Абсолютно безпечної батареї у світі не існує, є лише ризики, які до кінця не ідентифіковані та попереджені. Повністю використовуйте концепцію розвитку безпеки продукції, орієнтованої на людей. Хоча профілактичні заходи недостатні, ризики безпеки можна контролювати.

Візьмемо для прикладу модельну аварію, яка сталася на шосе Сіетла в 2013 році. Між кожним модулем батареї в акумуляторній батареї є відносно незалежний простір, який ізольований вогнетривкою структурою. Коли автомобіль в нижній частині захисної кришки акумулятора пробивається твердим предметом (сила удару сягає 25 т, а товщина розкладеної нижньої панелі становить близько 6.35 мм, а діаметр отвору 76.2 мм), модуль акумулятора термічний. виходять з-під контролю та пожежі. У той же час його трирівнева система управління може вчасно активувати механізм безпеки, щоб попередити водія, щоб він якомога швидше покинув автомобіль, і в кінцевому підсумку захистити водія від травм. Деталі конструкції безпеки, яка використовується в електромобілях Tesla, невідомі. Тому ми перевірили відповідні патенти системи накопичення електроенергії для електромобілів Tesla, об’єднавши наявну технічну інформацію, та провели попереднє розуміння, сподіваючись, що інші помиляються. Сподіваємося, що зможемо вчитися на його помилках і не допустити повторення помилок. У той же час ми можемо повністю відтворити дух копійників і досягти поглинання та інновацій.

Акумуляторний блок TeslaRoadster

Цей спортивний автомобіль є першим серійним електричним спортивним автомобілем Tesla в 2008 році з обмеженим глобальним виробництвом у 2500. Акумуляторна батарея цієї моделі знаходиться в багажному відділенні за сидінням (як показано на малюнку 1). Весь акумуляторний блок важить близько 450 кг, має об’єм близько 300 л, доступну енергію 53 кВт·год і загальну напругу 366 В.

Акумуляторний блок серії TeslaRoadster складається з 11 модулів (як показано на малюнку 2). Усередині модуля 69 окремих елементів з’єднані паралельно, щоб утворити цеглу (або «цеглинку»), а потім дев’ять блоків, з’єднаних послідовно, щоб утворити акумуляторний блок модуля А із загальною кількістю 6831 окремих елементів. Модуль є змінним блоком. Якщо одна з батарейок зламалася, її необхідно замінити.

Модуль, що містить акумулятор, можна замінити; в той же час незалежний модуль може відокремити один акумулятор відповідно до модуля. Наразі його одиночний елемент є важливим вибором для японського виробництва Sanyo 18650.

За словами академіка Чена Лікуаня з Китайської академії наук, дебати щодо вибору ємності одного елемента системи накопичення енергії електромобіля — це дебати про шлях розвитку електромобілів. Наразі, через обмеження технології керування батареями та інші фактори, в системах накопичення енергії електромобілів моєї країни в основному використовуються призматичні батареї великої ємності. Однак, як і в Tesla, існує небагато систем накопичення енергії для електромобілів, зібраних з окремих акумуляторів малої ємності, включно з Hangzhou Technology. Професор Лі Гечен з Університету науки і техніки Харбіна висунув новий термін «ікробезпека», який був визнаний деякими експертами в галузі акумуляторних батарей. Виконуються дві умови: одна — акумулятор найменшої ємності, ліміт енергії недостатній, щоб спричинити серйозні наслідки, якщо він згорить або вибухне при використанні окремо або при зберіганні; по-друге, в модулі батареї, якщо батарея з найменшою ємністю згорить або вибухне, не призведе до спалаху або вибуху інших ланцюгів елементів. Беручи до уваги поточний рівень безпеки літієвих батарей, компанія Hangzhou Technology також використовує циліндричні літієві батареї малої ємності та використовує модульні паралельні та послідовні методи для збирання акумуляторних батарей (будь ласка, зверніться до CN101369649). Пристрій підключення акумулятора і схема складання показані на малюнку 3.

На головці акумуляторної батареї також є виступ (область P8 на фіг. 5, що відповідає виступу з правого боку фіг. 4). Встановіть два акумуляторних модуля для операцій штабелювання та розрядження. Акумуляторна батарея містить 5,920 окремих елементів.

8 ділянок (включаючи виступи) в акумуляторній батареї повністю ізольовані одна від одної. Перш за все, ізоляційна пластина збільшує загальну структурну міцність акумуляторної батареї, роблячи всю структуру акумуляторної батареї міцнішою. По-друге, коли батарея в одній зоні загоряється, її можна ефективно заблокувати, щоб запобігти загорянню батарей в інших областях. Внутрішня частина прокладки може бути заповнена матеріалами з високою температурою плавлення і низькою теплопровідністю (наприклад, скловолокном) або водою.

Модуль батареї (як показано на малюнку 6) розділений на 7 областей (області m1-M7 на малюнку 6) внутрішньою частиною s-подібного роздільника. S-подібна ізоляційна пластина забезпечує канали охолодження для модулів батареї та з’єднана з системою терморегуляції акумуляторної батареї.

У порівнянні з акумуляторною батареєю Roadster, хоча модель акумуляторної батареї має очевидні зміни у зовнішньому вигляді, структурна конструкція незалежних перегородок для запобігання поширенню теплового втечі продовжується.

На відміну від акумуляторної батареї Roadster, одна батарея розряджена в автомобілі, а окремі батареї акумуляторної батареї моделі моделі розташовані вертикально. Оскільки одна батарея піддається стисканню під час зіткнення, осьова сила більш схильна до теплового напруження вздовж обмотки сердечника, ніж радіальна. Оскільки внутрішнє коротке замикання виходить з-під контролю, теоретично акумуляторна батарея спортивного автомобіля, швидше за все, буде в бічному зіткненні, ніж в інших напрямках. Стрес і тепловий втеча схильні до виникнення. Коли акумуляторна батарея моделі стискається і зіткнеться знизу, більша ймовірність того, що відбудеться тепловий розбіг.

трирівнева система управління акумулятором

На відміну від більшості виробників, які домагаються передових технологій акумуляторів, Tesla вибрала більш зрілу літієву батарею 18650 замість більшої квадратної батареї з її трирівневою системою керування батареєю. Завдяки ієрархічній конструкції управління тисячами акумуляторів можна керувати одночасно. Структура системи керування акумулятором показана на малюнку 7. Візьмемо як приклад трирівневу систему керування акумулятором Tesla oadster:

1) На рівні модуля налаштуйте монітор батареї (BatteryMonitorboard, BMB), щоб контролювати напругу окремої батареї в кожній цеглині ​​в модулі (як найменшого блоку керування), температуру кожної цегли та вихідну напругу весь модуль.

2) Налаштуйте BatterySystemMonitor (BSM) на рівні акумуляторної батареї, щоб контролювати робочий стан акумуляторної батареї, включаючи струм, напругу, температуру, вологість, положення, дим тощо.

3) На рівні автомобіля налаштуйте VSM для моніторингу BSM.

Крім того, такі технології, як захист від перевантаження струму, захист від перенапруги та моніторинг опору ізоляції, втілені в патентах США US20130179012, US20120105015 і US20130049971A1 відповідно.