Il n’y a pas de batterie absolument sûre dans le monde, il n’y a que des risques qui ne sont pas entièrement identifiés et évités. Tirez pleinement parti du concept de développement de la sécurité des produits axé sur les personnes. Bien que les mesures préventives soient insuffisantes, les risques pour la sécurité peuvent être maîtrisés.

Prenons l’exemple de l’accident modèle qui s’est produit sur l’autoroute de Seattle en 2013. Il existe un espace relativement indépendant entre chaque module de batterie dans le bloc-batterie, qui est isolé par une structure ignifuge. Lorsque la voiture au bas du couvercle de protection de la batterie est percée par un objet dur (la force d’impact atteint 25 t et l’épaisseur du panneau inférieur décomposé est d’environ 6.35 mm et le diamètre du trou est de 76.2 mm), le module de batterie est thermiquement hors de contrôle et des incendies. Dans le même temps, son système de gestion à trois niveaux peut activer le mécanisme de sécurité à temps pour avertir le conducteur de quitter le véhicule dès que possible et, finalement, protéger le conducteur des blessures. Les détails de la conception de sécurité utilisée dans les véhicules électriques de Tesla ne sont pas clairs. Par conséquent, nous avons vérifié les brevets connexes du système de stockage d’énergie électrique des véhicules électriques de Tesla, combinés aux informations techniques existantes, et effectué une compréhension préliminaire, en espérant que d’autres se trompent. Nous espérons que nous pourrons apprendre de ses erreurs et empêcher la répétition des erreurs. Dans le même temps, nous pouvons exploiter pleinement l’esprit des imitateurs et parvenir à l’absorption et à l’innovation.

Batterie TeslaRoadster

Cette voiture de sport est la première voiture de sport purement électrique produite en série par Tesla en 2008, avec une production mondiale limitée de 2500 1 exemplaires. La batterie transportée par ce modèle est située dans le coffre à bagages derrière le siège (comme illustré à la figure 450). L’ensemble de la batterie pèse environ 300 kg, a un volume d’environ 53 L, une énergie disponible de 366 kWh et une tension totale de XNUMX V.

Le bloc-batterie de la série TeslaRoadster se compose de 11 modules (comme illustré à la Figure 2). À l’intérieur du module, 69 cellules individuelles sont connectées en parallèle pour former une brique (ou « brique de cellules »), suivies de neuf briques connectées en série pour former un module A avec un total de 6831 cellules individuelles. Le module est une unité remplaçable. Si l’une des piles est cassée, elle doit être remplacée.

Le module contenant la batterie peut être remplacé ; en même temps, le module indépendant peut séparer la batterie unique selon le module. À l’heure actuelle, sa cellule unique est un choix important pour la production japonaise de Sanyo 18650.

Pour reprendre les termes de l’académicien Chen Liquan de l’Académie chinoise des sciences, le débat sur le choix de la capacité monocellulaire du système de stockage d’énergie des véhicules électriques est un débat sur la voie du développement des véhicules électriques. À l’heure actuelle, en raison des limites de la technologie de gestion des batteries et d’autres facteurs, les systèmes de stockage d’énergie des véhicules électriques de mon pays utilisent principalement des batteries prismatiques de grande capacité. Cependant, à l’instar de Tesla, il existe peu de systèmes de stockage d’énergie pour véhicules électriques assemblés à partir de batteries simples de petite capacité, y compris la technologie de Hangzhou. Le professeur Li Gechen de l’Université des sciences et technologies de Harbin a proposé un nouveau terme « sécurité intrinsèque », qui a été reconnu par certains experts de l’industrie des batteries. Deux conditions sont réunies : l’une est la batterie de plus faible capacité, la limite d’énergie n’est pas suffisante pour provoquer des conséquences graves, si elle brûle ou explose lorsqu’elle est utilisée seule ou en stockage ; Deuxièmement, dans le module de batterie, si une batterie avec la capacité la plus faible brûle ou explose, les autres chaînes cellulaires ne brûleront pas ou n’exploseront pas. Compte tenu du niveau de sécurité actuel des batteries au lithium, Hangzhou Technology utilise également des batteries au lithium cylindriques de petite capacité et utilise des méthodes modulaires parallèles et en série pour assembler les batteries (veuillez vous référer à CN101369649). Le dispositif de connexion de la batterie et le schéma de montage sont illustrés à la figure 3.

