A világon nincs teljesen biztonságos akkumulátor, csak olyan kockázatok vannak, amelyeket nem azonosítanak és előznek meg teljesen. Teljes mértékben használja ki az emberközpontú termékbiztonsági fejlesztési koncepciót. Bár a megelőző intézkedések nem elegendőek, a biztonsági kockázatok ellenőrizhetők.

Vegyük példának a Seattle-i autópályán 2013-ban történt modellbalesetet. Az akkumulátorcsomagban lévő egyes akkumulátormodulok között viszonylag független tér van, amelyet tűzálló szerkezet választ el. Ha az autót az akkumulátor védőburkolatának alján egy kemény tárgy átszúrja (az ütési erő eléri a 25 t-t, és a lebontott alsó panel vastagsága kb. 6.35 mm, a lyuk átmérője pedig 76.2 mm), az akkumulátor modul hőhatású. ellenőrizhetetlenné és kigyullad. Ugyanakkor háromszintű felügyeleti rendszere képes időben aktiválni a biztonsági mechanizmust, hogy figyelmeztesse a vezetőt, hogy a lehető leghamarabb hagyja el a járművet, és végül megóvja a vezetőt a sérülésektől. A Tesla elektromos járműveiben alkalmazott biztonsági tervezés részletei nem tisztázottak. Ezért megvizsgáltuk a Tesla elektromos járművek elektromos energiatároló rendszerének kapcsolódó szabadalmait, a meglévő műszaki információkkal kombinálva, és előzetes megértést végeztünk, remélve, hogy mások tévednek. Reméljük, hogy tanulhatunk a hibáiból, és megelőzhetjük a hibák megismétlődését. Ugyanakkor teljes játékot adhatunk a másolók szellemének, és elérhetjük a felszívódást és az innovációt.

TeslaRoadster akkumulátorcsomag

Ez a sportautó a Tesla első tömeggyártású tisztán elektromos sportautója 2008-ban, globálisan 2500 darabos korlátozott gyártással. A modell akkumulátora az ülés mögötti csomagtérben található (az 1. ábrán látható módon). A teljes akkumulátorcsomag súlya körülbelül 450 kg, térfogata körülbelül 300 liter, a rendelkezésre álló energia 53 kWh, a teljes feszültsége pedig 366 V.

A TeslaRoadster sorozatú akkumulátorcsomag 11 modulból áll (a 2. ábrán látható módon). A modulon belül 69 különálló cella van párhuzamosan csatlakoztatva egy tégla (vagy „cella tégla”) kialakítására, majd kilenc tégla sorba kapcsolva alkot egy A modult, összesen 6831 egyedi cellát tartalmazó akkumulátorcsomagot. A modul egy cserélhető egység. Ha valamelyik elem elromlott, ki kell cserélni.

Az akkumulátort tartalmazó modul cserélhető; ugyanakkor a független modul a modulnak megfelelően szétválaszthatja az egyetlen akkumulátort. Jelenleg az egycellás fontos választás a japán Sanyo 18650 gyártásához.

Chen Liquan akadémikus, a Kínai Tudományos Akadémia szavaival élve az elektromos járművek energiatároló rendszerének egycellás kapacitásának megválasztásáról folyó vita az elektromos járművek fejlődési útjáról szól. Jelenleg az akkumulátorkezelési technológia korlátai és egyéb tényezők miatt hazám elektromos járművek energiatároló rendszerei többnyire nagy kapacitású prizmatikus akkumulátorokat használnak. A Teslához hasonlóan azonban kevés az elektromos járművek energiatároló rendszere, amelyet kis kapacitású, egyedi akkumulátorokból állítanak össze, beleértve a Hangzhou technológiát is. Li Gechen, a Harbini Tudományos és Technológiai Egyetem professzora egy új „belső biztonság” kifejezést javasolt, amelyet az akkumulátoripar néhány szakértője elismert. Két feltétel teljesül: az egyik a legalacsonyabb kapacitású akkumulátor, az energiahatár nem elég súlyos következményekhez, ha önmagában vagy tárolás közben megég vagy felrobban; másodszor, az akkumulátormodulban, ha a legkisebb kapacitású akkumulátor megég vagy felrobban, nem okoz más cellaláncok égését vagy felrobbanását. Figyelembe véve a lítium akkumulátorok jelenlegi biztonsági szintjét, a Hangzhou Technology kis kapacitású hengeres lítium akkumulátorokat is használ, valamint moduláris párhuzamos és soros módszereket alkalmaz az akkumulátorcsomagok összeszereléséhez (lásd a CN101369649-et). Az akkumulátor csatlakozási eszköze és összeszerelési rajza a 3. ábrán látható.

