Nuk ka bateri absolutisht të sigurt në botë, ka vetëm rreziqe që nuk janë identifikuar dhe parandaluar plotësisht. Përdorni plotësisht konceptin e zhvillimit të sigurisë së produktit të orientuar nga njerëzit. Megjithëse masat parandaluese janë të pamjaftueshme, rreziqet e sigurisë mund të kontrollohen.

Merrni si shembull aksidentin model që ndodhi në autostradën e Seattle në 2013. Ekziston një hapësirë ​​relativisht e pavarur midis çdo moduli të baterisë në paketën e baterisë, e cila është e izoluar nga një strukturë rezistente ndaj zjarrit. Kur makina në fund të kapakut mbrojtës të baterisë shpohet nga një objekt i fortë (forca e goditjes arrin 25 t dhe trashësia e panelit të poshtëm të dekompozuar është rreth 6.35 mm dhe diametri i vrimës është 76.2 mm), moduli i baterisë është termikisht jashtë kontrollit dhe zjarret. Në të njëjtën kohë, sistemi i tij i menaxhimit me tre nivele mund të Aktivizojë mekanizmin e sigurisë në kohë për të paralajmëruar shoferin që të largohet nga automjeti sa më shpejt të jetë e mundur dhe në fund të mbrojë shoferin nga lëndimi. Detajet e dizajnit të sigurisë të përdorur në automjetet elektrike të Tesla janë të paqarta. Prandaj, ne kemi kontrolluar patentat përkatëse të sistemit të ruajtjes së energjisë elektrike të automjeteve elektrike të Tesla-s, të kombinuara me informacionin teknik ekzistues dhe kemi kryer një kuptim paraprak, duke shpresuar se të tjerët e kanë gabim. Shpresojmë se mund të mësojmë nga gabimet e tij dhe të parandalojmë përsëritjen e gabimeve. Në të njëjtën kohë, ne mund t’i japim një lojë të plotë shpirtit të kopjuesve dhe të arrijmë përthithje dhe inovacion.

Paketa e baterive TeslaRoadster

Kjo makinë sportive është makina e parë sportive elektrike e pastër e prodhuar në masë e Tesla-s në vitin 2008, me një prodhim të kufizuar global prej 2500. Paketa e baterive e mbajtur nga ky model ndodhet në ndarjen e bagazhit pas sediljes (siç tregohet në figurën 1). E gjithë paketa e baterisë peshon rreth 450 kg, ka një vëllim prej rreth 300 L, energji të disponueshme prej 53 kWh dhe një tension total prej 366 V.

Paketa e baterive e serisë TeslaRoadster përbëhet nga 11 module (siç tregohet në Figurën 2). Brenda modulit, 69 qeliza individuale janë të lidhura paralelisht për të formuar një tullë (ose “tullë qelize”), e ndjekur nga nëntë tulla të lidhura në seri për të formuar një paketë baterie të modulit A me një total prej 6831 qelizash individuale. Moduli është një njësi e zëvendësueshme. Nëse njëra nga bateritë është e prishur, ajo duhet të zëvendësohet.

Moduli që përmban baterinë mund të zëvendësohet; në të njëjtën kohë, moduli i pavarur mund të ndajë baterinë e vetme sipas modulit. Aktualisht, qeliza e saj e vetme është një zgjedhje e rëndësishme për prodhimin e Sanyo 18650 të Japonisë.

Sipas fjalëve të akademikut Chen Liquan të Akademisë Kineze të Shkencave, debati mbi zgjedhjen e kapacitetit të një qelize të sistemit të ruajtjes së energjisë së automjeteve elektrike është një debat mbi rrugën e zhvillimit të automjeteve elektrike. Aktualisht, për shkak të kufizimeve të teknologjisë së menaxhimit të baterive dhe faktorëve të tjerë, sistemet e ruajtjes së energjisë së automjeteve elektrike të vendit tim përdorin kryesisht bateri prizmatike me kapacitet të madh. Megjithatë, ngjashëm me Tesla, ka pak sisteme të ruajtjes së energjisë së automjeteve elektrike të mbledhura nga bateri të vetme me kapacitet të vogël, duke përfshirë teknologjinë Hangzhou. Profesori Li Gechen i Universitetit të Shkencës dhe Teknologjisë në Harbin paraqiti një term të ri “siguri e brendshme”, i cili është njohur nga disa ekspertë në industrinë e baterive. Plotësohen dy kushte: njëri është bateria me kapacitet më të ulët, kufiri i energjisë nuk mjafton për të shkaktuar pasoja të rënda, nëse digjet ose shpërthen kur përdoret vetëm ose në ruajtje; së dyti, në modulin e baterisë, nëse një bateri me kapacitetin më të ulët digjet ose shpërthen, nuk do të shkaktojë djegie ose shpërthim të zinxhirëve të tjerë të qelizave. Duke marrë parasysh nivelin aktual të sigurisë së baterive të litiumit, Hangzhou Technology përdor gjithashtu bateri cilindrike të litiumit me kapacitet të vogël dhe përdor metoda modulare paralele dhe serike për të mbledhur paketat e baterive (ju lutemi referojuni CN101369649). Pajisja e lidhjes së baterisë dhe diagrami i montimit janë paraqitur në figurën 3.

