दुनिया में पूरी तरह से सुरक्षित बैटरी नहीं है, केवल जोखिम हैं जिन्हें पूरी तरह से पहचाना और रोका नहीं गया है। जन-उन्मुख उत्पाद सुरक्षा विकास अवधारणा का पूरा उपयोग करें। हालांकि निवारक उपाय अपर्याप्त हैं, सुरक्षा जोखिमों को नियंत्रित किया जा सकता है।

उदाहरण के तौर पर 2013 में सिएटल हाईवे पर हुई मॉडल दुर्घटना को लें। बैटरी पैक में प्रत्येक बैटरी मॉड्यूल के बीच अपेक्षाकृत स्वतंत्र स्थान होता है, जिसे अग्निरोधक संरचना द्वारा अलग किया जाता है। जब बैटरी सुरक्षा कवर के निचले भाग में कार को एक कठोर वस्तु से छेदा जाता है (प्रभाव बल 25 t तक पहुँच जाता है और विघटित निचले पैनल की मोटाई लगभग 6.35 मिमी और छेद का व्यास 76.2 मिमी है), बैटरी मॉड्यूल थर्मल रूप से होता है नियंत्रण से बाहर और आग। साथ ही, इसकी तीन-स्तरीय प्रबंधन प्रणाली चालक को जल्द से जल्द वाहन छोड़ने की चेतावनी देने के लिए सुरक्षा तंत्र को समय पर सक्रिय कर सकती है, और अंततः चालक को चोट से बचा सकती है। टेस्ला के इलेक्ट्रिक वाहनों में प्रयुक्त सुरक्षा डिजाइन का विवरण स्पष्ट नहीं है। इसलिए, हमने टेस्ला के इलेक्ट्रिक वाहन इलेक्ट्रिक एनर्जी स्टोरेज सिस्टम के संबंधित पेटेंट की जांच की है, मौजूदा तकनीकी जानकारी के साथ, और प्रारंभिक समझ का आयोजन किया है, उम्मीद है कि अन्य गलत हैं। हमें उम्मीद है कि हम इसकी गलतियों से सीख सकते हैं और गलतियों की पुनरावृत्ति को रोक सकते हैं। उसी समय, हम नकलची की भावना को पूरा खेल दे सकते हैं और अवशोषण और नवीनता प्राप्त कर सकते हैं।

टेस्ला रोडस्टर बैटरी पैक

यह स्पोर्ट्स कार 2008 में टेस्ला की पहली बड़े पैमाने पर उत्पादित शुद्ध इलेक्ट्रिक स्पोर्ट्स कार है, जिसका वैश्विक सीमित उत्पादन 2500 है। इस मॉडल द्वारा किया गया बैटरी पैक सीट के पीछे लगेज कंपार्टमेंट में स्थित है (जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है)। पूरे बैटरी पैक का वजन लगभग 450kg है, इसमें लगभग 300L की मात्रा, 53kWh की उपलब्ध ऊर्जा और 366V का कुल वोल्टेज है।

TeslaRoadster श्रृंखला के बैटरी पैक में 11 मॉड्यूल होते हैं (जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है)। मॉड्यूल के अंदर, 69 अलग-अलग सेल एक ईंट (या “सेल ईंट”) बनाने के लिए समानांतर में जुड़े हुए हैं, इसके बाद श्रृंखला में जुड़े नौ ईंटों को एक मॉड्यूल ए बैटरी पैक बनाने के लिए कुल 6831 व्यक्तिगत कोशिकाओं के साथ जोड़ा जाता है। मॉड्यूल एक बदली इकाई है। यदि बैटरी में से एक टूट गई है, तो इसे बदला जाना चाहिए।

बैटरी वाले मॉड्यूल को बदला जा सकता है; उसी समय, स्वतंत्र मॉड्यूल एकल बैटरी को मॉड्यूल के अनुसार अलग कर सकता है। वर्तमान में, जापान के सान्यो 18650 उत्पादन के लिए इसकी एकल कोशिका एक महत्वपूर्ण विकल्प है।

चीनी विज्ञान अकादमी के शिक्षाविद चेन लिकान के शब्दों में, इलेक्ट्रिक वाहन ऊर्जा भंडारण प्रणाली की एकल सेल क्षमता के चुनाव पर बहस इलेक्ट्रिक वाहनों के विकास पथ पर एक बहस है। वर्तमान में, बैटरी प्रबंधन प्रौद्योगिकी की सीमाओं और अन्य कारकों के कारण, मेरे देश की इलेक्ट्रिक वाहन ऊर्जा भंडारण प्रणालियां ज्यादातर बड़ी क्षमता वाली प्रिज्मीय बैटरी का उपयोग करती हैं। हालांकि, टेस्ला के समान, हांग्जो प्रौद्योगिकी सहित छोटी क्षमता वाली एकल बैटरी से इकट्ठे कुछ इलेक्ट्रिक वाहन ऊर्जा भंडारण प्रणालियां हैं। हार्बिन यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी के प्रोफेसर ली गेचेन ने एक नया शब्द “आंतरिक सुरक्षा” रखा, जिसे बैटरी उद्योग के कुछ विशेषज्ञों ने मान्यता दी है। दो शर्तें पूरी होती हैं: एक सबसे कम क्षमता वाली बैटरी है, ऊर्जा की सीमा गंभीर परिणाम पैदा करने के लिए पर्याप्त नहीं है, अगर यह अकेले या भंडारण में जलती या फट जाती है; दूसरा, बैटरी मॉड्यूल में, यदि सबसे कम क्षमता वाली बैटरी जलती है या फट जाती है, तो इससे अन्य सेल श्रृंखलाएं जलेंगी या फटेंगी नहीं। लिथियम बैटरी की सुरक्षा के वर्तमान स्तर को ध्यान में रखते हुए, हांग्जो टेक्नोलॉजी छोटी क्षमता वाली बेलनाकार लिथियम बैटरी का भी उपयोग करती है, और बैटरी पैक को इकट्ठा करने के लिए मॉड्यूलर समानांतर और श्रृंखला विधियों का उपयोग करती है (कृपया CN101369649 देखें)। बैटरी कनेक्शन डिवाइस और असेंबली आरेख चित्र 3 में दिखाए गए हैं।

