Әлемде мүлдем қауіпсіз аккумулятор жоқ, тек толық анықталмаған және алдын алмаған тәуекелдер бар. Адамдарға бағытталған өнімнің қауіпсіздігін дамыту тұжырымдамасын толық пайдаланыңыз. Алдын алу шаралары жеткіліксіз болғанымен, қауіпсіздік тәуекелдерін бақылауға болады.

Мысал ретінде 2013 жылы Сиэтл тас жолында болған модельдік апатты алайық. Батарея жинағындағы әрбір батарея модулінің арасында отқа төзімді құрылыммен оқшауланған салыстырмалы түрде тәуелсіз кеңістік бар. Батареяны қорғау қақпағының астыңғы жағындағы автомобиль қатты затпен тесілгенде (соққы күші 25 т жетеді және ыдырайтын төменгі панельдің қалыңдығы шамамен 6.35 мм және тесік диаметрі 76.2 мм), батарея модулі термиялық бақылаудан шығып, өрт шығады. Сонымен қатар, оның үш деңгейлі басқару жүйесі жүргізушіге көлікті мүмкіндігінше тезірек тастап кету туралы ескерту үшін қауіпсіздік механизмін уақытында іске қоса алады және соңында жүргізушіні жарақаттан қорғайды. Tesla-ның электр көліктерінде қолданылатын қауіпсіздік дизайнының егжей-тегжейлері түсініксіз. Сондықтан, біз Tesla электр көлігінің электр энергиясын сақтау жүйесінің тиісті патенттерін бар техникалық ақпаратпен біріктіріп тексердік және басқалар қателеседі деп үміттеніп, алдын ала түсініктеме жасадық. Оның қателерінен сабақ алып, қателіктердің қайталануының алдын аламыз деп сенеміз. Сонымен қатар, біз көшірушілердің рухына толық ойын беріп, сіңіру мен инновацияға қол жеткізе аламыз.

TeslaRoadster батарея жинағы

Бұл спорттық көлік Tesla компаниясының 2008 жылы шығарылған алғашқы таза электрлік спорттық көлігі болып табылады, оның жаһандық шектеулі өндірісі 2500 дана. Бұл модель тасымалдайтын батарея жинағы орындықтың артындағы багаж бөлімінде орналасқан (1-суретте көрсетілгендей). Бүкіл батарея жинағының салмағы шамамен 450 кг, көлемі шамамен 300 л, қол жетімді энергиясы 53 кВт/сағ және жалпы кернеуі 366 В.

TeslaRoadster сериялы батарея жинағы 11 модульден тұрады (2-суретте көрсетілгендей). Модульдің ішінде кірпішті (немесе «ұяшық кірпішін») қалыптастыру үшін 69 жеке ұяшық параллель қосылған, содан кейін модульді қалыптастыру үшін тоғыз кірпіш тізбектей жалғанған. Барлығы 6831 жеке ұяшықтары бар батарея жинағы. Модуль ауыстырылатын құрылғы болып табылады. Батареялардың біреуі сынған болса, оны ауыстыру керек.

Батареясы бар модульді ауыстыруға болады; сонымен бірге тәуелсіз модуль модульге сәйкес жалғыз батареяны ажырата алады. Қазіргі уақытта оның жалғыз ұяшығы Жапонияның Sanyo 18650 өндірісі үшін маңызды таңдау болып табылады.

Қытай ғылым академиясының академигі Чен Лицюаньның сөзімен айтқанда, электр көліктерінің энергия сақтау жүйесінің бір ұялы сыйымдылығын таңдау туралы пікірталас электрлі көліктердің даму жолы туралы пікірталас болып табылады. Қазіргі уақытта аккумуляторды басқару технологиясының шектеулеріне және басқа факторларға байланысты, менің елімнің электрлік көліктерінің энергиясын сақтау жүйелері негізінен үлкен сыйымдылықты призматикалық батареяларды пайдаланады. Дегенмен, Tesla-ға ұқсас, шағын сыйымдылығы бар жалғыз аккумуляторлардан, соның ішінде Hangzhou Technology-тен жиналған электр көлігінің энергиясын сақтау жүйесі аз. Харбин ғылым және технология университетінің профессоры Ли Гечен аккумулятор өнеркәсібіндегі кейбір сарапшылар мойындаған «ішкі қауіпсіздік» деген жаңа терминді ұсынды. Екі шарт орындалады: бірі – ең төменгі сыйымдылық батареясы, энергияның шегі ауыр зардаптарға әкеліп соғуға жеткіліксіз, егер ол жалғыз пайдаланған кезде немесе қоймада күйіп кетсе немесе жарылып кетсе; екіншіден, батарея модулінде сыйымдылығы ең төмен батарея жанса немесе жарылып кетсе, басқа ұяшық тізбегінің күйіп кетуіне немесе жарылуына себеп болмайды. Литий батареяларының қазіргі қауіпсіздік деңгейін ескере отырып, Hangzhou Technology сонымен қатар шағын сыйымдылықты цилиндрлік литий батареяларын пайдаланады және батарея жинақтарын жинау үшін модульдік параллельді және сериялық әдістерді пайдаланады (CN101369649 қараңыз). Аккумуляторды қосу құрылғысы мен құрастыру схемасы 3-суретте көрсетілген.