Ekziston gjithashtu një zgjatje në kokën e paketës së baterisë (zona P8 në FIG. 5, që korrespondon me zgjatjen në anën e djathtë të FIG. 4). Instaloni dy module baterish për operacionet e grumbullimit dhe shkarkimit. Paketa e baterisë ka gjithsej 5,920 qeliza të vetme.

8 zonat (përfshirë zgjatimet) në paketën e baterisë janë plotësisht të izoluara nga njëra-tjetra. Para së gjithash, pllaka izoluese rrit forcën e përgjithshme strukturore të paketës së baterisë, duke e bërë të gjithë strukturën e paketës së baterisë më të fortë. Së dyti, kur një bateri në një zonë merr flakë, ajo mund të bllokohet në mënyrë efektive për të parandaluar që bateritë në zona të tjera të marrin flakë. Pjesa e brendshme e guarnicionit mund të mbushet me materiale me pikë shkrirjeje të lartë dhe përçueshmëri të ulët termike (si fibra qelqi) ose ujë.

Moduli i baterisë (siç tregohet në figurën 6) ndahet në 7 zona (zona m1-M7 në figurën 6) nga pjesa e brendshme e ndarësit në formë s. Pllaka izoluese në formë S siguron kanale ftohëse për modulet e baterisë dhe lidhet me sistemin e menaxhimit termik të paketës së baterive.

Krahasuar me paketën e baterive Roadster, megjithëse paketa e baterisë model ka ndryshime të dukshme në pamje, dizajni strukturor i ndarjeve të pavarura për të parandaluar përhapjen e ikjes termike vazhdon.

Ndryshe nga paketa e baterive Roadster, bateria e vetme shtrihet në makinë dhe bateritë individuale të paketës së baterive Model Model janë të vendosura vertikalisht. Meqenëse bateria e vetme i nënshtrohet forcës shtrënguese gjatë një përplasjeje, forca boshtore është më e prirur ndaj stresit termik përgjatë mbështjelljes së bërthamës sesa forca radiale. Për shkak se qarku i shkurtër i brendshëm është jashtë kontrollit, teorikisht, paketa e baterisë së makinës sportive ka më shumë gjasa të jetë në një përplasje anësore sesa në drejtime të tjera. Stresi dhe largimi termik janë të prirur të ndodhin. Kur paketa e baterisë së modelit shtrydhet dhe përplaset në fund, ka më shumë gjasa të ndodhë ikja termike.

sistemi i menaxhimit të baterive me tre nivele

Ndryshe nga shumica e prodhuesve që ndjekin teknologjinë më të avancuar të baterive, Tesla zgjodhi një bateri litium më të pjekur 18650 në vend të një baterie katrore më të madhe me sistemin e saj të menaxhimit të baterive me tre nivele. Me dizajnin e menaxhimit hierarkik, mijëra bateri mund të menaxhohen në të njëjtën kohë. Korniza e sistemit të menaxhimit të baterive është paraqitur në Figurën 7. Merrni si shembull sistemin e menaxhimit të baterive me tre nivele të Tesla-s:

1) Në nivelin e modulit, konfiguroni një monitor baterie (BatteryMonitorboard, BMB) për të monitoruar tensionin e baterisë së vetme në secilën tullë në modul (si njësia më e vogël e menaxhimit), temperaturën e secilës tullë dhe tensionin e daljes së i gjithë moduli.

2) Vendosni BatterySystemMonitor (BSM) në nivelin e paketës së baterisë për të monitoruar statusin e funksionimit të paketës së baterisë, duke përfshirë rrymën, tensionin, temperaturën, lagështinë, pozicionin, tymin, etj.

3) Në nivel automjeti, vendosni një VSM për të monitoruar BSM.

Përveç kësaj, teknologji të tilla si mbrojtja nga mbirryma, mbrojtja nga mbitensioni dhe monitorimi i rezistencës së izolimit janë mishëruar në patentat amerikane US20130179012, US20120105015 dhe US20130049971A1, respektivisht.