Bincangkan teknologi pengoptimuman sistem bateri litium kuasa kenderaan elektrik tulen Tesla

Tiada bateri yang benar-benar selamat di dunia, hanya risiko yang tidak dikenal pasti dan dicegah sepenuhnya. Gunakan sepenuhnya konsep pembangunan keselamatan produk yang berorientasikan rakyat. Walaupun langkah pencegahan tidak mencukupi, risiko keselamatan boleh dikawal.

Ambil contoh kemalangan model di Seattle Expressway pada 2013 sebagai contoh. Terdapat ruang yang agak bebas antara modul bateri dalam pek bateri, yang diasingkan oleh struktur kalis api. Apabila kereta di bahagian bawah penutup perlindungan bateri tercucuk objek keras (daya hentaman mencapai 25 t dan ketebalan panel bawah yang dibongkar adalah kira-kira 6.35 mm, diameter lubang ialah 76.2 mm), yang menyebabkan modul bateri kehilangan kawalan haba dan api. Pada masa yang sama, sistem pengurusan tiga peringkatnya boleh mengaktifkan mekanisme keselamatan tepat pada masanya untuk memberi amaran kepada pemandu supaya meninggalkan kenderaan secepat mungkin, supaya pemandu tidak akan cedera akhirnya. Butiran reka bentuk keselamatan untuk Tesla EV tidak jelas. Oleh itu, kami telah merujuk paten berkaitan Sistem Penyimpanan Tenaga Elektrik Kenderaan Elektrik Tesla, digabungkan dengan maklumat teknikal sedia ada, dan membuat pemahaman awal. Saya harap orang lain salah. Kami berharap agar kami dapat belajar daripada kesilapan mereka dan mengelakkan pertindihan kesilapan. Pada masa yang sama, kita boleh memberikan permainan penuh kepada semangat peniru dan mencapai penyerapan dan inovasi.

Pek bateri Tesla Roadster

Kereta sukan ini ialah kereta sukan elektrik tulen pertama Tesla dalam pengeluaran besar-besaran pada tahun 2008, dengan had pengeluaran global sebanyak 2500 kereta. Pek bateri yang dibawa oleh model ini terletak di dalam bagasi di belakang tempat duduk (seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1). Berat keseluruhan pek bateri ialah kira-kira 450kg, isipadu adalah kira-kira 300L, tenaga yang ada ialah 53kWj, dan jumlah voltan ialah 366V.

Pek bateri siri Tesla Roadster terdiri daripada 11 modul (seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2) Di dalam modul, 69 sel individu disambung secara selari untuk membentuk bata (atau "bata sel"), diikuti dengan sembilan bata yang disambung secara bersiri untuk membentuk bateri pek dengan 6831 sel individu dalam satu modul. Modul adalah unit yang boleh diganti. Jika salah satu bateri rosak, ia mesti diganti.

Modul boleh diganti yang mengandungi bateri; Pada masa yang sama, modul bebas boleh memisahkan bateri tunggal mengikut modul. Pada masa ini, sel tunggalnya merupakan pilihan penting untuk pengeluaran Sanyo 18650 di Jepun.

Dalam kata-kata Chen Liquan, ahli akademik Akademi Sains China, hujah mengenai pemilihan kapasiti sel tunggal sistem penyimpanan tenaga kenderaan elektrik adalah hujah mengenai laluan pembangunan kenderaan elektrik. Pada masa ini, disebabkan oleh pengehadan teknologi pengurusan bateri dan faktor lain, sistem penyimpanan tenaga kenderaan elektrik di China kebanyakannya menggunakan bateri persegi berkapasiti besar. Walau bagaimanapun, sama dengan Tesla, terdapat beberapa sistem penyimpanan tenaga kenderaan elektrik yang dipasang oleh bateri tunggal berkapasiti kecil, termasuk Teknologi Hangzhou. Profesor Li Gechen dari Universiti Teknologi Harbin mencadangkan istilah baharu "keselamatan intrinsik", yang diiktiraf oleh beberapa pakar dalam industri bateri. Dua syarat dipenuhi: satu ialah bateri dengan kapasiti paling rendah, dan had tenaga tidak mencukupi untuk menyebabkan akibat yang serius. Jika ia terbakar atau meletup apabila digunakan atau disimpan sahaja; Kedua, dalam modul bateri, jika bateri dengan kapasiti paling rendah terbakar atau meletup, ia tidak akan menyebabkan rantai sel lain terbakar atau meletup. Memandangkan tahap keselamatan semasa bateri litium, Sains dan Teknologi Hangzhou juga menggunakan bateri litium silinder kapasiti kecil untuk memasang pek bateri dalam sambungan modular selari dan siri (sila rujuk CN101369649). Peranti sambungan bateri dan gambar rajah pemasangan ditunjukkan dalam Rajah 3.