Сондай-ақ аккумулятор жинағының басында шығыңқы орын бар (8-суреттегі Р5 аймағы, 4-суреттің оң жағындағы шығыңқы орынға сәйкес). Жинау және зарядсыздандыру операциялары үшін екі батарея модулін орнатыңыз. Батарея жинағында барлығы 5,920 жалғыз ұяшық бар.

Батарея жинағындағы 8 аймақ (шығыңқы жерлерді қоса) бір-бірінен толығымен оқшауланған. Ең алдымен, оқшаулау тақтасы батарея жинағының жалпы құрылымдық беріктігін арттырады, бұл батареяның бүкіл құрылымын берік етеді. Екіншіден, бір аймақтағы батарея өртенген кезде, басқа аумақтардағы батареялардың жануын болдырмау үшін оны тиімді түрде блоктауға болады. Тығыздағыштың ішкі жағы балқу температурасы жоғары және жылу өткізгіштігі төмен материалдармен (мысалы, шыны талшық) немесе сумен толтырылуы мүмкін.

Батарея модулі (6-суретте көрсетілгендей) s-тәрізді сепаратордың ішкі жағы арқылы 7 аймаққа (1-суретте m7-M6 аумақтары) бөлінген. S-тәрізді оқшаулау тақтасы батарея модульдері үшін салқындату арналарын қамтамасыз етеді және батарея жинағының жылуды басқару жүйесіне қосылған.

Roadster аккумулятор жинағымен салыстырғанда, модельдік аккумулятордың сыртқы түрі айқын өзгерістерге ие болғанымен, жылу қашуының таралуын болдырмау үшін тәуелсіз бөлімдердің құрылымдық дизайны жалғасуда.

Roadster аккумуляторынан айырмашылығы, жалғыз аккумулятор көлікте тегіс жатыр, ал Модель моделінің аккумуляторлық топтамасының жеке батареялары тігінен орналасқан. Бір аккумулятор соқтығыс кезінде сығу күшіне ұшырайтындықтан, осьтік күш радиалды күшке қарағанда, өзек орамасының бойындағы термиялық кернеуге көбірек бейім. Ішкі қысқа тұйықталу бақылаудан тыс болғандықтан, теориялық тұрғыдан спорттық автокөлік аккумуляторы басқа бағыттарға қарағанда, бүйірлік соқтығысуға бейім. Стресс пен термиялық қашу пайда болуы мүмкін. Модельдің батарея жинағы қысылып, түбінде соқтығысқанда, термиялық қашу орын алу ықтималдығы жоғары.

үш деңгейлі батареяны басқару жүйесі

Жетілдірілген аккумулятор технологиясын қолданатын көптеген өндірушілерден айырмашылығы, Tesla үш деңгейлі батареяларды басқару жүйесі бар үлкен шаршы батареяның орнына неғұрлым жетілген 18650 литий батареясын таңдады. Иерархиялық басқару дизайнымен мыңдаған батареяларды бір уақытта басқаруға болады. Батареяны басқару жүйесінің құрылымы 7-суретте көрсетілген. Мысал ретінде Tesla компаниясының үш деңгейлі батареяны басқару жүйесін алайық:

1) Модуль деңгейінде модульдегі әрбір кірпіштегі жалғыз батареяның кернеуін (ең кіші басқару блогы ретінде), әрбір кірпіштің температурасын және шығыс кернеуін бақылау үшін батарея мониторын (BatteryMonitorboard, BMB) орнатыңыз. бүкіл модуль.

2) Батарея жинағының жұмыс күйін, соның ішінде ток, кернеу, температура, ылғалдылық, орналасу, түтін, т.б. бақылау үшін батарея жинағы деңгейінде BatterySystemMonitor (BSM) орнатыңыз.

3) Көлік деңгейінде BSM бақылау үшін VSM орнатыңыз.

Бұған қоса, шамадан тыс токтан қорғау, асқын кернеуден қорғау және оқшаулау кедергісін бақылау сияқты технологиялар АҚШ патенттерінде тиісінше US20130179012, US20120105015 және US20130049971A1 қамтылған.