વિશ્વમાં કોઈ સંપૂર્ણપણે સલામત બેટરી નથી, માત્ર એવા જોખમો છે જે સંપૂર્ણ રીતે ઓળખાતા નથી અને અટકાવવામાં આવતા નથી. લોકોલક્ષી ઉત્પાદન સુરક્ષા વિકાસ ખ્યાલનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ કરો. નિવારક પગલાં અપૂરતા હોવા છતાં, સલામતીના જોખમોને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે 2013 માં સિએટલ હાઇવે પર થયેલા મોડેલ અકસ્માતને લો. બેટરી પેકમાં દરેક બેટરી મોડ્યુલ વચ્ચે પ્રમાણમાં સ્વતંત્ર જગ્યા છે, જે ફાયરપ્રૂફ સ્ટ્રક્ચર દ્વારા અલગ છે. જ્યારે બેટરી પ્રોટેક્શન કવરના તળિયેની કારને સખત પદાર્થ દ્વારા વીંધવામાં આવે છે (ઇફેક્ટ ફોર્સ 25 t સુધી પહોંચે છે અને વિઘટિત તળિયાની પેનલની જાડાઈ લગભગ 6.35 mm અને છિદ્રનો વ્યાસ 76.2 mm છે), બેટરી મોડ્યુલ થર્મલી છે. નિયંત્રણ બહાર અને આગ. તે જ સમયે, તેની ત્રણ-સ્તરની વ્યવસ્થાપન સિસ્ટમ ડ્રાઇવરને શક્ય તેટલી વહેલી તકે વાહન છોડવાની ચેતવણી આપવા માટે સલામતી પદ્ધતિને સમયસર સક્રિય કરી શકે છે અને આખરે ડ્રાઇવરને ઇજાથી બચાવી શકે છે. ટેસ્લાના ઇલેક્ટ્રિક વાહનોમાં ઉપયોગમાં લેવાતી સુરક્ષા ડિઝાઇનની વિગતો અસ્પષ્ટ છે. તેથી, અમે ટેસ્લાના ઇલેક્ટ્રિક વાહન ઇલેક્ટ્રિક એનર્જી સ્ટોરેજ સિસ્ટમની સંબંધિત પેટન્ટની તપાસ કરી છે, જે હાલની તકનીકી માહિતી સાથે જોડાયેલી છે, અને અન્ય લોકો ખોટા હોવાની આશા રાખીને પ્રારંભિક સમજણ હાથ ધરી છે. અમે આશા રાખીએ છીએ કે અમે તેની ભૂલોમાંથી શીખી શકીએ અને ભૂલોના પુનરાવર્તનને અટકાવી શકીએ. તે જ સમયે, અમે કોપીકેટ્સની ભાવનાને સંપૂર્ણ રમત આપી શકીએ છીએ અને શોષણ અને નવીનતા પ્રાપ્ત કરી શકીએ છીએ.

ટેસ્લારોડસ્ટર બેટરી પેક

આ સ્પોર્ટ્સ કાર 2008 માં ટેસ્લાની પ્રથમ મોટા પાયે ઉત્પાદિત શુદ્ધ ઇલેક્ટ્રિક સ્પોર્ટ્સ કાર છે, જેનું વૈશ્વિક મર્યાદિત ઉત્પાદન 2500 છે. આ મોડેલ દ્વારા લઈ જવામાં આવતી બેટરી પેક સીટની પાછળના સામાનના ડબ્બામાં સ્થિત છે (આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે). સમગ્ર બેટરી પેકનું વજન લગભગ 450kg છે, તેનું વોલ્યુમ લગભગ 300L છે, 53kWhની ઉપલબ્ધ ઉર્જા છે અને કુલ વોલ્ટેજ 366V છે.

ટેસ્લારોડસ્ટર શ્રેણીના બેટરી પેકમાં 11 મોડ્યુલો છે (આકૃતિ 2 માં બતાવ્યા પ્રમાણે). મોડ્યુલની અંદર, 69 વ્યક્તિગત કોષો એક ઈંટ (અથવા “સેલ ઈંટ”) બનાવવા માટે સમાંતર રીતે જોડાયેલા છે, ત્યારબાદ કુલ 6831 વ્યક્તિગત કોષો સાથે મોડ્યુલ A બેટરી પેક બનાવવા માટે શ્રેણીમાં નવ ઈંટો જોડાયેલ છે. મોડ્યુલ બદલી શકાય તેવું એકમ છે. જો બેટરીમાંથી એક તૂટી ગઈ હોય, તો તેને બદલવી આવશ્યક છે.

