ప్రపంచంలో పూర్తిగా సురక్షితమైన బ్యాటరీ లేదు, పూర్తిగా గుర్తించబడని మరియు నిరోధించబడని ప్రమాదాలు మాత్రమే ఉన్నాయి. ప్రజల-ఆధారిత ఉత్పత్తి భద్రత అభివృద్ధి భావనను పూర్తిగా ఉపయోగించుకోండి. నివారణ చర్యలు తగినంతగా లేనప్పటికీ, భద్రతా ప్రమాదాలను నియంత్రించవచ్చు.

2013లో సీటెల్ హైవేపై జరిగిన మోడల్ ప్రమాదాన్ని ఉదాహరణగా తీసుకోండి. బ్యాటరీ ప్యాక్‌లోని ప్రతి బ్యాటరీ మాడ్యూల్ మధ్య సాపేక్షంగా స్వతంత్ర స్థలం ఉంది, ఇది అగ్నినిరోధక నిర్మాణం ద్వారా వేరుచేయబడుతుంది. బ్యాటరీ రక్షణ కవర్ దిగువన ఉన్న కారును గట్టి వస్తువుతో కుట్టినప్పుడు (ప్రభావ శక్తి 25 tకి చేరుకుంటుంది మరియు కుళ్ళిన దిగువ ప్యానెల్ యొక్క మందం 6.35 మిమీ మరియు రంధ్రం వ్యాసం 76.2 మిమీ ఉంటుంది), బ్యాటరీ మాడ్యూల్ థర్మల్‌గా ఉంటుంది. అదుపు తప్పి మంటలు. అదే సమయంలో, దాని మూడు-స్థాయి నిర్వహణ వ్యవస్థ డ్రైవర్‌ను వీలైనంత త్వరగా వాహనాన్ని విడిచిపెట్టమని హెచ్చరించడానికి మరియు చివరికి డ్రైవర్‌ను గాయం నుండి రక్షించడానికి భద్రతా యంత్రాంగాన్ని సక్రియం చేయగలదు. టెస్లా యొక్క ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో ఉపయోగించే భద్రతా డిజైన్ వివరాలు అస్పష్టంగా ఉన్నాయి. అందువల్ల, మేము టెస్లా యొక్క ఎలక్ట్రిక్ వెహికల్ ఎలక్ట్రిక్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్ యొక్క సంబంధిత పేటెంట్‌లను ఇప్పటికే ఉన్న సాంకేతిక సమాచారంతో కలిపి తనిఖీ చేసాము మరియు ఇతరులు తప్పుగా ఉన్నారని భావించి ప్రాథమిక అవగాహనను నిర్వహించాము. మేము దాని తప్పుల నుండి నేర్చుకోగలమని మరియు తప్పులు పునరావృతం కాకుండా నిరోధించగలమని మేము ఆశిస్తున్నాము. అదే సమయంలో, మేము కాపీ క్యాట్‌ల స్ఫూర్తికి పూర్తి ఆటను అందించవచ్చు మరియు శోషణ మరియు ఆవిష్కరణను సాధించగలము.

TeslaRoadster బ్యాటరీ ప్యాక్

ఈ స్పోర్ట్స్ కారు 2008లో టెస్లా యొక్క మొట్టమొదటి భారీ-ఉత్పత్తి స్వచ్ఛమైన ఎలక్ట్రిక్ స్పోర్ట్స్ కారు, గ్లోబల్ లిమిటెడ్ ఉత్పత్తి 2500. ఈ మోడల్ తీసుకువెళ్ళే బ్యాటరీ ప్యాక్ సీటు వెనుక ఉన్న లగేజ్ కంపార్ట్‌మెంట్‌లో ఉంది (మూర్తి 1లో చూపిన విధంగా). మొత్తం బ్యాటరీ ప్యాక్ బరువు 450కిలోలు, వాల్యూమ్ సుమారు 300L, అందుబాటులో ఉన్న శక్తి 53kWh మరియు మొత్తం వోల్టేజ్ 366V.

TeslaRoadster సిరీస్ బ్యాటరీ ప్యాక్ 11 మాడ్యూళ్లను కలిగి ఉంటుంది (మూర్తి 2లో చూపిన విధంగా). మాడ్యూల్ లోపల, 69 వ్యక్తిగత కణాలు సమాంతరంగా అనుసంధానించబడి ఒక ఇటుక (లేదా “సెల్ ఇటుక”)ను ఏర్పరుస్తాయి, ఆ తర్వాత తొమ్మిది ఇటుకలు సిరీస్‌లో అనుసంధానించబడి మొత్తం 6831 వ్యక్తిగత కణాలతో మాడ్యూల్ A బ్యాటరీ ప్యాక్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. మాడ్యూల్ మార్చగల యూనిట్. బ్యాటరీలలో ఒకటి విరిగిపోయినట్లయితే, దానిని మార్చాలి.

