Nie ma na świecie całkowicie bezpiecznej baterii, istnieją tylko zagrożenia, które nie są w pełni zidentyfikowane i którym zapobiegają. Wykorzystaj w pełni zorientowaną na ludzi koncepcję rozwoju bezpieczeństwa produktów. Chociaż środki zapobiegawcze są niewystarczające, zagrożenia bezpieczeństwa można kontrolować.

Weźmy na przykład modelowy wypadek, który miał miejsce na autostradzie w Seattle w 2013 roku. Pomiędzy każdym modułem akumulatorowym w zestawie akumulatorów istnieje stosunkowo niezależna przestrzeń, która jest odizolowana ognioodporną konstrukcją. Gdy samochód w dolnej części pokrywy ochronnej akumulatora zostanie przebity twardym przedmiotem (siła uderzenia sięga 25 t, a grubość rozłożonego dolnego panelu wynosi około 6.35 mm, a średnica otworu wynosi 76.2 mm), moduł akumulatora jest termicznie poza kontrolą i pożary. Jednocześnie jego trzypoziomowy system zarządzania może aktywować mechanizm bezpieczeństwa w odpowiednim czasie, aby ostrzec kierowcę o jak najszybszym opuszczeniu pojazdu i ostatecznie chronić kierowcę przed obrażeniami. Szczegóły projektu bezpieczeństwa zastosowanego w pojazdach elektrycznych Tesli są niejasne. Dlatego sprawdziliśmy powiązane patenty systemu magazynowania energii elektrycznej pojazdu elektrycznego Tesli, w połączeniu z istniejącymi informacjami technicznymi i przeprowadziliśmy wstępne porozumienie, mając nadzieję, że inni się mylą. Mamy nadzieję, że możemy uczyć się na jego błędach i zapobiegać ich powtórzeniu. Jednocześnie możemy oddać pełną zabawę duchowi naśladowców i osiągnąć chłonność i innowacyjność.

Akumulator TeslaRoadster

Ten samochód sportowy jest pierwszym masowo produkowanym samochodem sportowym Tesli z napędem elektrycznym w 2008 roku, którego globalna produkcja jest ograniczona do 2500. Akumulator w tym modelu znajduje się w bagażniku za siedzeniem (jak pokazano na rysunku 1). Cały pakiet akumulatorów waży około 450kg, ma pojemność około 300L, dostępną energię 53kWh, a łączne napięcie 366V.

Pakiet akumulatorów serii TeslaRoadster składa się z 11 modułów (jak pokazano na rysunku 2). Wewnątrz modułu 69 pojedynczych ogniw jest połączonych równolegle, tworząc cegłę (lub „cegłę komórkową”), a następnie dziewięć cegieł połączonych szeregowo, tworząc pakiet baterii modułu A z łącznie 6831 pojedynczymi ogniwami. Moduł jest jednostką wymienną. Jeśli jedna z baterii jest uszkodzona, należy ją wymienić.

Moduł zawierający baterię można wymienić; jednocześnie niezależny moduł może oddzielić pojedynczą baterię zgodnie z modułem. Obecnie jedno ogniwo jest ważnym wyborem dla japońskiej produkcji Sanyo 18650.

Jak mówi akademik Chen Liquan z Chińskiej Akademii Nauk, debata na temat wyboru pojemności pojedynczej komórki systemu magazynowania energii w pojazdach elektrycznych jest debatą na temat ścieżki rozwoju pojazdów elektrycznych. Obecnie, ze względu na ograniczenia technologii zarządzania akumulatorami i inne czynniki, systemy magazynowania energii w pojazdach elektrycznych w moim kraju wykorzystują głównie pryzmatyczne baterie o dużej pojemności. Jednak, podobnie jak w przypadku Tesli, istnieje niewiele systemów magazynowania energii w pojazdach elektrycznych zmontowanych z pojedynczych akumulatorów o małej pojemności, w tym technologii Hangzhou. Profesor Li Gechen z Harbin University of Science and Technology zaproponował nowy termin „wewnętrzne bezpieczeństwo”, który został uznany przez niektórych ekspertów z branży akumulatorów. Spełnione są dwa warunki: jeden to akumulator o najniższej pojemności, limit energii nie jest wystarczający, aby spowodować poważne konsekwencje, jeśli spłonie lub eksploduje, gdy jest używany samodzielnie lub podczas przechowywania; po drugie, w module akumulatorowym, jeśli akumulator o najniższej pojemności spłonie lub eksploduje, nie spowoduje spalenia ani wybuchu innych łańcuchów ogniw. Biorąc pod uwagę obecny poziom bezpieczeństwa baterii litowych, firma Hangzhou Technology wykorzystuje również cylindryczne baterie litowe o małej pojemności oraz modułowe metody równoległe i szeregowe do montażu pakietów baterii (patrz CN101369649). Urządzenie do podłączenia akumulatora i schemat montażu pokazano na rysunku 3.

