Nu există baterie absolut sigură în lume, există doar riscuri care nu sunt pe deplin identificate și prevenite. Folosiți pe deplin conceptul de dezvoltare a siguranței produselor orientat către oameni. Deși măsurile preventive sunt insuficiente, riscurile de siguranță pot fi controlate.

Luați ca exemplu accidentul model care a avut loc pe autostrada Seattle în 2013. Există un spațiu relativ independent între fiecare modul de baterie din pachetul de baterii, care este izolat de o structură ignifugă. Când mașina din partea inferioară a capacului de protecție a bateriei este străpunsă de un obiect dur (forța de impact atinge 25 t și grosimea panoului inferior descompus este de aproximativ 6.35 mm și diametrul găurii este de 76.2 mm), modulul bateriei este termic. scăpat de sub control și incendii. În același timp, sistemul său de management pe trei niveluri poate activa mecanismul de siguranță la timp pentru a avertiza șoferul să părăsească vehiculul cât mai curând posibil și, în cele din urmă, pentru a-l proteja de rănire. Detaliile designului de siguranță folosit în vehiculele electrice Tesla sunt neclare. Prin urmare, am verificat brevetele aferente sistemului Tesla de stocare a energiei electrice pentru vehicule electrice, combinate cu informațiile tehnice existente și am efectuat o înțelegere preliminară, în speranța că alții greșesc. Sperăm să putem învăța din greșelile sale și să prevenim repetarea greșelilor. În același timp, putem juca pe deplin spiritul imitatorilor și putem obține absorbție și inovație.

Pachet de baterii TeslaRoadster

Această mașină sport este prima mașină sport pur electrică produsă în serie de Tesla în 2008, cu o producție globală limitată de 2500. Pachetul de baterii transportat de acest model este situat în portbagajul din spatele scaunului (după cum se arată în Figura 1). Întregul pachet de baterii cântărește aproximativ 450 kg, are un volum de aproximativ 300 L, energie disponibilă de 53 kWh și o tensiune totală de 366 V.

Pachetul de baterii din seria TeslaRoadster este format din 11 module (așa cum se arată în Figura 2). În interiorul modulului, 69 de celule individuale sunt conectate în paralel pentru a forma o cărămidă (sau „cărămidă pentru celule”), urmate de nouă cărămizi conectate în serie pentru a forma un modul Un pachet de baterii cu un total de 6831 de celule individuale. Modulul este o unitate înlocuibilă. Dacă una dintre baterii este spartă, trebuie înlocuită.

Modulul care contine bateria poate fi inlocuit; în același timp, modulul independent poate separa singura baterie în funcție de modul. În prezent, celula sa unică este o alegere importantă pentru producția Sanyo 18650 din Japonia.

În cuvintele academicianului Chen Liquan de la Academia Chineză de Științe, dezbaterea privind alegerea capacității cu o singură celulă a sistemului de stocare a energiei vehiculelor electrice este o dezbatere privind calea de dezvoltare a vehiculelor electrice. În prezent, din cauza limitărilor tehnologiei de gestionare a bateriilor și a altor factori, sistemele de stocare a energiei vehiculelor electrice din țara mea folosesc în mare parte baterii prismatice de mare capacitate. Cu toate acestea, similar cu Tesla, există puține sisteme de stocare a energiei pentru vehicule electrice asamblate din baterii unice de capacitate mică, inclusiv Tehnologia Hangzhou. Profesorul Li Gechen de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Harbin a propus un nou termen „siguranță intrinsecă”, care a fost recunoscut de unii experți din industria bateriilor. Sunt îndeplinite două condiții: una este bateria de cea mai mică capacitate, limita de energie nu este suficientă pentru a provoca consecințe grave, dacă arde sau explodează atunci când este folosită singură sau în depozit; în al doilea rând, în modulul bateriei, dacă o baterie cu cea mai mică capacitate arde sau explodează, nu va provoca arderea sau exploda altor lanțuri de celule. Luând în considerare nivelul actual de siguranță al bateriilor cu litiu, Tehnologia Hangzhou folosește și baterii cu litiu cilindrice de capacitate mică și utilizează metode modulare paralele și în serie pentru a asambla pachetele de baterii (vă rugăm să consultați CN101369649). Dispozitivul de conectare a bateriei și diagrama de asamblare sunt prezentate în Figura 3.