બેટરી ધરાવતું મોડ્યુલ બદલી શકાય છે; તે જ સમયે, સ્વતંત્ર મોડ્યુલ મોડ્યુલ અનુસાર સિંગલ બેટરીને અલગ કરી શકે છે. હાલમાં, તેનો સિંગલ સેલ જાપાનના સાન્યો 18650 ઉત્પાદન માટે મહત્વપૂર્ણ પસંદગી છે.

ચાઈનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સના એકેડેમીશિયન ચેન લિક્વાનના શબ્દોમાં કહીએ તો, ઇલેક્ટ્રિક વાહન ઊર્જા સંગ્રહ પ્રણાલીની સિંગલ સેલ ક્ષમતાની પસંદગી પરની ચર્ચા એ ઇલેક્ટ્રિક વાહનોના વિકાસના માર્ગ પરની ચર્ચા છે. હાલમાં, બેટરી મેનેજમેન્ટ ટેક્નોલોજીની મર્યાદાઓ અને અન્ય પરિબળોને કારણે, મારા દેશની ઈલેક્ટ્રિક વ્હીકલ એનર્જી સ્ટોરેજ સિસ્ટમ્સ મોટાભાગે મોટી-ક્ષમતા ધરાવતી પ્રિઝમેટિક બેટરીનો ઉપયોગ કરે છે. જો કે, ટેસ્લાની જેમ જ, હેંગઝોઉ ટેક્નોલોજી સહિત નાની-ક્ષમતા ધરાવતી સિંગલ બેટરીમાંથી એસેમ્બલ કરાયેલી થોડી ઈલેક્ટ્રિક વ્હીકલ એનર્જી સ્ટોરેજ સિસ્ટમ્સ છે. હાર્બિન યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેક્નોલોજીના પ્રોફેસર લી ગેચેને એક નવો શબ્દ “આંતરિક સલામતી” રજૂ કર્યો, જેને બેટરી ઉદ્યોગના કેટલાક નિષ્ણાતો દ્વારા માન્યતા આપવામાં આવી છે. બે શરતો પૂરી થાય છે: એક સૌથી ઓછી ક્ષમતાની બેટરી, ઉર્જા મર્યાદા ગંભીર પરિણામો લાવવા માટે પૂરતી નથી, જો તે એકલા અથવા સ્ટોરેજમાં ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે બળી જાય અથવા વિસ્ફોટ થાય; બીજું, બેટરી મોડ્યુલમાં, જો સૌથી ઓછી ક્ષમતાવાળી બેટરી બળી જાય અથવા વિસ્ફોટ થાય, તો અન્ય કોષ સાંકળો બળી જશે કે વિસ્ફોટ થશે નહીં. લિથિયમ બેટરીની સલામતીના વર્તમાન સ્તરને ધ્યાનમાં લેતા, હેંગઝોઉ ટેક્નોલોજી નાની-ક્ષમતા ધરાવતી નળાકાર લિથિયમ બેટરીનો પણ ઉપયોગ કરે છે, અને બેટરી પેકને એસેમ્બલ કરવા માટે મોડ્યુલર સમાંતર અને શ્રેણી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરે છે (કૃપા કરીને CN101369649 નો સંદર્ભ લો). બેટરી કનેક્શન ઉપકરણ અને એસેમ્બલી ડાયાગ્રામ આકૃતિ 3 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

બેટરી પેકના માથા પર એક પ્રોટ્રુઝન પણ છે (અંજીર 8 માં વિસ્તાર P5, FIG ની જમણી બાજુના પ્રોટ્રુઝનને અનુરૂપ. 4). સ્ટેકીંગ અને ડિસ્ચાર્જિંગ કામગીરી માટે બે બેટરી મોડ્યુલ સ્થાપિત કરો. બેટરી પેકમાં કુલ 5,920 સિંગલ સેલ છે.

બેટરી પેકમાં 8 વિસ્તારો (પ્રોટ્રુઝન સહિત) એકબીજાથી સંપૂર્ણપણે અલગ છે. સૌ પ્રથમ, આઇસોલેશન પ્લેટ બેટરી પેકની એકંદર માળખાકીય શક્તિમાં વધારો કરે છે, જે સમગ્ર બેટરી પેક માળખું મજબૂત બનાવે છે. બીજું, જ્યારે એક વિસ્તારની બેટરીમાં આગ લાગે છે, ત્યારે અન્ય વિસ્તારોમાં બેટરીઓને આગ લાગતી અટકાવવા માટે તેને અસરકારક રીતે અવરોધિત કરી શકાય છે. ગાસ્કેટની અંદરનો ભાગ ઉચ્ચ ગલનબિંદુ અને ઓછી થર્મલ વાહકતા (જેમ કે ગ્લાસ ફાઇબર) અથવા પાણી સાથેની સામગ્રીથી ભરી શકાય છે.

