Maailmassa ei ole täysin turvallista akkua, on vain riskejä, joita ei täysin tunnisteta ja ehkäistetä. Hyödynnä täysin ihmislähtöistä tuoteturvallisuuskehityskonseptia. Vaikka ennaltaehkäisevät toimenpiteet ovat riittämättömiä, turvallisuusriskit voidaan hallita.

Otetaan esimerkkinä Seattlen moottoritiellä vuonna 2013 sattunut mallionnettomuus. Akkupaketin jokaisen akkumoduulin välillä on suhteellisen itsenäinen tila, joka on eristetty tulenkestävällä rakenteella. Kun akun suojakannen alareunassa oleva auto lävistetään kovalla esineellä (iskuvoima saavuttaa 25 t ja hajonneen pohjapaneelin paksuus on noin 6.35 mm ja reiän halkaisija on 76.2 mm), akkumoduuli on termisesti. käsistä ja tulipalot. Samanaikaisesti sen kolmitasoinen hallintajärjestelmä voi Aktivoida turvamekanismin ajoissa varoittaakseen kuljettajaa poistumaan ajoneuvosta mahdollisimman pian ja viime kädessä suojella kuljettajaa loukkaantumisilta. Teslan sähköajoneuvojen turvallisuussuunnittelun yksityiskohdat ovat epäselviä. Siksi olemme tarkastaneet Teslan sähköajoneuvojen sähköenergian varastointijärjestelmän asiaan liittyvät patentit yhdistettynä olemassa olevaan tekniseen tietoon ja tehneet alustavan selvityksen toivoen, että muut ovat väärässä. Toivomme, että voimme oppia sen virheistä ja estää virheiden toistumisen. Samalla voimme antaa täyden pelin kopioijien hengelle ja saavuttaa omaksumista ja innovaatioita.

TeslaRoadster akkupaketti

Tämä urheiluauto on Teslan ensimmäinen massatuotantona valmistettu puhdassähköinen urheiluauto vuonna 2008, ja maailmanlaajuisesti rajoitettu tuotanto on 2500. Tämän mallin akkupaketti sijaitsee tavaratilassa istuimen takana (kuten kuvassa 1). Koko akku painaa noin 450kg, tilavuus noin 300L, käytettävissä oleva energia 53kWh ja kokonaisjännite 366V.

TeslaRoadster-sarjan akkupaketti koostuu 11 moduulista (kuten kuvassa 2). Moduulin sisällä 69 yksittäistä kennoa on kytketty rinnan muodostaen tiilen (tai “kennotiilen”), joita seuraa yhdeksän tiiliä, jotka on kytketty sarjaan muodostamaan moduulin A akkupaketti, jossa on yhteensä 6831 yksittäistä kennoa. Moduuli on vaihdettava yksikkö. Jos jokin paristoista on rikki, se on vaihdettava.

Akun sisältävä moduuli voidaan vaihtaa; samaan aikaan riippumaton moduuli voi erottaa yksittäisen akun moduulin mukaan. Tällä hetkellä sen yksikenno on tärkeä valinta Japanin Sanyo 18650 -tuotannossa.

Kiinan tiedeakatemian akateemikko Chen Liquanin sanojen mukaan keskustelu sähköajoneuvojen energian varastointijärjestelmän yksikennokapasiteetin valinnasta on keskustelua sähköajoneuvojen kehityspolusta. Tällä hetkellä kotimaani sähköajoneuvojen energianvarastointijärjestelmissä käytetään akunhallintatekniikan rajoituksista ja muista tekijöistä johtuen enimmäkseen suurikapasiteettisia prismaattisia akkuja. Teslan tapaan on kuitenkin olemassa vain vähän sähköajoneuvojen energian varastointijärjestelmiä, jotka on koottu pienikapasiteettisista yksittäisistä akuista, mukaan lukien Hangzhou Technology. Professori Li Gechen Harbinin tiede- ja teknologiayliopistosta esitti uuden termin “sisäinen turvallisuus”, jonka jotkut akkuteollisuuden asiantuntijat ovat tunnustaneet. Kaksi ehtoa täyttyvät: toinen on pienin kapasiteetin akku, energiaraja ei riitä aiheuttamaan vakavia seurauksia, jos se palaa tai räjähtää yksin käytettynä tai varastoituna; toiseksi akkumoduulissa, jos pienimmän kapasiteetin akku palaa tai räjähtää, ei aiheuta muita kennoketjuja palamaan tai räjähtämään. Ottaen huomioon litiumakkujen nykyisen turvallisuustason Hangzhou Technology käyttää myös pienikapasiteettisia sylinterimäisiä litiumakkuja ja käyttää modulaarisia rinnakkais- ja sarjamenetelmiä akkupakkausten kokoamiseen (katso CN101369649). Akun liitäntälaite ja asennuskaavio on esitetty kuvassa 3.