Az akkumulátoregység fején is van egy kiemelkedés (az 8. ábrán a P5 terület, amely megfelel a 4. ábra jobb oldalán lévő kiemelkedésnek). Szereljen be két akkumulátormodult a halmozási és kisütési műveletekhez. Az akkumulátorcsomag összesen 5,920 egycellát tartalmaz.

Az akkumulátorcsomag 8 területe (beleértve a kiemelkedéseket is) teljesen el van szigetelve egymástól. Mindenekelőtt a szigetelőlemez növeli az akkumulátorcsomag általános szerkezeti szilárdságát, erősebbé téve a teljes akkumulátorcsomag szerkezetét. Másodszor, ha az egyik területen lévő akkumulátor kigyullad, hatékonyan blokkolható, hogy megakadályozza a többi területen lévő akkumulátorok kigyulladását. A tömítés belseje megtölthető magas olvadáspontú és alacsony hővezető képességű anyagokkal (például üvegszállal) vagy vízzel.

Az akkumulátor modult (ahogyan a 6. ábra mutatja) 7 területre osztja (m1-M7 területek a 6. ábrán) az s alakú elválasztó belseje által. Az S-alakú szigetelőlemez hűtőcsatornákat biztosít az akkumulátormodulok számára, és az akkumulátorcsomag hőszabályozó rendszeréhez csatlakozik.

A Roadster akkumulátorral összehasonlítva, bár a modellakkumulátorcsomag megjelenése nyilvánvalóan megváltozott, a független válaszfalak szerkezeti kialakítása a hőkitörés terjedésének megakadályozása érdekében folytatódik.

A Roadster akkumulátorcsomagtól eltérően az egyetlen akkumulátor lemerülten fekszik az autóban, a Model Model akkumulátorcsomag egyes akkumulátorai pedig függőlegesen vannak elhelyezve. Mivel az egyetlen akkumulátort összenyomó erő éri az ütközés során, az axiális erő hajlamosabb a magtekercselés mentén kialakuló hőterhelésre, mint a radiális erő. Mivel a belső rövidzárlat nem kontrollálható, elméletileg a sportautó akkumulátora nagyobb valószínűséggel esik oldalsó ütközésbe, mint más irányba. Hajlamos a stressz és a termikus szökés előfordulására. Ha a modell akkumulátorcsomagot összenyomják és az alján összeütközik, nagyobb valószínűséggel fordul elő termikus kifutás.

háromszintű akkumulátorkezelő rendszer

A legtöbb fejlettebb akkumulátortechnológiát követő gyártótól eltérően a Tesla egy kiforrottabb 18650-es lítium akkumulátort választott egy nagyobb négyzet alakú akkumulátor helyett a háromszintű akkumulátorkezelő rendszerével. A hierarchikus felügyeleti tervezéssel több ezer akkumulátor kezelhető egyszerre. Az akkumulátorkezelő rendszer keretrendszere a 7. ábrán látható. Vegyük például a Tesla oadster háromszintű akkumulátorkezelő rendszerét:

1) A modul szintjén állítson be egy akkumulátorfigyelőt (BatteryMonitorboard, BMB), amely figyeli a modulban lévő egyes téglák egyetlen akkumulátorának feszültségét (mint a legkisebb kezelőegységet), az egyes téglák hőmérsékletét és a kimenő feszültséget. az egész modult.

2) Állítsa be a BatterySystemMonitort (BSM) az akkumulátor szintjén, hogy figyelemmel kísérhesse az akkumulátor működési állapotát, beleértve az áramerősséget, feszültséget, hőmérsékletet, páratartalmat, pozíciót, füstöt stb.

3) A jármű szintjén állítson be egy VSM-et a BSM figyeléséhez.

Ezenkívül az olyan technológiákat, mint a túláramvédelem, a túlfeszültség elleni védelem és a szigetelési ellenállás figyelése, az US20130179012, US20120105015 és US20130049971A1 US szabadalmak testesítik meg.