Diskutujte o optimalizačnej technológii napájacieho lítiového batériového systému čistého elektrického vozidla Tesla

Vo svete neexistujú absolútne bezpečné batérie, iba riziká, ktoré nie sú úplne identifikované a ktorým sa nedá zabrániť. Využite naplno koncepciu vývoja bezpečnosti produktov orientovanú na ľudí. Aj keď sú preventívne opatrenia nedostatočné, bezpečnostné riziká možno kontrolovať.

Ako príklad si vezmite modelovú nehodu na rýchlostnej ceste v Seattli v roku 2013. Medzi batériovými modulmi v batériovom bloku je relatívne nezávislý priestor, ktorý je izolovaný ohňovzdornou konštrukciou. Pri prepichnutí auta v spodnej časti ochranného krytu batérie tvrdým predmetom (nárazová sila dosahuje 25 t a hrúbka demontovaného spodného panelu je cca 6,35 mm, priemer otvoru je 76,2 mm), čo spôsobí, že modul batérie stratiť kontrolu nad teplom a ohňom. Jeho trojúrovňový riadiaci systém zároveň dokáže včas aktivovať bezpečnostný mechanizmus, aby upozornil vodiča, aby čo najskôr opustil vozidlo, aby sa napokon nezranil. Podrobnosti o bezpečnostnom dizajne pre Tesla EV nie sú jasné. Preto sme konzultovali príslušné patenty systému na ukladanie elektrickej energie Tesla Electric Vehicle v kombinácii s existujúcimi technickými informáciami a predbežne sme porozumeli. Dúfam, že ostatní sa mýlia. Dúfame, že sa z ich chýb poučíme a zabránime duplicite chýb. Zároveň môžeme naplno hrať ducha kopírovania a dosiahnuť absorpciu a inovácie.

Batéria Tesla Roadster

Tento športový automobil je prvým čisto elektrickým športovým vozidlom Tesly v masovej výrobe v roku 2008 s celosvetovým limitom výroby 2 500 áut. Batéria prenášaná týmto modelom sa nachádza v kufri za sedadlom (ako je znázornené na obrázku 1). Hmotnosť celej batérie je cca 450kg, objem cca 300L, dostupná energia 53kWh a celkové napätie 366V.

Batéria série Tesla Roadster sa skladá z 11 modulov (ako je znázornené na obrázku 2) Vnútri modulu je 69 jednotlivých článkov paralelne zapojených tak, aby vytvorili kocku (alebo „bunkovú kocku“), po ktorej nasleduje deväť kociek zapojených do série, aby vytvorili batériu. balenie so 6831 samostatnými článkami v jednom module. Modul je vymeniteľná jednotka. Ak je jedna z batérií rozbitá, je potrebné ju vymeniť.

Vymeniteľné moduly obsahujúce batérie; Zároveň môže nezávislý modul oddeliť jednu batériu podľa modulu. V súčasnosti je jeho jeden článok dôležitou voľbou pre výrobu Sanyo 18650 v Japonsku.

Slovami Chena Liquana, akademika z Čínskej akadémie vied, argument o výbere kapacity jednotlivých článkov systému skladovania energie elektrického vozidla je argumentom o ceste vývoja elektrických vozidiel. V súčasnosti v dôsledku obmedzení technológie správy batérií a iných faktorov systémy na skladovanie energie elektrických vozidiel v Číne väčšinou používajú štvorcové batérie s veľkou kapacitou. Podobne ako v prípade Tesly však existuje len málo systémov na ukladanie energie elektrických vozidiel zostavených z jednotlivých batérií s malou kapacitou, vrátane technológie Hangzhou. Profesor Li Gechen z Harbin University of Technology navrhol nový termín „vnútorná bezpečnosť“, ktorý uznali niektorí odborníci v batériovom priemysle. Sú splnené dve podmienky: jednou je batéria s najnižšou kapacitou a energetický limit nestačí na to, aby spôsobil vážne následky. Ak horí alebo exploduje, keď sa používa alebo skladuje samostatne; Po druhé, ak v batériovom module zhorí alebo exploduje batéria s najnižšou kapacitou, nespôsobí to horenie alebo explóziu iných reťazcov článkov. Vzhľadom na súčasnú úroveň bezpečnosti lítiových batérií spoločnosť Hangzhou Science and Technology tiež používa valcové lítiové batérie s malou kapacitou na zostavenie batériových jednotiek v modulárnom paralelnom a sériovom zapojení (pozri CN101369649). Zariadenie na pripojenie batérie a montážna schéma sú znázornené na obrázku 3.