బ్యాటరీని కలిగి ఉన్న మాడ్యూల్ భర్తీ చేయవచ్చు; అదే సమయంలో, స్వతంత్ర మాడ్యూల్ మాడ్యూల్ ప్రకారం సింగిల్ బ్యాటరీని వేరు చేయగలదు. ప్రస్తుతం, జపాన్ యొక్క సాన్యో 18650 ఉత్పత్తికి దాని సింగిల్ సెల్ ఒక ముఖ్యమైన ఎంపిక.

చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్‌కు చెందిన విద్యావేత్త చెన్ లిక్వాన్ మాటలలో, ఎలక్ట్రిక్ వెహికల్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్ యొక్క సింగిల్ సెల్ కెపాసిటీ ఎంపికపై చర్చ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల అభివృద్ధి మార్గంపై చర్చ. ప్రస్తుతం, బ్యాటరీ నిర్వహణ సాంకేతికత మరియు ఇతర కారకాల పరిమితుల కారణంగా, నా దేశం యొక్క ఎలక్ట్రిక్ వెహికల్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్‌లు ఎక్కువగా పెద్ద-సామర్థ్యం కలిగిన ప్రిస్మాటిక్ బ్యాటరీలను ఉపయోగిస్తాయి. అయినప్పటికీ, టెస్లా మాదిరిగానే, హాంగ్‌జౌ టెక్నాలజీతో సహా చిన్న-సామర్థ్యం కలిగిన సింగిల్ బ్యాటరీల నుండి అసెంబుల్ చేయబడిన కొన్ని ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలు ఉన్నాయి. హార్బిన్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీకి చెందిన ప్రొఫెసర్ లీ గెచెన్ “అంతర్గత భద్రత” అనే కొత్త పదాన్ని ముందుకు తెచ్చారు, దీనిని బ్యాటరీ పరిశ్రమలో కొంతమంది నిపుణులు గుర్తించారు. రెండు షరతులు నెరవేరాయి: ఒకటి అత్యల్ప సామర్థ్యం కలిగిన బ్యాటరీ, ఒంటరిగా లేదా నిల్వలో ఉపయోగించినప్పుడు అది కాలిపోయినా లేదా పేలినా తీవ్రమైన పరిణామాలకు కారణమయ్యే శక్తి పరిమితి సరిపోదు; రెండవది, బ్యాటరీ మాడ్యూల్‌లో, అత్యల్ప కెపాసిటీ ఉన్న బ్యాటరీ కాలిపోయినా లేదా పేలిపోయినా, ఇతర సెల్ చైన్‌లు కాలిపోవడానికి లేదా పేలడానికి కారణం కాదు. లిథియం బ్యాటరీల భద్రత యొక్క ప్రస్తుత స్థాయిని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, హాంగ్‌జౌ టెక్నాలజీ చిన్న-సామర్థ్యం గల స్థూపాకార లిథియం బ్యాటరీలను కూడా ఉపయోగిస్తుంది మరియు బ్యాటరీ ప్యాక్‌లను సమీకరించడానికి మాడ్యులర్ సమాంతర మరియు సిరీస్ పద్ధతులను ఉపయోగిస్తుంది (దయచేసి CN101369649 చూడండి). బ్యాటరీ కనెక్షన్ పరికరం మరియు అసెంబ్లీ రేఖాచిత్రం మూర్తి 3లో చూపబడ్డాయి.

బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క తలపై ఒక ప్రోట్రూషన్ కూడా ఉంది (FIG. 8లోని ప్రాంతం P5, FIG యొక్క కుడి వైపున ఉన్న ప్రోట్రూషన్‌కు అనుగుణంగా. 4). స్టాకింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ కార్యకలాపాల కోసం రెండు బ్యాటరీ మాడ్యూల్‌లను ఇన్‌స్టాల్ చేయండి. బ్యాటరీ ప్యాక్‌లో మొత్తం 5,920 సింగిల్ సెల్‌లు ఉన్నాయి.

బ్యాటరీ ప్యాక్‌లోని 8 ప్రాంతాలు (ప్రోట్రూషన్‌లతో సహా) ఒకదానికొకటి పూర్తిగా వేరుచేయబడి ఉంటాయి. అన్నింటిలో మొదటిది, ఐసోలేషన్ ప్లేట్ బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క మొత్తం నిర్మాణ బలాన్ని పెంచుతుంది, మొత్తం బ్యాటరీ ప్యాక్ నిర్మాణాన్ని మరింత బలంగా చేస్తుంది. రెండవది, ఒక ప్రాంతంలోని బ్యాటరీకి మంటలు వచ్చినప్పుడు, ఇతర ప్రాంతాల్లోని బ్యాటరీలు మంటలను అంటుకోకుండా నిరోధించడానికి దానిని సమర్థవంతంగా నిరోధించవచ్చు. రబ్బరు పట్టీ లోపలి భాగాన్ని అధిక ద్రవీభవన స్థానం మరియు తక్కువ ఉష్ణ వాహకత (గ్లాస్ ఫైబర్ వంటివి) లేదా నీటితో నింపవచ్చు.

