Et gëtt keng absolut sécher Batterie op der Welt, et ginn nëmme Risiken déi net voll identifizéiert a verhënnert ginn. Maacht voll Benotzung vum Mënsch-orientéierte Produktsécherheetsentwécklungskonzept. Och wa präventiv Moossnamen net genuch sinn, kënnen d’Sécherheetsrisiken kontrolléiert ginn.

Huelt de Model Accident deen op der Seattle Autobunn am Joer 2013 geschitt ass als Beispill. Et gëtt e relativ onofhängege Raum tëscht all Batteriemodul am Batteriepack, deen duerch eng feierfest Struktur isoléiert ass. Wann den Auto um Enn vum Batterieschutzdeckel vun engem haarden Objet duerchgebrach ass (d’Schlagkraaft erreecht 25 t an d’Dicke vun der ofgebauter ënneschter Panel ass ongeféier 6.35 mm an de Lach Duerchmiesser ass 76.2 mm), ass de Batteriemodul thermesch ausser Kontroll a Feier. Zur selwechter Zäit kann säin Dräi-Niveau-Gestiounssystem de Sécherheetsmechanismus an der Zäit aktivéieren fir de Chauffeur ze warnen, de Gefier sou séier wéi méiglech ze verloossen, a schlussendlech de Chauffer vu Verletzungen ze schützen. D’Detailer vum Sécherheetsdesign, deen an den elektresche Gefierer vun Tesla benotzt gëtt, sinn onkloer. Dofir hu mir d’Zesummenhang Patenter vum Tesla elektresche Gefier elektresch Energielagerungssystem gepréift, kombinéiert mat der existéierender technescher Informatioun, an e virleefeg Verständnis gemaach, an der Hoffnung datt anerer falsch sinn. Mir hoffen, datt mir vu senge Feeler léiere kënnen an d’Widderhuelung vu Feeler verhënneren. Zur selwechter Zäit kënne mir de Geescht vu Copycats voll spillen an d’Absorptioun an d’Innovatioun erreechen.

TeslaRoadster battery pack

This sports car is Tesla’s first mass-produced pure electric sports car in 2008, with a global limited production of 2500. The battery pack carried by this model is located in the luggage compartment behind the seat (as shown in Figure 1). The entire battery pack weighs about 450kg, has a volume of about 300L, available energy of 53kWh, and a total voltage of 366V.

The TeslaRoadster series battery pack consists of 11 modules (as shown in Figure 2). Inside the module, 69 individual cells are connected in parallel to form a brick (or “cell brick”), followed by nine bricks connected in series to form a module A battery pack with a total of 6831 individual cells. The module is a replaceable unit. If one of the batteries is broken, it must be replaced.

De Modul mat der Batterie kann ersat ginn; zur selwechter Zäit kann den onofhängege Modul déi eenzeg Batterie no dem Modul trennen. De Moment ass seng eenzeg Zell eng wichteg Wiel fir d’japanesch Sanyo 18650 Produktioun.

An de Wierder vum Academician Chen Liquan vun der Chinesescher Akademie vun de Wëssenschaften, ass d’Debatt iwwer d’Wiel vun der eenzeger Zellkapazitéit vum elektresche Gefier Energielagerungssystem eng Debatt iwwer den Entwécklungswee vun elektresche Gefierer. Am Moment, wéinst de Beschränkungen vun der Batteriemanagementtechnologie an aner Faktoren, benotzen d’elektresch Gefierer Energiespeichersystemer vu mengem Land meeschtens grouss Kapazitéit prismatesch Batterien. Wéi och ëmmer, ähnlech wéi Tesla, ginn et wéineg elektresch Gefierer Energiespäichersystemer aus kleng-Kapazitéit eenzeg Batterien zesummegesat, dorënner Hangzhou Technologie. Professer Li Gechen vun der Harbin University of Science and Technology huet en neie Begrëff “Intrinsic Safety” virgestallt, dee vun e puer Experten an der Batterieindustrie unerkannt gouf. Zwee Konditioune sinn erfëllt: eent ass déi niddregst Kapazitéit Batterie, d’Energielimit ass net genuch fir sérieux Konsequenzen ze verursaachen, wann et verbrennt oder explodéiert wann se eleng oder an der Lagerung benotzt gëtt; zweeten, an der Batterie Modul, wann eng Batterie mat der niddregsten Muecht verbrennt oder explodéiert, Wäert net aner Zell Ketten verbrennt oder explodéieren. Den aktuelle Sécherheetsniveau vu Lithium Batterien berécksiichtegt, Hangzhou Technology benotzt och kleng Kapazitéit zylindresch Lithium Batterien, a benotzt modulare Parallel- a Seriemethoden fir Batteriepäck ze montéieren (kuckt w.e.g. op CN101369649). D’Batterieverbindungsapparat an d’Versammlungsdiagramm sinn an der Figur 3 gewisen.