Na hlave batérie je tiež výčnelok (oblasť P8 na obrázku 5 zodpovedá výčnelku na pravej strane obrázku 4). Nainštalujte dva batériové moduly na stohovanie a vybíjanie. V batérii je 5920 samostatných batérií.

8 oblastí v batérii (vrátane výstupkov) je od seba úplne izolovaných. V prvom rade izolačná doska zvyšuje celkovú štrukturálnu pevnosť batérie, vďaka čomu je celá konštrukcia batérie pevnejšia. Po druhé, keď sa batéria v jednej oblasti vznieti, môže účinne zablokovať a zabrániť vznieteniu batérie v iných oblastiach. Tesnenie môže byť naplnené materiálmi s vysokým bodom topenia a nízkou tepelnou vodivosťou (ako sú sklenené vlákna) alebo vodou.

Modul batérie (ako je znázornené na obrázku 6) je rozdelený na sedem oblastí (plochy m1-M7 na obrázku 6) izolačnou doskou v tvare písmena S. Izolačná doska typu S poskytuje chladiaci kanál pre modul batérie a je pripojená k systému riadenia teploty batérie.

V porovnaní s batériou Roadster, aj keď sa vzhľad modelovej batérie výrazne zmenil, konštrukčné riešenie nezávislých prepážok na zabránenie šírenia tepelného úniku pokračuje.

Na rozdiel od batérie Roadster leží jedna batéria v aute naplocho a jednotlivé batérie batérie modelu sú usporiadané vertikálne. Keďže jedna batéria je vystavená extrúznej sile počas kolízie, je pravdepodobnejšie, že axiálna sila vytvorí tepelné napätie pozdĺž vinutia jadra ako radiálna sila. Keďže sa vnútorný skrat vymkol kontrole, teoreticky je u batérie športového auta väčšia pravdepodobnosť, že pri bočnom náraze nekontrolovane vygeneruje tepelné namáhanie ako v iných smeroch a modelová batéria s väčšou pravdepodobnosťou vygeneruje tepelný únik počas spodku. kolízia vytláčania.

Trojúrovňový systém správy batérie

Na rozdiel od väčšiny výrobcov, ktorí sa snažia o pokročilejšiu technológiu batérií, Tesla so svojím trojúrovňovým systémom správy batérie zvolila vyspelejšiu lítiovú batériu 18650 namiesto väčšej štvorcovej batérie. Hierarchický dizajn riadenia dokáže spravovať tisíce batérií súčasne. Rámec systému správy batérie je znázornený na obrázku 7. Ako príklad si vezmite trojúrovňový systém správy batérie Tesla oadster:

1) Na úrovni modulu nastavte dosku monitorovania batérie (BMB), aby monitorovala napätie jednej batérie v každej kocke modulu (ako minimálnu riadiacu jednotku), teplotu každej kocky a výstupné napätie celého modulu. .


2) BatterySystemMonitor (BSM) je nastavený na úrovni batérie, aby monitoroval prevádzkový stav batérie vrátane prúdu, napätia, teploty, vlhkosti, orientácie, dymu atď.

3) Na úrovni vozidla je nastavený VSM na monitorovanie BSM.