బ్యాటరీ మాడ్యూల్ (మూర్తి 6లో చూపిన విధంగా) s-ఆకారపు సెపరేటర్ లోపలి భాగంలో 7 ప్రాంతాలుగా (మూర్తి 1లోని m7-M6 ప్రాంతాలు) విభజించబడింది. s-ఆకారపు ఐసోలేషన్ ప్లేట్ బ్యాటరీ మాడ్యూల్స్ కోసం శీతలీకరణ ఛానెల్‌లను అందిస్తుంది మరియు బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క థర్మల్ మేనేజ్‌మెంట్ సిస్టమ్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది.

రోడ్‌స్టర్ బ్యాటరీ ప్యాక్‌తో పోలిస్తే, మోడల్ బ్యాటరీ ప్యాక్ ప్రదర్శనలో స్పష్టమైన మార్పులను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, థర్మల్ రన్‌అవే వ్యాప్తిని నిరోధించడానికి స్వతంత్ర విభజనల నిర్మాణ రూపకల్పన కొనసాగుతుంది.

రోడ్‌స్టర్ బ్యాటరీ ప్యాక్‌కి భిన్నంగా, సింగిల్ బ్యాటరీ కారులో ఫ్లాట్‌గా ఉంటుంది మరియు మోడల్ మోడల్ బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క వ్యక్తిగత బ్యాటరీలు నిలువుగా అమర్చబడి ఉంటాయి. ఢీకొనే సమయంలో సింగిల్ బ్యాటరీ స్క్వీజింగ్ ఫోర్స్‌కు లోనవుతుంది కాబట్టి, రేడియల్ ఫోర్స్ కంటే అక్షసంబంధ శక్తి కోర్ వైండింగ్‌తో పాటు ఉష్ణ ఒత్తిడికి ఎక్కువగా గురవుతుంది. అంతర్గత షార్ట్ సర్క్యూట్ నియంత్రణలో లేనందున, సిద్ధాంతపరంగా, స్పోర్ట్స్ కార్ బ్యాటరీ ప్యాక్ ఇతర దిశల కంటే సైడ్ ఢీకొనే అవకాశం ఉంది. ఒత్తిడి మరియు థర్మల్ రన్అవే సంభవించే అవకాశం ఉంది. మోడల్ బ్యాటరీ ప్యాక్‌ను పిండినప్పుడు మరియు దిగువన ఢీకొన్నప్పుడు, థర్మల్ రన్‌అవే సంభవించే అవకాశం ఉంది.

మూడు-స్థాయి బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ

చాలా మంది తయారీదారులు మరింత అధునాతన బ్యాటరీ సాంకేతికతను అనుసరిస్తున్నట్లుగా కాకుండా, టెస్లా దాని మూడు-స్థాయి బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థతో పెద్ద చదరపు బ్యాటరీకి బదులుగా మరింత పరిణతి చెందిన 18650 లిథియం బ్యాటరీని ఎంచుకుంది. క్రమానుగత నిర్వహణ రూపకల్పనతో, వేలాది బ్యాటరీలను ఒకే సమయంలో నిర్వహించవచ్చు. బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థ యొక్క ఫ్రేమ్‌వర్క్ మూర్తి 7లో చూపబడింది. టెస్లా యొక్క ఓడ్‌స్టర్ మూడు-స్థాయి బ్యాటరీ నిర్వహణ వ్యవస్థను ఉదాహరణగా తీసుకోండి:

1) మాడ్యూల్ స్థాయిలో, మాడ్యూల్‌లోని ప్రతి ఇటుకలోని ఒకే బ్యాటరీ యొక్క వోల్టేజ్‌ను (అతి చిన్న నిర్వహణ యూనిట్‌గా), ప్రతి ఇటుక ఉష్ణోగ్రత మరియు అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ని పర్యవేక్షించడానికి బ్యాటరీ మానిటర్‌ను (BatteryMonitorboard, BMB) సెటప్ చేయండి. మొత్తం మాడ్యూల్.

2) కరెంట్, వోల్టేజ్, ఉష్ణోగ్రత, తేమ, స్థానం, పొగ మొదలైన వాటితో సహా బ్యాటరీ ప్యాక్ యొక్క ఆపరేటింగ్ స్థితిని పర్యవేక్షించడానికి బ్యాటరీ ప్యాక్ స్థాయిలో BatterySystemMonitor (BSM)ని సెటప్ చేయండి.

3) వాహన స్థాయిలో, BSMని పర్యవేక్షించడానికి VSMని సెటప్ చేయండి.

అదనంగా, ఓవర్‌కరెంట్ ప్రొటెక్షన్, ఓవర్‌వోల్టేజ్ ప్రొటెక్షన్ మరియు ఇన్సులేషన్ రెసిస్టెన్స్ మానిటరింగ్ వంటి సాంకేతికతలు వరుసగా US పేటెంట్‌లలో US20130179012, US20120105015 మరియు US20130049971A1లో పొందుపరచబడ్డాయి.