Występuje również występ na główce zestawu akumulatorów (obszar P8 na RYS. 5, odpowiadający występowi po prawej stronie RYS. 4). Zainstaluj dwa moduły akumulatorowe do operacji układania i rozładowywania. Pakiet baterii ma łącznie 5,920 pojedynczych ogniw.

8 obszarów (w tym występy) w zestawie akumulatorów jest całkowicie odizolowanych od siebie. Przede wszystkim płyta izolacyjna zwiększa ogólną wytrzymałość konstrukcyjną zestawu akumulatorów, dzięki czemu cała struktura zestawu akumulatorów jest mocniejsza. Po drugie, gdy zapali się bateria w jednym obszarze, można ją skutecznie zablokować, aby zapobiec zapaleniu się baterii w innych obszarach. Wnętrze uszczelki może być wypełnione materiałami o wysokiej temperaturze topnienia i niskiej przewodności cieplnej (np. włókno szklane) lub wodą.

Moduł baterii (jak pokazano na rysunku 6) jest podzielony na 7 obszarów (obszary m1-M7 na rysunku 6) przez wewnętrzną część separatora w kształcie litery S. Płytka izolacyjna w kształcie litery S zapewnia kanały chłodzące dla modułów akumulatorowych i jest połączona z systemem zarządzania termicznego zestawu akumulatorów.

W porównaniu z akumulatorem Roadster, chociaż model akumulatora ma oczywiste zmiany w wyglądzie, konstrukcja konstrukcyjna niezależnych przegród zapobiega rozprzestrzenianiu się niekontrolowanej temperatury.

W przeciwieństwie do zestawu akumulatorów Roadster, pojedyncza bateria leży płasko w samochodzie, a poszczególne akumulatory zestawu akumulatorów modelu Model są ułożone pionowo. Ponieważ pojedyncza bateria jest poddawana działaniu siły ściskającej podczas zderzenia, siła osiowa jest bardziej podatna na naprężenia termiczne wzdłuż uzwojenia rdzenia niż siła promieniowa. Ponieważ wewnętrzne zwarcie jest poza kontrolą, teoretycznie akumulator samochodu sportowego jest bardziej narażony na kolizję boczną niż w innych kierunkach. Stres i ucieczka termiczna są podatne na wystąpienie. Gdy modelowy akumulator zostanie ściśnięty i zderzy się z dnem, bardziej prawdopodobne jest wystąpienie niestabilności termicznej.

trzypoziomowy system zarządzania baterią

W przeciwieństwie do większości producentów dążących do bardziej zaawansowanej technologii baterii, Tesla wybrała bardziej dojrzałą baterię litową 18650 zamiast większej kwadratowej baterii z trzypoziomowym systemem zarządzania baterią. Dzięki hierarchicznemu projektowi zarządzania można jednocześnie zarządzać tysiącami akumulatorów. Ramę systemu zarządzania baterią pokazano na rysunku 7. Weźmy za przykład trójpoziomowy system zarządzania baterią Tesli:

1) Na poziomie modułu skonfiguruj monitor baterii (BatteryMonitorboard, BMB), aby monitorować napięcie pojedynczej baterii w każdej cegle w module (jako najmniejsza jednostka zarządzająca), temperaturę każdej cegły i napięcie wyjściowe cały moduł.

2) Ustaw BatterySystemMonitor (BSM) na poziomie akumulatora, aby monitorować stan działania akumulatora, w tym prąd, napięcie, temperaturę, wilgotność, położenie, dym itp.

3) Na poziomie pojazdu skonfiguruj VSM do monitorowania BSM.

Ponadto technologie, takie jak ochrona nadprądowa, ochrona przed przepięciami i monitorowanie rezystancji izolacji, są zawarte odpowiednio w patentach USA US20130179012, US20120105015 i US20130049971A1.