Terdapat juga tonjolan pada kepala pek bateri (kawasan P8 dalam Rajah 5 sepadan dengan tonjolan di sebelah kanan Rajah 4). Pasang dua modul bateri untuk menyusun dan menyahcas. Terdapat 5920 bateri tunggal dalam pek bateri.

8 kawasan dalam pek bateri (termasuk unjuran) diasingkan sepenuhnya antara satu sama lain. Pertama sekali, plat pengasingan meningkatkan kekuatan struktur keseluruhan pek bateri, menjadikan keseluruhan struktur pek bateri lebih pepejal. Kedua, apabila bateri di satu kawasan terbakar, ia boleh menyekat dan menghalang bateri di kawasan lain daripada terbakar dengan berkesan. Gasket boleh diisi dengan bahan dengan takat lebur yang tinggi dan kekonduksian terma yang rendah (seperti gentian kaca) atau air.

Modul bateri (seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6) dibahagikan kepada tujuh kawasan (kawasan m1-M7 dalam Rajah 6) oleh plat pengasingan berbentuk s. Plat pengasingan jenis-s menyediakan saluran penyejukan untuk modul bateri dan disambungkan kepada sistem pengurusan haba pek bateri.

Berbanding dengan pek bateri Roadster, walaupun penampilan pek bateri model telah berubah dengan ketara, reka bentuk struktur partition bebas untuk mengelakkan penyebaran pelarian haba berterusan.

Tidak seperti pek bateri Roadster, satu bateri terletak rata di dalam kereta, dan bateri tunggal pek bateri Model disusun secara menegak. Oleh kerana bateri tunggal tertakluk kepada daya penyemperitan semasa perlanggaran, daya paksi lebih berkemungkinan menghasilkan tegasan haba sepanjang belitan teras daripada daya jejarian. Memandangkan litar pintas dalaman tidak terkawal, secara teorinya, pek bateri kereta sport berkemungkinan besar menghasilkan tekanan haba di luar kawalan semasa perlanggaran sisi berbanding arah lain, dan pek bateri model lebih berkemungkinan menghasilkan pelarian haba semasa bahagian bawah perlanggaran penyemperitan.

Sistem pengurusan bateri tiga peringkat

Tidak seperti kebanyakan pengeluar yang mengejar teknologi bateri yang lebih maju, Tesla, dengan sistem pengurusan bateri tiga peringkatnya, memilih bateri litium 18650 yang lebih matang dan bukannya bateri persegi yang lebih besar. Reka bentuk pengurusan hierarki boleh menguruskan beribu-ribu bateri pada masa yang sama. Rangka kerja sistem pengurusan bateri ditunjukkan dalam Rajah 7. Ambil sistem pengurusan bateri tiga peringkat Tesla oadster sebagai contoh:

1) Pada peringkat modul, tetapkan papan Monitor Bateri (BMB) untuk memantau voltan bateri tunggal dalam setiap bata modul (sebagai unit pengurusan minimum), suhu setiap bata dan voltan keluaran keseluruhan modul .


2) BatterySystemMonitor (BSM) ditetapkan pada tahap pek bateri untuk memantau status operasi pek bateri, termasuk arus, voltan, suhu, kelembapan, orientasi, asap, dsb.

3) Di peringkat kenderaan, VSM ditetapkan untuk memantau BSM.