Il y a également une saillie sur la tête du pack batterie (zone P8 sur la figure 5, correspondant à la saillie sur le côté droit de la figure 4). Installez deux modules de batterie pour les opérations d’empilage et de déchargement. La batterie a un total de 5,920 XNUMX cellules individuelles.

Les 8 zones (y compris les saillies) de la batterie sont complètement isolées les unes des autres. Tout d’abord, la plaque d’isolation augmente la résistance structurelle globale du bloc-batterie, rendant la structure du bloc-batterie entière plus solide. Deuxièmement, lorsqu’une batterie dans une zone prend feu, elle peut être efficacement bloquée pour empêcher les batteries dans d’autres zones de prendre feu. L’intérieur du joint peut être rempli de matériaux à point de fusion élevé et à faible conductivité thermique (comme la fibre de verre) ou d’eau.

Le module de batterie (comme illustré sur la figure 6) est divisé en 7 zones (zones m1-M7 sur la figure 6) par l’intérieur du séparateur en forme de S. La plaque d’isolation en forme de S fournit des canaux de refroidissement pour les modules de batterie et est connectée au système de gestion thermique du bloc-batterie.

Par rapport au bloc-batterie Roadster, bien que le bloc-batterie du modèle ait des changements d’apparence évidents, la conception structurelle de cloisons indépendantes pour empêcher la propagation de l’emballement thermique se poursuit.

Contrairement au bloc-batterie Roadster, la batterie unique repose à plat dans la voiture et les batteries individuelles du bloc-batterie Model Model sont disposées verticalement. Étant donné que la batterie unique est soumise à une force de compression lors d’une collision, la force axiale est plus sujette aux contraintes thermiques le long de l’enroulement du noyau que la force radiale. Parce que le court-circuit interne est hors de contrôle, théoriquement, la batterie de la voiture de sport est plus susceptible d’être dans une collision latérale que dans d’autres directions. Le stress et l’emballement thermique sont susceptibles de se produire. Lorsque la batterie du modèle est comprimée et heurtée par le bas, un emballement thermique est plus susceptible de se produire.

système de gestion de batterie à trois niveaux

Contrairement à la plupart des fabricants poursuivant une technologie de batterie plus avancée, Tesla a choisi une batterie au lithium 18650 plus mature au lieu d’une batterie carrée plus grande avec son système de gestion de batterie à trois niveaux. Avec une conception de gestion hiérarchique, des milliers de batteries peuvent être gérées en même temps. Le cadre du système de gestion de batterie est illustré à la figure 7. Prenons l’exemple du système de gestion de batterie à trois niveaux oadster de Tesla :

1) Au niveau du module, configurez un moniteur de batterie (BatteryMonitorboard, BMB) pour surveiller la tension de la batterie unique dans chaque brique du module (en tant que plus petite unité de gestion), la température de chaque brique et la tension de sortie de l’ensemble du module.

2) Configurez BatterySystemMonitor (BSM) au niveau de la batterie pour surveiller l’état de fonctionnement de la batterie, y compris le courant, la tension, la température, l’humidité, la position, la fumée, etc.

3) Au niveau du véhicule, mettre en place un VSM pour surveiller le BSM.

De plus, des technologies telles que la protection contre les surintensités, la protection contre les surtensions et la surveillance de la résistance d’isolement sont intégrées dans les brevets américains US20130179012, US20120105015 et US20130049971A1, respectivement.