Diskutujte o optimalizační technologii napájecího lithiového bateriového systému čistě elektrického vozidla Tesla

Na světě neexistují absolutně bezpečné baterie, pouze rizika, která nejsou plně identifikována a zabráněno jim. Plně využijte koncept vývoje bezpečnosti výrobků orientovaný na lidi. Přestože jsou preventivní opatření nedostatečná, bezpečnostní rizika lze kontrolovat.

Vezměte si jako příklad modelovou nehodu na Seattle Expressway v roce 2013. Mezi bateriovými moduly v bateriovém bloku je relativně nezávislý prostor, který je izolován ohnivzdornou konstrukcí. Při proražení vozu ve spodní části ochranného krytu baterie tvrdým předmětem (síla nárazu dosahuje 25 t a tloušťka demontovaného spodního panelu je asi 6,35 mm, průměr otvoru je 76,2 mm), což způsobí, že modul baterie ztratit kontrolu nad teplem a ohněm. Jeho tříúrovňový řídicí systém zároveň dokáže včas aktivovat bezpečnostní mechanismus, aby varoval řidiče, aby co nejdříve opustil vozidlo, aby se řidič nakonec nezranil. Podrobnosti o bezpečnostním designu pro Tesla EV nejsou jasné. Proto jsme konzultovali příslušné patenty systému úložiště elektrické energie Tesla Electric Vehicle v kombinaci se stávajícími technickými informacemi a učinili jsme předběžné porozumění. Doufám, že ostatní se mýlí. Doufáme, že se z jejich chyb poučíme a zabráníme duplicitě chyb. Zároveň můžeme plně hrát duchu napodobování a dosáhnout pohlcení a inovace.

Baterie Tesla Roadster

Tento sportovní vůz je prvním čistě elektrickým sportovním vozem Tesly v sériové výrobě v roce 2008 s celosvětovým limitem výroby 2500 vozů. Baterie nesená tímto modelem je umístěna v kufru za sedadlem (jak je znázorněno na obrázku 1). Hmotnost celého akumulátoru je cca 450 kg, objem cca 300 l, dostupná energie 53 kWh a celkové napětí 366 V.

Baterie řady Tesla Roadster se skládá z 11 modulů (jak je znázorněno na obrázku 2) Uvnitř modulu je 69 jednotlivých článků zapojeno paralelně tak, aby vytvořily kostku (nebo "buňku"), za nimiž následuje devět kostek zapojených do série, aby vytvořily baterii balení s 6831 jednotlivými články v jednom modulu. Modul je vyměnitelná jednotka. Pokud je jedna z baterií rozbitá, je nutné ji vyměnit.

Vyměnitelné moduly obsahující baterie; Současně může nezávislý modul oddělit jednu baterii podle modulu. V současnosti je jeho jediný článek důležitou volbou pro výrobu Sanyo 18650 v Japonsku.

Slovy Chena Liquana, akademika z Čínské akademie věd, argument o výběru kapacity jednotlivých článků systému skladování energie elektrických vozidel je argumentem o cestě vývoje elektrických vozidel. V současné době, kvůli omezení technologie správy baterií a dalším faktorům, systémy pro ukládání energie elektrických vozidel v Číně většinou používají velkokapacitní čtvercové baterie. Nicméně, podobně jako u Tesly, existuje jen málo systémů pro ukládání energie elektrických vozidel sestavených z jednotlivých baterií s malou kapacitou, včetně technologie Hangzhou. Profesor Li Gechen z Harbin University of Technology navrhl nový termín „vnitřní bezpečnost“, který uznali někteří odborníci v průmyslu baterií. Jsou splněny dvě podmínky: jedna je baterie s nejnižší kapacitou a energetický limit nestačí na to, aby způsobil vážné následky. Pokud hoří nebo exploduje, když je používán nebo skladován samostatně; Za druhé, pokud v bateriovém modulu shoří nebo exploduje baterie s nejnižší kapacitou, nezpůsobí to spálení nebo explozi jiných řetězců článků. S ohledem na současnou úroveň bezpečnosti lithiových baterií společnost Hangzhou Science and Technology také používá válcové lithiové baterie s malou kapacitou k sestavení bateriových sad v modulárním paralelním a sériovém zapojení (viz CN101369649). Zařízení pro připojení baterie a schéma montáže jsou zobrazeny na obrázku 3.

Na hlavě baterie je také výstupek (plocha P8 na obrázku 5 odpovídá výstupku na pravé straně obrázku 4). Nainstalujte dva bateriové moduly pro stohování a vybíjení. V bateriovém bloku je 5920 jednotlivých baterií.

8 oblastí v baterii (včetně výstupků) je od sebe zcela izolováno. Za prvé, izolační deska zvyšuje celkovou strukturální pevnost sady baterií, čímž je celá struktura sady baterií pevnější. Za druhé, když se baterie v jedné oblasti vznítí, může účinně zablokovat a zabránit vznícení baterie v jiných oblastech. Těsnění může být naplněno materiály s vysokým bodem tání a nízkou tepelnou vodivostí (jako je skleněné vlákno) nebo vodou.

Bateriový modul (jak je znázorněn na obrázku 6) je rozdělen na sedm oblastí (plochy m1-M7 na obrázku 6) izolační deskou ve tvaru písmene S. Izolační deska typu S poskytuje chladicí kanál pro bateriový modul a je připojena k systému řízení teploty baterie.

Ve srovnání s baterií Roadster, ačkoli se vzhled modelové baterie výrazně změnil, konstrukční řešení nezávislých přepážek, které zabraňují šíření tepelného úniku, pokračuje.

Na rozdíl od sady baterií Roadster leží jedna baterie ve voze naplocho a jednotlivé baterie sady baterií modelu jsou uspořádány svisle. Jelikož je jedna baterie vystavena vytlačovací síle během kolize, je pravděpodobnější, že axiální síla způsobí tepelné napětí podél vinutí jádra než radiální síla. Vzhledem k tomu, že vnitřní zkrat je mimo kontrolu, teoreticky je u akumulátoru sportovního vozu větší pravděpodobnost, že při bočním nárazu nekontrolovaně vygeneruje tepelné namáhání, než v jiných směrech, a akumulátorový akumulátor modelu s větší pravděpodobností vygeneruje tepelný únik při dně. kolize vytlačování.

Tříúrovňový systém řízení baterie

Na rozdíl od většiny výrobců, kteří sledují pokročilejší technologii baterií, Tesla se svým tříúrovňovým systémem správy baterií zvolila vyspělejší lithiovou baterii 18650 namísto větší čtvercové baterie. Hierarchický návrh řízení může spravovat tisíce baterií současně. Rámec systému správy baterie je znázorněn na obrázku 7. Jako příklad vezměte tříúrovňový systém správy baterie Tesla oadster:

1) Na úrovni modulu nastavte desku monitorování baterie (BMB), aby sledovala napětí jedné baterie v každé kostce modulu (jako minimální řídicí jednotka), teplotu každé kostky a výstupní napětí celého modulu. .


2) BatterySystemMonitor (BSM) je nastaven na úrovni baterie, aby sledoval provozní stav baterie, včetně proudu, napětí, teploty, vlhkosti, orientace, kouře atd.

3) Na úrovni vozidla je nastaven VSM pro sledování BSM.