세상에 절대적으로 안전한 배터리는 없으며 완전히 식별 및 예방되지 않은 위험만 있습니다. 사람 중심의 제품 안전 개발 개념을 최대한 활용하십시오. 예방 조치가 충분하지 않더라도 안전 위험은 통제할 수 있습니다.

2013년 시애틀 고속도로에서 발생한 모델 사고를 예로 들어 보겠습니다. 배터리 팩의 각 배터리 모듈 사이에는 상대적으로 독립적인 공간이 있으며, 이는 내화 구조에 의해 격리됩니다. 배터리 보호 커버 하단의 자동차가 단단한 물체(충격력이 25t에 도달하고 분해된 하단 패널의 두께가 약 6.35mm이고 구멍 직경이 76.2mm)에 의해 관통되면 배터리 모듈이 열적으로 통제 불능 및 화재. 동시에 XNUMX단계 관리 시스템은 안전 메커니즘을 제시간에 활성화하여 운전자에게 가능한 한 빨리 차량을 떠나도록 경고하고 궁극적으로 운전자를 부상으로부터 보호할 수 있습니다. Tesla의 전기 자동차에 사용된 안전 설계의 세부 사항은 불분명합니다. 이에 Tesla의 전기차 전기에너지 저장시스템 관련 특허를 기존 기술정보와 결합하여 확인하고, 다른 분들은 틀리지 않을까 하여 사전 이해를 진행하였습니다. 우리는 실수로부터 교훈을 얻고 실수의 반복을 방지할 수 있기를 바랍니다. 동시에 우리는 모방의 정신을 충분히 발휘하고 흡수와 혁신을 달성할 수 있습니다.

TeslaRoadster 배터리 팩

이 스포츠카는 Tesla가 2008년 처음으로 양산한 순수 전기 스포츠카로 전 세계적으로 2500대만 한정 생산됩니다. 이 모델에 탑재된 배터리 팩은 좌석 뒤의 트렁크에 있습니다(그림 1 참조). 전체 배터리 팩의 무게는 약 450kg, 부피는 약 300L, 가용 에너지는 53kWh, 총 전압은 366V입니다.

TeslaRoadster 시리즈 배터리 팩은 11개의 모듈로 구성됩니다(그림 2 참조). 모듈 내부에서 69개의 개별 셀이 병렬로 연결되어 브릭(또는 “셀 브릭”)을 형성한 다음 6831개의 브릭이 직렬로 연결되어 모듈을 형성합니다. 총 XNUMX개의 개별 셀이 있는 배터리 팩입니다. 모듈은 교체 가능한 장치입니다. 배터리 중 하나가 고장난 경우 교체해야 합니다.

배터리가 포함된 모듈을 교체할 수 있습니다. 동시에 독립 모듈은 모듈에 따라 단일 배터리를 분리할 수 있습니다. 현재 단일 셀은 일본의 Sanyo 18650 생산에 중요한 선택입니다.

중국과학원의 Chen Liquan 학자의 말에 따르면 전기자동차 에너지 저장 시스템의 단일 셀 용량 선택에 대한 논쟁은 전기자동차의 발전 경로에 대한 논쟁입니다. 현재 우리나라의 전기차 에너지 저장 시스템은 배터리 관리 기술의 한계 등으로 인해 대부분 대용량 각형 배터리를 사용하고 있습니다. 그러나 Tesla와 마찬가지로 Hangzhou Technology를 포함하여 소용량 단일 배터리로 조립된 전기 자동차 에너지 저장 시스템은 거의 없습니다. 하얼빈 과학 기술 대학의 Li Gechen 교수는 배터리 업계의 일부 전문가들이 인정한 “본질 안전”이라는 새로운 용어를 제시했습니다. 두 가지 조건이 충족됩니다. 하나는 가장 낮은 용량의 배터리이고 에너지 제한은 단독으로 사용하거나 보관할 때 타거나 폭발하는 경우 심각한 결과를 초래할 만큼 충분하지 않습니다. 둘째, 배터리 모듈에서 가장 낮은 용량의 배터리가 타거나 폭발하면 다른 셀 체인이 타거나 폭발하지 않습니다. 현재 리튬 배터리의 안전 수준을 고려하여 Hangzhou Technology는 또한 소용량 원통형 리튬 배터리를 사용하고 모듈식 병렬 및 직렬 방법을 사용하여 배터리 팩을 조립합니다(CN101369649 참조). 배터리 연결 장치 및 조립 다이어그램은 그림 3에 나와 있습니다.

