Na svetu ni popolnoma varne baterije, obstajajo le tveganja, ki niso v celoti prepoznana in preprečena. V celoti izkoristite koncept razvoja varnosti izdelkov, usmerjen v ljudi. Čeprav so preventivni ukrepi nezadostni, je varnostna tveganja mogoče nadzorovati.

Vzemimo za primer modelno nesrečo, ki se je zgodila na avtocesti v Seattlu leta 2013. Med vsakim baterijskim modulom v baterijskem paketu je relativno neodvisen prostor, ki je izoliran z ognjevarno strukturo. Ko je avtomobil na dnu zaščitnega pokrova akumulatorja preboden s trdim predmetom (udarna sila doseže 25 t in debelina razpadle spodnje plošče je približno 6.35 mm in premer luknje je 76.2 mm), je baterijski modul toplotno izpod nadzora in požari. Hkrati lahko njegov tristopenjski sistem upravljanja pravočasno aktivira varnostni mehanizem, da opozori voznika, naj čim prej zapusti vozilo, in na koncu zaščiti voznika pred poškodbami. Podrobnosti varnostne zasnove, ki se uporablja v Teslinih električnih vozilih, niso jasne. Zato smo preverili povezane patente Teslinega sistema za shranjevanje električne energije v električnih vozilih, skupaj z obstoječimi tehničnimi informacijami in izvedli predhodno razumevanje, v upanju, da se drugi motijo. Upamo, da se bomo lahko naučili iz njegovih napak in preprečili ponavljanje napak. Obenem lahko damo popolno igro duhu posnemovalcev in dosežemo absorpcijo in inovativnost.

Baterija TeslaRoadster

Ta športni avto je prvi Teslin serijsko proizveden čisto električni športni avtomobil leta 2008 z omejeno globalno proizvodnjo 2500. Baterija, ki jo nosi ta model, se nahaja v prtljažniku za sedežem (kot je prikazano na sliki 1). Celoten akumulator tehta približno 450 kg, ima prostornino približno 300 L, razpoložljivo energijo 53 kWh in skupno napetost 366 V.

Baterija serije TeslaRoadster je sestavljena iz 11 modulov (kot je prikazano na sliki 2). Znotraj modula je 69 posameznih celic povezanih vzporedno, da tvorijo opeko (ali “celično opeko”), ki ji sledi devet opek, povezanih zaporedno, da tvorijo baterijski paket modula A s skupno 6831 posameznimi celicami. Modul je zamenljiva enota. Če je ena od baterij pokvarjena, jo je treba zamenjati.

Modul, ki vsebuje baterijo, je mogoče zamenjati; hkrati lahko neodvisni modul loči posamezno baterijo glede na modul. Trenutno je njegova enojna celica pomembna izbira za japonsko proizvodnjo Sanyo 18650.

Po besedah ​​akademika Chen Liquana s Kitajske akademije znanosti je razprava o izbiri zmogljivosti ene celice sistema za shranjevanje energije električnih vozil razprava o razvojni poti električnih vozil. Trenutno sistemi za shranjevanje energije električnih vozil v moji državi zaradi omejitev tehnologije upravljanja baterij in drugih dejavnikov večinoma uporabljajo prizmatične baterije velike zmogljivosti. Vendar pa je podobno kot pri Tesli le malo sistemov za shranjevanje energije električnih vozil, sestavljenih iz enojnih baterij majhne zmogljivosti, vključno s tehnologijo Hangzhou. Profesor Li Gechen z Univerze za znanost in tehnologijo Harbin je predstavil nov izraz “lastna varnost”, ki so ga priznali nekateri strokovnjaki v industriji baterij. Izpolnjena sta dva pogoja: eden je baterija najnižje zmogljivosti, energijska meja ni dovolj, da bi povzročila resne posledice, če gori ali eksplodira pri uporabi samega ali v skladišču; drugič, v baterijskem modulu, če baterija z najmanjšo kapaciteto gori ali eksplodira, ne bo povzročilo gorenja ali eksplozije drugih celičnih verig. Ob upoštevanju trenutne ravni varnosti litijevih baterij Hangzhou Technology uporablja tudi cilindrične litijeve baterije majhne zmogljivosti in uporablja modularne vzporedne in zaporedne metode za sestavljanje baterijskih sklopov (glejte CN101369649). Priključna naprava za akumulator in shema montaže sta prikazana na sliki 3.