Akun päässä on myös ulkonema (alue P8 kuviossa 5, joka vastaa kuvion 4 oikealla puolella olevaa ulkonemaa). Asenna kaksi akkumoduulia pinoamista ja purkamista varten. Akussa on yhteensä 5,920 XNUMX yksikennoa.

Akun 8 aluetta (mukaan lukien ulkonemat) ovat täysin eristettyjä toisistaan. Ensinnäkin eristyslevy lisää akun yleistä rakenteellista lujuutta tehden koko akun rakenteesta vahvemman. Toiseksi, kun jollakin alueella oleva akku syttyy tuleen, se voidaan estää tehokkaasti muiden alueiden akkujen syttymisen estämiseksi. Tiivisteen sisäpuoli voidaan täyttää materiaaleilla, joilla on korkea sulamispiste ja alhainen lämmönjohtavuus (kuten lasikuitu) tai vedellä.

Akkumoduuli (kuten kuvassa 6) on jaettu 7 alueeseen (m1-M7 alueet kuvassa 6) s-muotoisen erottimen sisäpuolelta. S-muotoinen eristyslevy tarjoaa jäähdytyskanavat akkumoduuleille ja on kytketty akun lämmönhallintajärjestelmään.

Verrattuna Roadster-akkupakkaukseen, vaikka malliakun ulkonäössä on ilmeisiä muutoksia, itsenäisten väliseinien rakenteellinen suunnittelu lämmön leviämisen estämiseksi jatkuu.

Toisin kuin Roadster-akussa, yksi akku on tyhjä autossa, ja mallimallin akkuyksikön yksittäiset akut on sijoitettu pystysuoraan. Koska yksittäinen akku altistuu puristusvoimalle törmäyksen aikana, aksiaalinen voima on alttiimpi lämpörasitukselle sydämen käämitystä pitkin kuin säteittäinen voima. Koska sisäinen oikosulku ei ole hallinnassa, urheiluauton akku on teoriassa todennäköisemmin sivutörmäyksessä kuin muihin suuntiin. Stressi ja lämpökarkaaminen ovat alttiita esiintymään. Kun mallin akkua puristetaan ja törmätään pohjaan, lämpökarkaaminen tapahtuu todennäköisemmin.

kolmitasoinen akunhallintajärjestelmä

Toisin kuin useimmat kehittyneempää akkutekniikkaa tavoittelevat valmistajat, Tesla valitsi kypsemmän 18650 litiumakun suuremman neliömäisen akun sijaan kolmitasolla akunhallintajärjestelmällään. Hierarkkisella hallintasuunnittelulla voidaan hallita tuhansia akkuja samanaikaisesti. Akunhallintajärjestelmän kehys on esitetty kuvassa 7. Otetaan esimerkkinä Teslan oadster kolmitasoinen akunhallintajärjestelmä:

1) Asenna moduulitasolle akkumonitori (BatteryMonitorboard, BMB) valvomaan yksittäisen akun jännitettä jokaisessa moduulissa olevassa lohkossa (pienimpänä hallintayksikkönä), kunkin lohkon lämpötilaa ja moduulin lähtöjännitettä. koko moduuli.

2) Aseta BatterySystemMonitor (BSM) akun tasolle valvomaan akun toimintatilaa, mukaan lukien virta, jännite, lämpötila, kosteus, sijainti, savu jne.

3) Aseta ajoneuvotasolla VSM valvomaan BSM:ää.

Lisäksi US-patenteissa US20130179012, US20120105015 ja US20130049971A1 vastaavat tekniikat, kuten ylivirtasuojaus, ylijännitesuojaus ja eristysvastuksen valvonta.