Arutage Tesla puhta elektrisõiduki liitiumakusüsteemi optimeerimistehnoloogiat

Maailmas pole absoluutselt ohutuid akusid, on ainult riskid, mida ei ole täielikult tuvastatud ja ära hoitud. Kasutage täielikult ära inimestele suunatud tooteohutuse arendamise kontseptsiooni. Kuigi ennetusmeetmed on ebapiisavad, saab ohutusriske kontrollida.

Võtame näiteks 2013. aasta Seattle Expressway mudeliõnnetuse. Akuplokis on akumoodulite vahel suhteliselt iseseisev ruum, mis on isoleeritud tulekindla konstruktsiooniga. Kui auto aku kaitsekatte allosas on kõva esemega läbi torgatud (löögijõud ulatub 25 t ja lahtivõetud põhjapaneeli paksus on ca 6,35 mm, augu läbimõõt on 76,2 mm), mis põhjustab akumooduli kaotada kontrolli kuumuse ja tule üle. Samal ajal suudab selle kolmetasandiline juhtimissüsteem turvamehhanismi õigeaegselt aktiveerida, et hoiatada juhti sõidukist võimalikult kiiresti lahkuma, et juht lõplikult vigastada ei saaks. Tesla elektrisõidukite ohutusdisaini üksikasjad pole selged. Seetõttu oleme tutvunud Tesla elektrisõidukite elektrienergia salvestussüsteemi asjakohaste patentidega, kombineerinud olemasoleva tehnilise teabega ja teinud esialgse arusaama. Loodan, et teised eksivad. Loodame, et suudame nende vigadest õppida ja vältida vigade kordamist. Samal ajal saame anda täieliku mängu kopeerimise vaimule ning saavutada sisseelamise ja uuenduslikkuse.

Tesla Roadsteri akupakett

See sportauto on Tesla esimene 2008. aastal masstootmises olev puhtalt elektriline sportauto, mille ülemaailmne tootmislimiit on 2500 autot. Selle mudeliga kaasas olev aku asub pagasiruumis istme taga (nagu on näidatud joonisel 1). Kogu aku kaal on ca 450kg, maht ca 300L, saadaolev energia 53kWh ja kogupinge 366V.

Tesla Roadsteri seeria akupakett koosneb 11 moodulist (nagu näidatud joonisel 2) Mooduli sees on 69 üksikut elementi ühendatud paralleelselt, moodustades tellise (või "elemendi tellise"), millele järgneb üheksa tellist, mis on järjestikku ühendatud aku moodustamiseks. pakett 6831 üksiku elemendiga ühes moodulis. Moodul on vahetatav üksus. Kui üks akudest on katki, tuleb see välja vahetada.

Patareisid sisaldavad vahetatavad moodulid; Samal ajal saab sõltumatu moodul eraldada üksiku aku vastavalt moodulile. Praegu on selle üksikelement Sanyo 18650 tootmiseks Jaapanis oluline valik.

Hiina Teaduste Akadeemia akadeemiku Chen Liquani sõnul on argument elektrisõidukite energiasalvestussüsteemi üheelemendilise võimsuse valiku kohta argument elektrisõidukite arengutee kohta. Praegu kasutavad Hiina elektrisõidukite energiasalvestussüsteemid akuhaldustehnoloogia piirangute ja muude tegurite tõttu enamasti suure mahutavusega ruudukujulisi akusid. Sarnaselt Teslaga on aga vähe elektrisõidukite energiasalvestussüsteeme, mis on kokku pandud väikese mahutavusega üksikutest akudest, sealhulgas Hangzhou tehnoloogiast. Harbini tehnikaülikooli professor Li Gechen pakkus välja uue termini "sisemine ohutus", mida tunnustasid mõned akutööstuse eksperdid. Täidetud on kaks tingimust: üks on väikseima mahutavusega aku ja energiapiirangust ei piisa tõsiste tagajärgede tekitamiseks. Kui see põleb või plahvatab eraldi kasutamisel või ladustamisel; Teiseks, kui akumoodulis põleb või plahvatab väikseima mahutavusega aku, ei põhjusta see teiste elemendikettide põlemist ega plahvatust. Arvestades liitiumakude praegust ohutustaset, kasutab Hangzhou Science and Technology väikese mahutavusega silindrilisi liitiumakusid ka akukomplektide kokkupanemiseks modulaarses paralleel- ja jadaühenduses (vt CN101369649). Aku ühendusseade ja montaažiskeem on näidatud joonisel 3.

Akuploki peas on ka eend (ala P8 joonisel 5 vastab joonisel 4 paremal pool olevale eendile). Paigaldage kaks akumoodulit virnastamiseks ja tühjendamiseks. Akukomplektis on 5920 üksikut akut.

aku 8 piirkonda (kaasa arvatud väljaulatuvad osad) on üksteisest täielikult isoleeritud. Esiteks suurendab eraldusplaat akuploki üldist konstruktsioonitugevust, muutes kogu aku struktuuri tugevamaks. Teiseks, kui aku ühes piirkonnas süttib, võib see tõhusalt blokeerida ja takistada aku süttimist teistes piirkondades. Tihendit saab täita kõrge sulamistemperatuuri ja madala soojusjuhtivusega materjalidega (nt klaaskiud) või veega.

Akumoodul (nagu on näidatud joonisel 6) on s-kujulise isolatsiooniplaadi abil jagatud seitsmeks piirkonnaks (m1-M7 alad joonisel 6). S-tüüpi eraldusplaat pakub akumoodulile jahutuskanalit ja on ühendatud akuploki soojusjuhtimissüsteemiga.

Võrreldes Roadsteri akuga, kuigi mudeli aku välimus on oluliselt muutunud, jätkub sõltumatute vaheseinte konstruktsioon, et vältida termilise põgenemise levikut.

Erinevalt Roadsteri akust on üks aku autos tühi ja mudeliaku üksikud akud on paigutatud vertikaalselt. Kuna ühele akule avaldab kokkupõrke ajal ekstrusioonijõud, tekitab aksiaaljõud tõenäolisemalt soojuspinget piki südamiku mähist kui radiaaljõud. Kuna sisemine lühis on kontrolli alt väljas, tekitab sportauto aku teoreetiliselt külgkokkupõrke ajal suurema tõenäosusega kontrolli alt väljuvat termilist pinget kui muudes suundades ning mudeli aku on tõenäolisem, et põhjas tekib termiline voolu. väljapressimise kokkupõrge.

Kolmetasandiline akuhaldussüsteem

Erinevalt enamikust arenenumat akutehnoloogiat järgivatest tootjatest valis Tesla oma kolmetasandilise akuhaldussüsteemiga suurema ruudukujulise aku asemel küpsema 18650 liitiumaku. Hierarhiline halduskonstruktsioon suudab korraga hallata tuhandeid patareisid. Akuhaldussüsteemi raamistik on näidatud joonisel 7. