Pasaulyje nėra visiškai saugios baterijos, yra tik rizikos, kurios nėra iki galo identifikuojamos ir užkertamos kelioms. Visapusiškai išnaudokite į žmones orientuotą gaminių saugos kūrimo koncepciją. Nors prevencinių priemonių nepakanka, pavojus saugai gali būti kontroliuojamas.

Kaip pavyzdį paimkite pavyzdinę avariją, įvykusią Sietlo greitkelyje 2013 m. Tarp kiekvieno akumuliatoriaus modulio yra gana nepriklausoma erdvė, kuri yra izoliuota ugniai atsparia konstrukcija. Akumuliatoriaus apsaugos dangtelio apačioje esantį automobilį perverius kietu daiktu (smūgio jėga siekia 25 t, o iširusios dugno plokštės storis apie 6.35 mm, o skylės skersmuo – 76.2 mm), akumuliatoriaus modulis termiškai apdorojamas. nekontroliuojamas ir užsidega. Tuo pačiu metu jo trijų lygių valdymo sistema gali laiku suaktyvinti saugos mechanizmą, kad įspėtų vairuotoją kuo greičiau palikti transporto priemonę ir galiausiai apsaugotų vairuotoją nuo sužalojimų. Tesla elektromobiliuose naudojamo saugos dizaino detalės neaiškios. Todėl patikrinome susijusius Tesla elektromobilių elektros energijos kaupimo sistemos patentus, kartu su esama technine informacija ir atlikome išankstinį supratimą, tikėdamiesi, kad kiti klysta. Tikimės, kad galime pasimokyti iš klaidų ir užkirsti kelią klaidoms pasikartoti. Tuo pačiu metu galime visiškai žaisti kopijavimo dvasią ir pasiekti įsisavinimo bei naujovių.

„TeslaRoadster“ akumuliatorių paketas

Šis sportinis automobilis yra pirmasis 2008 m. Tesla masinės gamybos grynai elektrinis sportinis automobilis, kurio visame pasaulyje pagaminama 2500 vienetų. Šio modelio akumuliatorių paketas yra bagažo skyriuje už sėdynės (kaip parodyta 1 paveiksle). Visas akumuliatoriaus paketas sveria apie 450 kg, jo tūris apie 300 l, turima energija 53 kWh, o bendra įtampa 366 V.

„TeslaRoadster“ serijos akumuliatorių paketą sudaro 11 modulių (kaip parodyta 2 pav.). Modulio viduje 69 atskiri elementai yra sujungti lygiagrečiai, kad sudarytų plytą (arba „elementų plytą“), po to devynios plytos sujungtos nuosekliai, kad sudarytų modulio A akumuliatorių paketą su iš viso 6831 atskiru elementu. Modulis yra keičiamas blokas. Jei viena iš baterijų sugedo, ją reikia pakeisti.

Modulis su baterija gali būti pakeistas; tuo pačiu metu nepriklausomas modulis gali atskirti vieną bateriją pagal modulį. Šiuo metu vienas elementas yra svarbus pasirinkimas Japonijos Sanyo 18650 gamybai.

Pasak Kinijos mokslų akademijos akademiko Chen Liquan, diskusijos dėl elektromobilių energijos kaupimo sistemos vieno elemento talpos pasirinkimo yra diskusijos apie elektromobilių plėtros kelią. Šiuo metu dėl baterijų valdymo technologijos apribojimų ir kitų veiksnių mano šalies elektromobilių energijos kaupimo sistemose dažniausiai naudojami didelės talpos prizminiai akumuliatoriai. Tačiau, panašiai kaip „Tesla“, yra nedaug elektrinių transporto priemonių energijos kaupimo sistemų, surinktų iš mažos talpos pavienių akumuliatorių, įskaitant „Hangzhou Technology“. Harbino mokslo ir technologijų universiteto profesorius Li Gechenas pasiūlė naują terminą „vidinė sauga“, kurį pripažino kai kurie baterijų pramonės ekspertai. Tenkinamos dvi sąlygos: viena – mažiausios talpos baterija, energijos ribos nepakanka rimtoms pasekmėms sukelti, jei naudojant vieną ar sandėliuojant ji sudegtų ar sprogtų; antra, akumuliatoriaus modulyje, jei sudegs arba sprogs mažiausios talpos baterija, nesukels kitų elementų grandinių degimo ar sprogimo. Atsižvelgiant į dabartinį ličio baterijų saugos lygį, „Hangzhou Technology“ taip pat naudoja mažos talpos cilindrines ličio baterijas ir naudoja modulinius lygiagrečius ir serijinius metodus, kad surinktų akumuliatorių paketus (žr. CN101369649). Akumuliatoriaus prijungimo įtaisas ir surinkimo schema parodyta 3 pav.

