Keskustele puhtaan Teslan sähköauton litiumakkujärjestelmän optimointitekniikasta

Maailmassa ei ole täysin turvallisia akkuja, on vain riskejä, joita ei täysin tunnisteta ja joita ei ehkäistetä. Hyödynnä täysin ihmislähtöistä tuoteturvallisuuskehityskonseptia. Vaikka ennaltaehkäisevät toimenpiteet ovat riittämättömiä, turvallisuusriskit voidaan hallita.

Otetaan esimerkkinä Seattle Expresswayn mallionnettomuus vuonna 2013. Akkuyksikön akkumoduulien välillä on suhteellisen itsenäinen tila, joka on eristetty tulenkestävällä rakenteella. Kun akun suojakannen alaosassa olevaan autoon puhkaisee kova esine (iskuvoima saavuttaa 25 t ja puretun pohjapaneelin paksuus on noin 6,35 mm, reiän halkaisija on 76,2 mm), mikä aiheuttaa akkumoduulin menettää lämmön ja tulen hallinnan. Samanaikaisesti sen kolmitasoinen hallintajärjestelmä voi aktivoida turvamekanismin ajoissa ja varoittaa kuljettajaa poistumaan ajoneuvosta mahdollisimman pian, jotta kuljettaja ei lopulta loukkaantuisi. Teslan sähköautojen turvallisuussuunnittelun yksityiskohdat eivät ole selviä. Siksi olemme tutustuneet Tesla Electric Vehicle Electric Energy Storage Systemin asiaankuuluviin patentteihin yhdistettynä olemassa oleviin teknisiin tietoihin ja tehneet alustavan käsityksen. Toivottavasti muut ovat väärässä. Toivomme, että voimme oppia heidän virheistään ja estää virheiden päällekkäisyyden. Samalla voimme antaa täyden pelin kopioinnin hengelle ja saavuttaa omaksumista ja innovaatioita.

Tesla Roadster akkupaketti

Tämä urheiluauto on Teslan ensimmäinen puhdassähköinen urheiluauto massatuotannossa vuonna 2008, ja maailmanlaajuinen tuotantoraja on 2500 autoa. Tämän mallin mukana toimitettu akku sijaitsee tavaratilassa istuimen takana (kuten kuvassa 1). Koko akun paino on noin 450kg, tilavuus noin 300L, käytettävissä oleva energia 53kWh ja kokonaisjännite 366V.

Tesla Roadster -sarjan akkupaketti koostuu 11 moduulista (kuten kuvassa 2). Moduulin sisällä 69 yksittäistä kennoa on kytketty rinnan muodostamaan tiilen (tai "kennopalstan"), jota seuraa yhdeksän tiiliä, jotka on kytketty sarjaan akun muodostamiseksi. pakkaus 6831 yksittäisellä solulla yhdessä moduulissa. Moduuli on vaihdettava yksikkö. Jos jokin paristoista on rikki, se on vaihdettava.

Vaihdettavat paristot sisältävät moduulit; Samanaikaisesti riippumaton moduuli voi erottaa yksittäisen akun moduulin mukaan. Tällä hetkellä sen yksikenno on tärkeä valinta Sanyo 18650:n tuotantoon Japanissa.

Kiinan tiedeakatemian akateemikon Chen Liquanin mukaan väite sähköajoneuvojen energian varastointijärjestelmän yksisolukapasiteetin valinnasta on argumentti sähköajoneuvojen kehityspolusta. Tällä hetkellä akunhallintatekniikan ja muiden tekijöiden rajoitusten vuoksi Kiinan sähköajoneuvojen energian varastointijärjestelmät käyttävät enimmäkseen suurikapasiteettisia neliöakkuja. Teslan tapaan on kuitenkin olemassa vain vähän sähköajoneuvojen energian varastointijärjestelmiä, jotka on koottu pienikapasiteettisilla yksittäisillä akuilla, mukaan lukien Hangzhou Technology. Harbinin teknillisen yliopiston professori Li Gechen ehdotti uutta termiä "sisäinen turvallisuus", jonka jotkut akkuteollisuuden asiantuntijat tunnustivat. Kaksi ehtoa täyttyvät: toinen on pienimmän kapasiteetin akku ja energiaraja ei riitä aiheuttamaan vakavia seurauksia. Jos se palaa tai räjähtää, kun sitä käytetään tai säilytetään yksinään; Toiseksi akkumoduulissa, jos pienimmän kapasiteetin akku palaa tai räjähtää, se ei aiheuta muita kennoketjuja palamaan tai räjähtämään. Ottaen huomioon litiumakkujen nykyisen turvallisuustason, Hangzhou Science and Technology käyttää myös pienikapasiteettisia sylinterimäisiä litiumakkuja akkupakettien kokoamiseen modulaariseen rinnakkais- ja sarjaliitäntään (katso CN101369649). Akun liitäntälaite ja asennuskaavio on esitetty kuvassa 3.