배터리 팩의 헤드에도 돌출부가 있다(도 8의 P5 영역, 도 4의 우측 돌출부에 대응함). 적재 및 방전 작업을 위해 두 개의 배터리 모듈을 설치합니다. 배터리 팩에는 총 5,920개의 단일 셀이 있습니다.

배터리 팩의 8개 영역(돌출부 포함)은 서로 완전히 격리되어 있습니다. 우선, 절연 플레이트는 배터리 팩의 전체 구조적 강도를 증가시켜 전체 배터리 팩 구조를 더 강하게 만듭니다. 둘째, 한 지역의 배터리에 불이 붙었을 때 효과적으로 차단되어 다른 지역의 배터리에 불이 붙는 것을 방지할 수 있다. 가스켓 내부는 용융점이 높고 열전도율이 낮은 물질(유리섬유 등)이나 물로 채워질 수 있습니다.

배터리 모듈(그림 6 참조)은 s자형 분리막 내부에 의해 7개 영역(그림 1의 m7-M6 영역)으로 나뉩니다. S자형 절연 플레이트는 배터리 모듈에 냉각 채널을 제공하고 배터리 팩의 열 관리 시스템에 연결됩니다.

로드스터 배터리 팩과 비교하면 모델 배터리 팩은 외관상 명백한 변화가 있지만 열폭주의 확산을 방지하기 위한 독립 파티션의 구조 설계는 계속된다.

로드스터 배터리 팩과 달리 단일 배터리는 자동차에 평평하게 놓여 있고 모델 모델 배터리 팩의 개별 배터리는 수직으로 배열됩니다. 단일 배터리는 충돌 시 압착력을 받기 때문에 축 방향 힘은 반경 방향 힘보다 코어 권선을 따라 열 응력을 받기 쉽습니다. 내부 단락이 통제 불능이기 때문에 이론적으로 스포츠카 배터리 팩은 다른 방향보다 측면 충돌이 발생할 가능성이 더 큽니다. 응력 및 열폭주가 발생하기 쉽습니다. 모델 배터리 팩이 압착되어 바닥에서 충돌하면 열폭주가 발생하기 쉽습니다.

XNUMX단계 배터리 관리 시스템

보다 발전된 배터리 기술을 추구하는 대부분의 제조업체와 달리 Tesla는 18650단계 배터리 관리 시스템을 갖춘 더 큰 정사각형 배터리 대신 보다 성숙한 7 리튬 배터리를 선택했습니다. 계층적 관리 설계로 수천 개의 배터리를 동시에 관리할 수 있습니다. 배터리 관리 시스템의 프레임워크는 그림 XNUMX에 나와 있습니다. Tesla의 oadster XNUMX단계 배터리 관리 시스템을 예로 들어 보겠습니다.

1) 모듈 수준에서 배터리 모니터(BatteryMonitorboard, BMB)를 설정하여 모듈의 각 브릭(최소 관리 단위)에 있는 단일 배터리의 전압, 각 브릭의 온도 및 출력 전압을 모니터링합니다. 전체 모듈.

2) 배터리 팩 수준에서 BatterySystemMonitor(BSM)를 설정하여 전류, 전압, 온도, 습도, 위치, 연기 등을 포함한 배터리 팩의 작동 상태를 모니터링합니다.

3) 차량 수준에서 VSM을 설정하여 BSM을 모니터링합니다.

또한, 과전류 보호, 과전압 보호 및 절연 저항 모니터링과 같은 기술은 각각 미국 특허 US20130179012, US20120105015 및 US20130049971A1에 구현되어 있습니다.