Există, de asemenea, o proeminență pe capul pachetului de baterii (zona P8 din FIG. 5, corespunzătoare proeminenței din partea dreaptă a FIG. 4). Instalați două module de baterie pentru operațiunile de stivuire și descărcare. Pachetul de baterii are un total de 5,920 de celule unice.

Cele 8 zone (inclusiv proeminențele) din acumulatorul sunt complet izolate unele de altele. În primul rând, placa de izolare crește rezistența structurală generală a pachetului de baterii, făcând întreaga structură a pachetului de baterii mai puternică. În al doilea rând, atunci când o baterie dintr-o zonă ia foc, poate fi blocată eficient pentru a preveni incendierea bateriilor din alte zone. Interiorul garniturii poate fi umplut cu materiale cu punct de topire ridicat și conductivitate termică scăzută (cum ar fi fibra de sticlă) sau apă.

Modulul bateriei (așa cum se arată în Figura 6) este împărțit în 7 zone (zone m1-M7 în Figura 6) de interiorul separatorului în formă de S. Placa de izolare în formă de S asigură canale de răcire pentru modulele bateriei și este conectată la sistemul de management termic al acumulatorului.

În comparație cu acumulatorul Roadster, deși modelul de acumulator are modificări evidente în aspect, designul structural al partițiilor independente pentru a preveni răspândirea evadării termice continuă.

Spre deosebire de acumulatorul Roadster, singura baterie se află plată în mașină, iar bateriile individuale ale pachetului de baterii Model Model sunt dispuse vertical. Deoarece singura baterie este supusă forței de strângere în timpul unei coliziuni, forța axială este mai predispusă la stres termic de-a lungul înfășurării miezului decât forța radială. Deoarece scurtcircuitul intern este scăpat de sub control, teoretic, este mai probabil ca acumulatorul mașinii sport să fie într-o coliziune laterală decât în ​​alte direcții. Stresul și evadarea termică sunt predispuse să apară. Atunci când acumulatorul modelului este strâns și ciocnit în partea de jos, este mai probabil să apară evadarea termică.

sistem de management al bateriei pe trei niveluri

Spre deosebire de majoritatea producătorilor care urmăresc o tehnologie mai avansată a bateriei, Tesla a ales o baterie cu litiu 18650 mai matură în loc de o baterie pătrată mai mare, cu sistemul său de gestionare a bateriei pe trei niveluri. Cu un design de management ierarhic, mii de baterii pot fi gestionate în același timp. Cadrul sistemului de management al bateriei este prezentat în Figura 7. Luați ca exemplu sistemul de gestionare a bateriei cu trei niveluri Oadster de la Tesla:

1) La nivel de modul, configurați un monitor al bateriei (BatteryMonitorboard, BMB) pentru a monitoriza tensiunea bateriei unice din fiecare cărămidă din modul (ca cea mai mică unitate de management), temperatura fiecărei cărămizi și tensiunea de ieșire a întregul modul.

2) Configurați BatterySystemMonitor (BSM) la nivelul acumulatorului pentru a monitoriza starea de funcționare a acumulatorului, inclusiv curent, tensiune, temperatură, umiditate, poziție, fum etc.

3) La nivelul vehiculului, configurați un VSM pentru a monitoriza BSM.

În plus, tehnologii precum protecția la supracurent, protecția la supratensiune și monitorizarea rezistenței de izolație sunt cuprinse în brevetele SUA US20130179012, US20120105015 și, respectiv, US20130049971A1.