Akun päässä on myös ulkonema (kuvan 5 alue P8 vastaa kuvan 4 oikealla puolella olevaa ulkonemaa). Asenna kaksi akkumoduulia pinoamista ja purkamista varten. Akkupakkauksessa on 5920 yksittäistä akkua.

akun 8 aluetta (mukaan lukien ulokkeet) ovat täysin eristettyjä toisistaan. Ensinnäkin eristyslevy lisää akun yleistä rakenteellista lujuutta tehden koko akun rakenteesta kiinteämmän. Toiseksi, kun akku yhdellä alueella syttyy tuleen, se voi tehokkaasti estää ja estää akun syttymisen muilla alueilla. Tiiviste voidaan täyttää materiaaleilla, joilla on korkea sulamispiste ja alhainen lämmönjohtavuus (kuten lasikuitu) tai vedellä.

Akkumoduuli (kuten kuvassa 6) on jaettu seitsemään alueeseen (m1-M7 alueet kuvassa 6) s-muotoisella eristyslevyllä. S-tyypin eristyslevy tarjoaa jäähdytyskanavan akkumoduulille ja on kytketty akun lämmönhallintajärjestelmään.

Verrattuna Roadster-akkupakkaukseen, vaikka malliakun ulkonäkö on muuttunut merkittävästi, itsenäisten väliseinien rakenteellinen suunnittelu lämpökarkauksen leviämisen estämiseksi jatkuu.

Toisin kuin Roadster-akussa, yksi akku on tyhjä autossa ja malliakun yksittäiset akut on sijoitettu pystysuoraan. Koska yksittäinen akku altistuu puristusvoimalle törmäyksen aikana, aksiaalinen voima synnyttää todennäköisemmin lämpöjännitystä pitkin sydänkäämitystä kuin säteittäinen voima. Koska sisäinen oikosulku ei ole hallinnassa, urheiluauton akku muodostaa teoriassa todennäköisemmin hallitsemattoman lämpörasituksen sivutörmäyksen aikana kuin muihin suuntiin, ja mallin akkupaketti aiheuttaa todennäköisemmin lämpöpoistoa pohjan aikana. ekstruusiotörmäys.

Kolmitasoinen akunhallintajärjestelmä

Toisin kuin useimmat edistyksellisempää akkutekniikkaa tavoittelevat valmistajat, Tesla valitsi kolmitasoisen akunhallintajärjestelmän kanssa kypsemmän 18650 litiumakun suuremman neliömäisen akun sijaan. Hierarkkinen hallintarakenne voi hallita tuhansia akkuja samanaikaisesti. Akunhallintajärjestelmän kehys on esitetty kuvassa 7. Otetaan esimerkkinä Tesla oadster kolmitasoinen akunhallintajärjestelmä:

1) Aseta moduulitasolla Battery Monitor board (BMB) valvomaan yksittäisen akun jännitettä kussakin moduulissa (minimihallintayksikkönä), kunkin lohkon lämpötilaa ja koko moduulin lähtöjännitettä. .


2) BatterySystemMonitor (BSM) on asetettu akun tasolle valvomaan akun toimintatilaa, mukaan lukien virta, jännite, lämpötila, kosteus, suunta, savu jne.

3) Ajoneuvotasolla VSM on asetettu valvomaan BSM:ää.