બેટરી મોડ્યુલ (આકૃતિ 6 માં બતાવ્યા પ્રમાણે) s-આકારના વિભાજકની અંદરથી 7 વિસ્તારોમાં (આકૃતિ 1 માં m7-M6 વિસ્તારો) વિભાજિત થયેલ છે. એસ-આકારની આઇસોલેશન પ્લેટ બેટરી મોડ્યુલ્સ માટે કૂલિંગ ચેનલો પૂરી પાડે છે અને તે બેટરી પેકની થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ સાથે જોડાયેલ છે.

રોડસ્ટર બેટરી પેકની સરખામણીમાં, મોડલ બેટરી પેકમાં દેખાવમાં સ્પષ્ટ ફેરફારો હોવા છતાં, થર્મલ રનઅવેના ફેલાવાને રોકવા માટે સ્વતંત્ર પાર્ટીશનોની માળખાકીય ડિઝાઇન ચાલુ રહે છે.

રોડસ્ટર બેટરી પેકથી અલગ, સિંગલ બેટરી કારમાં સપાટ હોય છે, અને મોડલ મોડલ બેટરી પેકની વ્યક્તિગત બેટરી ઊભી રીતે ગોઠવાયેલી હોય છે. અથડામણ દરમિયાન સિંગલ બેટરી સ્ક્વિઝિંગ ફોર્સને આધિન હોવાથી, અક્ષીય બળ રેડિયલ બળ કરતાં કોર વિન્ડિંગ સાથે થર્મલ સ્ટ્રેસ માટે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે. કારણ કે આંતરિક શોર્ટ સર્કિટ નિયંત્રણની બહાર છે, સૈદ્ધાંતિક રીતે, સ્પોર્ટ્સ કાર બેટરી પેક અન્ય દિશાઓ કરતાં બાજુની અથડામણમાં હોવાની શક્યતા વધુ છે. તણાવ અને થર્મલ ભાગદોડ થવાની સંભાવના છે. જ્યારે મૉડલ બૅટરી પૅક તળિયે સ્ક્વિઝ થાય અને અથડાય, ત્યારે થર્મલ રનઅવે થવાની શક્યતા વધુ હોય છે.

ત્રણ-સ્તરની બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ

વધુ અદ્યતન બેટરી ટેક્નોલોજીને અનુસરતા મોટાભાગના ઉત્પાદકોથી વિપરીત, ટેસ્લાએ તેની ત્રણ-સ્તરની બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ સાથે મોટી ચોરસ બેટરીને બદલે વધુ પરિપક્વ 18650 લિથિયમ બેટરી પસંદ કરી. હાયરાર્કિકલ મેનેજમેન્ટ ડિઝાઇન સાથે, એક જ સમયે હજારો બેટરીઓનું સંચાલન કરી શકાય છે. બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમનું માળખું આકૃતિ 7 માં બતાવવામાં આવ્યું છે. ઉદાહરણ તરીકે ટેસ્લાની ઓડસ્ટર થ્રી-લેવલ બેટરી મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ લો:

1) મોડ્યુલ સ્તરે, મોડ્યુલની દરેક ઈંટમાં સિંગલ બેટરીના વોલ્ટેજ (સૌથી નાના મેનેજમેન્ટ યુનિટ તરીકે), દરેક ઈંટનું તાપમાન અને આઉટપુટ વોલ્ટેજનું નિરીક્ષણ કરવા માટે બેટરી મોનિટર (બેટરી મોનિટરબોર્ડ, BMB) સેટ કરો. સમગ્ર મોડ્યુલ.

2) વર્તમાન, વોલ્ટેજ, તાપમાન, ભેજ, સ્થિતિ, ધુમાડો વગેરે સહિત બેટરી પેકની ઓપરેટિંગ સ્થિતિનું નિરીક્ષણ કરવા માટે બેટરી પેક સ્તર પર BatterySystemMonitor (BSM) સેટ કરો.

3) વાહન સ્તરે, BSM ને મોનિટર કરવા માટે VSM સેટ કરો.

આ ઉપરાંત, ઓવરકરન્ટ પ્રોટેક્શન, ઓવરવોલ્ટેજ પ્રોટેક્શન અને ઇન્સ્યુલેશન રેઝિસ્ટન્સ મોનિટરિંગ જેવી તકનીકો અનુક્રમે યુએસ પેટન્ટ US20130179012, US20120105015 અને US20130049971A1 માં અંકિત છે.