Talakayin ang teknolohiya sa pag-optimize ng power lithium battery system ng Tesla pure electric vehicle

Walang ganap na ligtas na mga baterya sa mundo, mga panganib lamang na hindi ganap na natukoy at napipigilan. Gamitin nang husto ang konsepto ng pagbuo ng kaligtasan ng produkto na nakatuon sa mga tao. Bagama't hindi sapat ang mga hakbang sa pag-iwas, makokontrol ang mga panganib sa kaligtasan.

Kunin ang modelong aksidente sa Seattle Expressway noong 2013 bilang isang halimbawa. Mayroong medyo independiyenteng espasyo sa pagitan ng mga module ng baterya sa pack ng baterya, na nakahiwalay sa istrakturang hindi masusunog. Kapag ang kotse sa ilalim ng takip ng proteksyon ng baterya ay nabutas ng isang matigas na bagay (ang puwersa ng epekto ay umabot sa 25 t at ang kapal ng na-disassemble na panel sa ibaba ay humigit-kumulang 6.35 mm, ang diameter ng butas ay 76.2 mm), na nagiging sanhi ng module ng baterya upang mawalan ng kontrol sa init at apoy. Kasabay nito, ang tatlong antas na sistema ng pamamahala nito ay maaaring i-activate ang mekanismo ng kaligtasan sa oras upang bigyan ng babala ang driver na umalis sa sasakyan sa lalong madaling panahon, upang ang driver ay hindi masugatan sa wakas. Ang mga detalye ng disenyo ng kaligtasan para sa mga Tesla EV ay hindi malinaw. Samakatuwid, kinonsulta namin ang mga nauugnay na patent ng Tesla Electric Vehicle Electric Energy Storage System, kasama ang umiiral na teknikal na impormasyon, at gumawa ng paunang pag-unawa. Sana mali ang iba. Umaasa kami na matututo tayo sa kanilang mga pagkakamali at maiwasan ang pagdoble ng mga pagkakamali. Kasabay nito, maaari nating bigyan ng buong laro ang diwa ng copycat at makamit ang pagsipsip at pagbabago.

Baterya ng Tesla Roadster

Ang sports car na ito ay ang unang purong electric sports car ng Tesla sa mass production noong 2008, na may pandaigdigang limitasyon sa produksyon na 2500 na sasakyan. Ang battery pack na dala ng modelong ito ay matatagpuan sa trunk sa likod ng upuan (tulad ng ipinapakita sa Figure 1). Ang bigat ng buong battery pack ay humigit-kumulang 450kg, ang volume ay humigit-kumulang 300L, ang magagamit na enerhiya ay 53kWh, at ang kabuuang boltahe ay 366V.

Ang Tesla Roadster series battery pack ay binubuo ng 11 modules (tulad ng ipinapakita sa Figure 2) Sa loob ng module, 69 indibidwal na mga cell ay konektado sa parallel upang bumuo ng isang brick (o "cell brick"), na sinusundan ng siyam na brick na konektado sa serye upang bumuo ng isang baterya pack na may 6831 indibidwal na mga cell sa isang module. Ang module ay isang maaaring palitan na yunit. Kung nasira ang isa sa mga baterya, dapat itong palitan.

Maaaring palitan ang mga module na naglalaman ng mga baterya; Kasabay nito, maaaring paghiwalayin ng independiyenteng module ang solong baterya ayon sa module. Sa kasalukuyan, ang nag-iisang cell nito ay isang mahalagang pagpipilian para sa produksyon ng Sanyo 18650 sa Japan.

Sa mga salita ni Chen Liquan, akademya ng Chinese Academy of Sciences, ang argumento tungkol sa seleksyon ng single cell capacity ng electric vehicle energy storage system ay ang argumento tungkol sa development path ng mga electric vehicle. Sa kasalukuyan, dahil sa limitasyon ng teknolohiya sa pamamahala ng baterya at iba pang mga kadahilanan, ang mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ng mga de-koryenteng sasakyan sa China ay kadalasang gumagamit ng malalaking kapasidad na mga parisukat na baterya. Gayunpaman, katulad ng Tesla, kakaunti ang mga sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ng sasakyang de-kuryente na binuo ng maliit na kapasidad na solong baterya, kabilang ang Hangzhou Technology. Si Propesor Li Gechen ng Harbin University of Technology ay nagmungkahi ng bagong terminong "intrinsic safety", na kinilala ng ilang eksperto sa industriya ng baterya. Dalawang kundisyon ang natutugunan: ang isa ay ang baterya na may pinakamababang kapasidad, at ang limitasyon ng enerhiya ay hindi sapat upang magdulot ng malubhang kahihinatnan. Kung ito ay nasusunog o sumabog kapag ginamit o nakaimbak nang mag-isa; Pangalawa, sa module ng baterya, kung ang baterya na may pinakamababang kapasidad ay masunog o sumabog, hindi ito magiging sanhi ng pagsunog o pagsabog ng iba pang mga cell chain. Isinasaalang-alang ang kasalukuyang antas ng kaligtasan ng mga lithium batteries, ang Hangzhou Science and Technology ay gumagamit din ng maliit na kapasidad na cylindrical lithium batteries para mag-assemble ng mga battery pack sa modular parallel at series na koneksyon (mangyaring sumangguni sa CN101369649). Ang device na koneksyon ng baterya at assembly diagram ay ipinapakita sa Figure 3.