Na glavi baterijskega paketa je tudi izboklina (območje P8 na sl. 5, ki ustreza izboklini na desni strani sl. 4). Namestite dva baterijska modula za zlaganje in praznjenje. Baterija ima skupaj 5,920 posameznih celic.

8 področij (vključno z izboklinami) v baterijskem paketu je popolnoma izoliranih drug od drugega. Prvič, izolacijska plošča poveča splošno strukturno trdnost baterijskega paketa, zaradi česar je celotna struktura baterijskega paketa močnejša. Drugič, ko se baterija na enem območju vname, jo je mogoče učinkovito blokirati in preprečiti, da bi se baterije na drugih območjih zagorele. Notranjost tesnila je lahko napolnjena z materiali z visokim tališčem in nizko toplotno prevodnostjo (kot so steklena vlakna) ali vodo.

Akumulatorski modul (kot je prikazano na sliki 6) je z notranjostjo ločevalnika v obliki črke S razdeljen na 7 območij (območja m1-M7 na sliki 6). Izolacijska plošča v obliki črke S zagotavlja hladilne kanale za baterijske module in je povezana s sistemom za upravljanje toplote baterijskega paketa.

V primerjavi z baterijskim paketom Roadster, čeprav ima model akumulatorja očitne spremembe v videzu, se strukturna zasnova neodvisnih predelnih sten, ki preprečujejo širjenje toplotnega uhajanja, nadaljuje.

Za razliko od baterijskega paketa Roadster, je ena baterija prazna v avtomobilu, posamezne baterije modela modela pa so razporejene navpično. Ker je posamezna baterija med trkom izpostavljena sili stiskanja, je osna sila bolj nagnjena k toplotni obremenitvi vzdolž navitja jedra kot radialna sila. Ker notranji kratek stik ni pod nadzorom, je teoretično večja verjetnost, da bo akumulator športnega avtomobila v bočnem trku kot v drugih smereh. Stres in toplotni pobeg sta nagnjena k pojavu. Ko se baterijski sklop modela stisne in trči na dno, je večja verjetnost, da pride do toplotnega pobega.

tristopenjski sistem upravljanja baterije

Za razliko od večine proizvajalcev, ki si prizadevajo za naprednejšo tehnologijo baterij, je Tesla s svojim tristopenjskim sistemom upravljanja baterije namesto večje kvadratne baterije izbral zrelejšo litijevo baterijo 18650. S hierarhično zasnovo upravljanja je mogoče hkrati upravljati na tisoče baterij. Okvir sistema za upravljanje baterije je prikazan na sliki 7. Vzemite za primer Teslin tristopenjski sistem upravljanja baterije oadster:

1) Na ravni modula nastavite monitor baterije (BatteryMonitorboard, BMB) za spremljanje napetosti posamezne baterije v vsaki opek v modulu (kot najmanjše upravljalne enote), temperature vsake opeke in izhodne napetosti celoten modul.

2) Nastavite BatterySystemMonitor (BSM) na ravni baterijskega paketa, da spremljate stanje delovanja akumulatorja, vključno s tokom, napetostjo, temperaturo, vlago, položajem, dimom itd.

3) Na ravni vozila nastavite VSM za spremljanje BSM.

Poleg tega so tehnologije, kot so pretokovna zaščita, prenapetostna zaščita in spremljanje izolacijske upornosti, utelešene v patentih ZDA US20130179012, US20120105015 in US20130049971A1.