Et gëtt och e Virsprong op de Kapp vun der Batterie Pak (Area P8 an Fig. 5, entspriechend zu der Auswee op der rietser Säit vun Fig. 4). Installéiert zwee Batterie Moduler fir Stacking an Entladung Operatiounen. D’Batterie Pack huet am Ganzen 5,920 eenzel Zellen.

Déi 8 Beräicher (inklusiv d’Protrusiounen) am Batteriepack si komplett vuneneen isoléiert. Als éischt erhéicht d’Isolatiounsplack d’gesamt strukturell Kraaft vum Batteriepack, wat d’ganz Batteriepackstruktur méi staark mécht. Zweetens, wann eng Batterie an engem Gebitt Feier fënnt, kann se effektiv blockéiert ginn fir Batterien an anere Beräicher ze verhënneren fir Feier ze fänken. D’Innere vun der Dichtung kann mat Materialien mat héije Schmelzpunkt a gerénger thermescher Konduktivitéit (wéi Glasfaser) oder Waasser gefüllt ginn.

D’Batterie Modul (wéi an der Figur 6 gewisen) ass ënnerdeelt an 7 Beräicher (m1-M7 Beräicher an der Figur 6) vun der bannenzeg vun der s-gebuerene separator. D’s-förmlech Isolatiounsplack bitt Killkanäl fir d’Batteriemoduler a gëtt mat dem thermesche Managementsystem vum Batteriepack verbonnen.

Am Verglach mam Roadster Batterie Pack, obwuel de Modell Batterie Pack offensichtlech Ännerungen am Erscheinungsbild huet, geet de strukturellen Design vun onofhängege Partitionen weider fir d’Verbreedung vun der thermescher Flucht ze verhënneren.

Anescht wéi de Roadster Batterie Pack, läit déi eenzeg Batterie flaach am Auto, an déi eenzel Batterie vum Model Model Batterie Pack sinn vertikal arrangéiert. Zënter datt déi eenzeg Batterie der Quetschekraaft wärend enger Kollisioun ausgesat ass, ass d’axial Kraaft méi ufälleg fir thermesch Stress laanscht d’Kärwindung wéi déi radial Kraaft. Well déi intern Kuerzschluss ausser Kontroll ass, theoretesch, ass de Sportsauto Batterie Pack méi wahrscheinlech an enger Säitkollisioun wéi an anere Richtungen. Stress an thermesch Flucht si ufälleg fir optrieden. Wann de Modell Batterie Pack gequetscht ass an um Buedem kollidéiert ass, ass e méi wahrscheinlech thermesch Flucht.

dräi-Niveau Batterie Gestioun System

Am Géigesaz zu de meescht Hiersteller, déi méi fortgeschratt Batterietechnologie verfollegen, huet Tesla eng méi reife 18650 Lithium Batterie gewielt anstatt eng méi grouss Quadratbatterie mat sengem dräi-Niveau Batterie Management System. Mat hierarchesche Gestiounsdesign kënnen Dausende vu Batterien zur selwechter Zäit geréiert ginn. De Kader vum Batteriemanagementsystem gëtt an der Figur 7 gewisen. Huelt Tesla’s oadster Dräi-Niveau Batterie Management System als Beispill:

1) Um Modulniveau setzt e Batteriemonitor (BatteryMonitorboard, BMB) op fir d’Spannung vun der eenzeger Batterie an all Zille am Modul (als déi klengste Gestiounseenheet), d’Temperatur vun all Zille an d’Ausgangsspannung vun de ganze Modul.

2) Setzt BatterySystemMonitor (BSM) um Batteriepackniveau op fir den Operatiounsstatus vum Batteriepack ze iwwerwaachen, dorënner Stroum, Spannung, Temperatur, Fiichtegkeet, Positioun, Damp, etc.

3) Um Gefierniveau setzt e VSM op fir de BSM ze iwwerwaachen.

Zousätzlech sinn Technologien wéi Iwwerstroumschutz, Iwwerspannungsschutz, an Isolatiounsresistenz Iwwerwaachung an US Patenter US20130179012, US20120105015, an US20130049971A1 respektiv verkierpert.