Обговоріть технологію оптимізації живлення системи літієвої батареї чистого електричного автомобіля Tesla

У світі немає абсолютно безпечних акумуляторів, є лише ризики, які не повністю ідентифіковані та попереджені. Повністю використовуйте концепцію розвитку безпеки продукту, орієнтовану на людей. Хоча профілактичних заходів недостатньо, ризики безпеки можна контролювати.

Візьмемо як приклад типову аварію на швидкісній автостраді в Сіетлі в 2013 році. Існує відносно незалежний простір між акумуляторними модулями в акумуляторному блоку, який ізольований вогнетривкою конструкцією. Коли автомобіль в нижній частині захисної кришки акумулятора пробивається твердим предметом (сила удару досягає 25 т, товщина нижньої панелі в розібраному стані становить близько 6,35 мм, діаметр отвору становить 76,2 мм), що викликає розрив акумуляторного модуля. втратити контроль над теплом і вогнем. У той же час його трирівнева система управління може вчасно активувати механізм безпеки, щоб попередити водія про необхідність якомога швидше залишити автомобіль, щоб водій не отримав травми. Деталі конструкції безпеки електромобілів Tesla невідомі. Тому ми проконсультувалися з відповідними патентами системи накопичення електроенергії для електромобілів Tesla в поєднанні з наявною технічною інформацією та зробили попереднє розуміння. Сподіваюся, інші помиляються. Ми сподіваємося, що зможемо навчитися на їхніх помилках і запобігти повторенню помилок. У той же час ми можемо повністю проявити дух імітації та досягти поглинання та інновацій.

Акумулятор Tesla Roadster

Цей спортивний автомобіль є першим повністю електричним спортивним автомобілем Tesla у масовому виробництві в 2008 році, з глобальним лімітом виробництва 2500 автомобілів. Акумуляторна батарея цієї моделі розташована в багажнику за сидінням (як показано на малюнку 1). Вага всієї батареї становить приблизно 450 кг, об’єм – близько 300 л, доступна енергія – 53 кВт/год, загальна напруга – 366 В.

Акумуляторна батарея серії Tesla Roadster складається з 11 модулів (як показано на малюнку 2). Всередині модуля 69 окремих елементів з’єднані паралельно, щоб утворити цеглинку (або «коміркову цеглинку»), а потім дев’ять цеглинок, з’єднаних послідовно, щоб утворити батарею. упаковка з 6831 окремими осередками в одному модулі. Модуль є змінним блоком. Якщо одна з батарей зламалася, її необхідно замінити.

Змінні модулі, що містять батареї; У той же час незалежний модуль може відокремити одну батарею відповідно до модуля. Наразі його однокамерна є важливим вибором для виробництва Sanyo 18650 у Японії.

За словами Чень Ліцюань, академіка Академії наук Китаю, аргумент про вибір ємності однієї клітини системи накопичення енергії електромобіля є аргументом про шлях розвитку електромобілів. Зараз через обмеження технології керування батареями та інші фактори в системах зберігання енергії електромобілів у Китаї в основному використовуються квадратні батареї великої ємності. Однак, подібно до Tesla, існує кілька систем накопичення енергії для електромобілів, зібраних на одиночних батареях невеликої ємності, включно з Hangzhou Technology. Професор Лі Гечен з Харбінського технологічного університету запропонував новий термін «внутрішня безпека», який був визнаний деякими експертами в акумуляторній промисловості. Виконано дві умови: одна — це батарея з найменшою ємністю, а ліміт енергії недостатній для серйозних наслідків. Якщо він горить або вибухає під час використання або зберігання окремо; По-друге, у модулі батареї, якщо батарея з найменшою ємністю згорить або вибухне, це не призведе до горіння або вибуху інших ланцюжків елементів. Враховуючи поточний рівень безпеки літієвих батарей, Hangzhou Science and Technology також використовує циліндричні літієві батареї малої ємності для збирання батарейних блоків у модульному паралельному та послідовному з’єднанні (будь ласка, зверніться до CN101369649). Пристрій підключення акумулятора і схема монтажу показані на малюнку 3.

Також є виступ на головці акумуляторної батареї (область P8 на малюнку 5 відповідає виступу з правого боку на малюнку 4). Встановіть два акумуляторні модулі для складання та розряджання. В акумуляторі 5920 батарейок.

8 зон акумуляторної батареї (включаючи виступи) повністю ізольовані одна від одної. Перш за все, ізоляційна пластина підвищує загальну структурну міцність акумуляторної батареї, роблячи всю конструкцію акумуляторної батареї міцнішою. По-друге, коли батарея в одній зоні загоряється, це може ефективно блокувати та запобігати займанню батареї в інших областях. Прокладка може бути заповнена матеріалами з високою температурою плавлення та низькою теплопровідністю (наприклад, скловолокном) або водою.

Модуль акумулятора (як показано на малюнку 6) розділений на сім областей (області m1-M7 на малюнку 6) S-подібною ізоляційною пластиною. Ізоляційна пластина S-типу забезпечує канал охолодження для модуля батареї та під’єднується до системи управління температурою батареї.

Порівняно з акумуляторною батареєю Roadster, незважаючи на те, що зовнішній вигляд моделі акумуляторної батареї суттєво змінився, структурна конструкція незалежних перегородок для запобігання поширенню теплового випромінювання продовжується.

На відміну від акумуляторної батареї Roadster, одна батарея лежить пласко в автомобілі, а окремі акумуляторні батареї моделі розташовані вертикально. Оскільки одна батарея піддається екструзійній силі під час зіткнення, осьова сила, швидше за все, спричинить термічне напруження вздовж обмотки сердечника, ніж радіальна сила. Оскільки внутрішнє коротке замикання вийшло з-під контролю, теоретично акумуляторна батарея спортивного автомобіля з більшою ймовірністю викличе неконтрольоване теплове навантаження під час бічного зіткнення, ніж в інших напрямках, а модельна акумуляторна батарея з більшою ймовірністю спричинить перегрівання під час дна. екструзійне зіткнення.

Трирівнева система керування акумулятором

На відміну від більшості виробників, які прагнуть до більш передових технологій акумуляторів, Tesla, з його трирівневою системою керування акумуляторами, вибрала більш зрілу літієву батарею 18650 замість більшої квадратної батареї. Ієрархічний дизайн управління може керувати тисячами батарей одночасно. Структура системи керування батареєю показана на малюнку 7. Візьмемо для прикладу трирівневу систему керування батареєю Tesla oadster:

1) На рівні модуля встановіть плату моніторингу батареї (BMB) для моніторингу напруги окремої батареї в кожному блоку модуля (як мінімального блоку керування), температури кожного блоку та вихідної напруги всього модуля. .


2) BatterySystemMonitor (BSM) налаштовано на рівні акумуляторної батареї для моніторингу робочого стану батареї, включаючи струм, напругу, температуру, вологість, орієнтацію, дим тощо.

3) На рівні транспортного засобу VSM встановлено для моніторингу BSM.