Taip pat yra iškyša ant akumuliatoriaus bloko galvutės (sritis P8 Fig. 5, atitinkanti iškyšą dešinėje 4 pav.). Įdėkite du akumuliatoriaus modulius, kad galėtumėte sukrauti ir iškrauti. Baterijų pakete iš viso yra 5,920 pavienių elementų.

8 baterijos bloko sritys (įskaitant iškyšas) yra visiškai izoliuotos viena nuo kitos. Visų pirma, izoliacinė plokštė padidina bendrą akumuliatoriaus bloko konstrukcinį stiprumą, todėl visa akumuliatoriaus bloko struktūra tampa tvirtesnė. Antra, užsiliepsnojus akumuliatoriui vienoje srityje, jį galima veiksmingai užblokuoti, kad kitose vietose neužsidegtų akumuliatoriai. Tarpiklio vidų galima užpildyti medžiagomis, turinčiomis aukštą lydymosi temperatūrą ir mažą šilumos laidumą (pavyzdžiui, stiklo pluoštą) arba vandeniu.

Akumuliatoriaus modulis (kaip parodyta 6 pav.) S formos separatoriaus vidinėje pusėje yra padalintas į 7 sritis (m1-M7 plotai 6 pav.). S formos izoliacinė plokštė suteikia akumuliatoriaus modulių aušinimo kanalus ir yra prijungta prie akumuliatoriaus bloko šilumos valdymo sistemos.

Palyginti su Roadster akumuliatorių paketu, nors modelio akumuliatoriaus pakuotė turi akivaizdžių išvaizdos pokyčių, nepriklausomų pertvarų konstrukcinis projektavimas, siekiant užkirsti kelią šiluminio bėgimo plitimui, tęsiamas.

Skirtingai nuo Roadster akumuliatoriaus, vienas akumuliatorius yra išsikrovęs automobilyje, o atskiri modelio modelio akumuliatorių blokai yra išdėstyti vertikaliai. Kadangi susidūrimo metu viena baterija yra veikiama gniuždymo jėgos, ašinė jėga yra labiau linkusi į šiluminį įtempimą išilgai šerdies apvijos nei radialinė jėga. Kadangi vidinis trumpasis jungimas yra nekontroliuojamas, teoriškai sportinio automobilio akumuliatoriaus paketas yra labiau tikėtinas šoninio susidūrimo atveju nei kitomis kryptimis. Stresas ir terminis bėgimas yra linkę atsirasti. Kai modelio akumuliatoriaus blokas suspaudžiamas ir atsitrenkia į apačią, labiau tikėtina, kad įvyks terminis nutekėjimas.

trijų lygių akumuliatoriaus valdymo sistema

Skirtingai nei dauguma gamintojų, kurie siekia pažangesnių baterijų technologijų, Tesla pasirinko brandesnę 18650 ličio bateriją, o ne didesnę kvadratinę bateriją su trijų lygių akumuliatoriaus valdymo sistema. Naudojant hierarchinį valdymo dizainą, vienu metu galima valdyti tūkstančius baterijų. Akumuliatoriaus valdymo sistemos struktūra parodyta 7 paveiksle. Paimkite Tesla oadster trijų lygių akumuliatoriaus valdymo sistemą kaip pavyzdį:

1) Modulio lygiu nustatykite akumuliatoriaus monitorių (BatteryMonitorboard, BMB), kad būtų galima stebėti kiekvienos modulio bloko (kaip mažiausio valdymo bloko) atskiro akumuliatoriaus įtampą, kiekvienos plytelės temperatūrą ir išėjimo įtampą. visą modulį.

2) Nustatykite BatterySystemMonitor (BSM) akumuliatoriaus lygiu, kad galėtumėte stebėti akumuliatoriaus veikimo būseną, įskaitant srovę, įtampą, temperatūrą, drėgmę, padėtį, dūmus ir kt.

3) Transporto priemonės lygiu nustatykite VSM, kad galėtumėte stebėti BSM.

Be to, JAV patentuose US20130179012, US20120105015 ir US20130049971A1 įtrauktos tokios technologijos kaip apsauga nuo viršsrovių, apsauga nuo viršįtampių ir izoliacijos varžos stebėjimas.