed for, at der opstår termisk løb.

batteristyringssystem i tre niveauer

I modsætning til de fleste producenter, der forfølger mere avanceret batteriteknologi, valgte Tesla et mere modent 18650 lithiumbatteri i stedet for et større firkantet batteri med sit batteristyringssystem i tre niveauer. Med hierarkisk ledelsesdesign kan tusindvis af batterier administreres på samme tid. Rammen for batteristyringssystemet er vist i figur 7. Tag Teslas oadster tre-niveau batteristyringssystem som et eksempel:

1) På modulniveau skal du opsætte en batterimonitor (BatteryMonitorboard, BMB) til at overvåge spændingen af ​​det enkelte batteri i hver klods i modulet (som den mindste styringsenhed), temperaturen af ​​hver klods og udgangsspændingen på hele modulet.

2) Konfigurer BatterySystemMonitor (BSM) på batteripakkeniveau for at overvåge batteripakkens driftsstatus, inklusive strøm, spænding, temperatur, fugtighed, position, røg osv.

3) På køretøjsniveau skal du konfigurere en VSM til at overvåge BSM.

Derudover er teknologier såsom overstrømsbeskyttelse, overspændingsbeskyttelse og isolationsmodstandsovervågning inkorporeret i henholdsvis US-patenter US20130179012, US20120105015 og US20130049971A1.