Mayroon ding protrusion sa ulo ng battery pack (ang lugar P8 sa Figure 5 ay tumutugma sa protrusion sa kanang bahagi ng Figure 4). Mag-install ng dalawang module ng baterya para sa stacking at discharging. Mayroong 5920 solong baterya sa pack ng baterya.

ang 8 mga lugar sa baterya pack (kabilang ang mga projection) ay ganap na nakahiwalay sa isa't isa. Una sa lahat, pinapataas ng isolation plate ang kabuuang lakas ng istruktura ng battery pack, na ginagawang mas solid ang buong istraktura ng battery pack. Pangalawa, kapag nasusunog ang baterya sa isang lugar, mabisa nitong harangan at pigilan ang baterya sa ibang lugar na masunog. Ang gasket ay maaaring punan ng mga materyales na may mataas na punto ng pagkatunaw at mababang thermal conductivity (tulad ng glass fiber) o tubig.

Ang module ng baterya (tulad ng ipinapakita sa Figure 6) ay nahahati sa pitong lugar (m1-M7 area sa Figure 6) sa pamamagitan ng s-shaped isolation plate. Ang s-type na isolation plate ay nagbibigay ng cooling channel para sa battery module at nakakonekta sa thermal management system ng battery pack.

Kung ikukumpara sa Roadster battery pack, bagama't ang hitsura ng modelong battery pack ay nagbago nang malaki, ang istrukturang disenyo ng mga independiyenteng partisyon upang maiwasan ang pagkalat ng thermal runaway ay nagpapatuloy.

Hindi tulad ng Roadster battery pack, ang isang baterya ay nakahiga sa kotse, at ang mga solong baterya ng Model battery pack ay nakaayos nang patayo. Dahil ang nag-iisang baterya ay sumasailalim sa puwersa ng extrusion sa panahon ng pagbangga, ang puwersa ng axial ay mas malamang na makabuo ng thermal stress sa kahabaan ng core winding kaysa sa radial force. Dahil ang panloob na short circuit ay wala sa kontrol, ayon sa teorya, ang sports car battery pack ay mas malamang na bumuo ng thermal stress na wala sa kontrol sa panahon ng side collision kaysa sa iba pang direksyon, at ang modelong battery pack ay mas malamang na bumuo ng thermal runaway sa ilalim banggaan ng extrusion.

Tatlong antas ng sistema ng pamamahala ng baterya

Hindi tulad ng karamihan sa mga tagagawa na humahabol sa mas advanced na teknolohiya ng baterya, ang Tesla, kasama ang tatlong antas na sistema ng pamamahala ng baterya, ay pinili ang mas mature na 18650 lithium na baterya sa halip na ang mas malaking square na baterya. Maaaring pamahalaan ng hierarchical management design ang libu-libong baterya nang sabay-sabay. Ang balangkas ng sistema ng pamamahala ng baterya ay ipinapakita sa Figure 7. Kunin ang Tesla oadster na tatlong antas na sistema ng pamamahala ng baterya bilang isang halimbawa:

1) Sa antas ng module, itakda ang Battery Monitor board (BMB) upang subaybayan ang boltahe ng iisang baterya sa bawat brick ng module (bilang ang minimum na unit ng pamamahala), ang temperatura ng bawat brick at ang output boltahe ng buong module .


2) Ang BatterySystemMonitor (BSM) ay nakatakda sa antas ng battery pack upang subaybayan ang katayuan ng pagpapatakbo ng battery pack, kabilang ang kasalukuyang, boltahe, temperatura, halumigmig, oryentasyon, usok, atbp.

3) Sa antas ng sasakyan, nakatakda ang isang VSM na subaybayan ang BSM.