बैटरी पैक के सिर पर एक फलाव भी होता है (अंजीर में क्षेत्र P8। 5, अंजीर के दाईं ओर फलाव के अनुरूप। 4)। स्टैकिंग और डिस्चार्जिंग कार्यों के लिए दो बैटरी मॉड्यूल स्थापित करें। बैटरी पैक में कुल 5,920 सिंगल सेल हैं।

बैटरी पैक में 8 क्षेत्र (प्रोट्रूशियंस सहित) एक दूसरे से पूरी तरह से अलग हैं। सबसे पहले, आइसोलेशन प्लेट बैटरी पैक की समग्र संरचनात्मक ताकत को बढ़ाती है, जिससे संपूर्ण बैटरी पैक संरचना मजबूत होती है। दूसरा, जब एक क्षेत्र में बैटरी में आग लग जाती है, तो अन्य क्षेत्रों में बैटरी को आग पकड़ने से रोकने के लिए इसे प्रभावी ढंग से अवरुद्ध किया जा सकता है। गैसकेट के अंदर उच्च गलनांक और कम तापीय चालकता (जैसे ग्लास फाइबर) या पानी वाली सामग्री से भरा जा सकता है।

बैटरी मॉड्यूल (जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है) को s-आकार के विभाजक के अंदर से 7 क्षेत्रों (चित्र 1 में m7-M6 क्षेत्र) में विभाजित किया गया है। एस-आकार की आइसोलेशन प्लेट बैटरी मॉड्यूल के लिए कूलिंग चैनल प्रदान करती है और बैटरी पैक के थर्मल प्रबंधन प्रणाली से जुड़ी होती है।

रोडस्टर बैटरी पैक की तुलना में, हालांकि मॉडल बैटरी पैक में दिखने में स्पष्ट परिवर्तन हैं, थर्मल भगोड़ा के प्रसार को रोकने के लिए स्वतंत्र विभाजन का संरचनात्मक डिजाइन जारी है।

रोडस्टर बैटरी पैक से अलग, सिंगल बैटरी कार में फ्लैट होती है, और मॉडल मॉडल बैटरी पैक की अलग-अलग बैटरी लंबवत रूप से व्यवस्थित होती है। चूंकि टक्कर के दौरान एकल बैटरी को निचोड़ने वाले बल के अधीन किया जाता है, अक्षीय बल रेडियल बल की तुलना में कोर वाइंडिंग के साथ थर्मल तनाव के लिए अधिक प्रवण होता है। क्योंकि आंतरिक शॉर्ट सर्किट नियंत्रण से बाहर है, सैद्धांतिक रूप से, स्पोर्ट्स कार बैटरी पैक अन्य दिशाओं की तुलना में साइड टक्कर में होने की अधिक संभावना है। तनाव और थर्मल भगोड़ा होने का खतरा होता है। जब मॉडल बैटरी पैक को नीचे की ओर निचोड़ा और टकराया जाता है, तो थर्मल भगोड़ा होने की संभावना अधिक होती है।

तीन-स्तरीय बैटरी प्रबंधन प्रणाली

अधिक उन्नत बैटरी तकनीक का अनुसरण करने वाले अधिकांश निर्माताओं के विपरीत, टेस्ला ने अपनी तीन-स्तरीय बैटरी प्रबंधन प्रणाली के साथ एक बड़ी वर्ग बैटरी के बजाय अधिक परिपक्व 18650 लिथियम बैटरी को चुना। पदानुक्रमित प्रबंधन डिज़ाइन के साथ, एक ही समय में हज़ारों बैटरियों का प्रबंधन किया जा सकता है। बैटरी प्रबंधन प्रणाली का ढांचा चित्र 7 में दिखाया गया है। एक उदाहरण के रूप में टेस्ला के ओडस्टर तीन-स्तरीय बैटरी प्रबंधन प्रणाली को लें:

1) मॉड्यूल स्तर पर, मॉड्यूल में प्रत्येक ईंट में एकल बैटरी के वोल्टेज (सबसे छोटी प्रबंधन इकाई के रूप में), प्रत्येक ईंट का तापमान, और आउटपुट वोल्टेज की निगरानी के लिए एक बैटरी मॉनिटर (बैटरी मॉनिटरबोर्ड, बीएमबी) स्थापित करें। पूरे मॉड्यूल।

2) बैटरी पैक स्तर पर बैटरी सिस्टम मॉनिटर (बीएसएम) सेट करें ताकि बैटरी पैक के संचालन की स्थिति की निगरानी की जा सके, जिसमें करंट, वोल्टेज, तापमान, आर्द्रता, स्थिति, धुआं आदि शामिल हैं।

3) वाहन स्तर पर, बीएसएम की निगरानी के लिए एक वीएसएम स्थापित करें।

इसके अलावा, ओवरक्रैक प्रोटेक्शन, ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन और इंसुलेशन रेजिस्टेंस मॉनिटरिंग जैसी प्रौद्योगिकियां क्रमशः यूएस पेटेंट यूएस20130179012, यूएस20120105015 और यूएस20130049971ए1 में सन्निहित हैं।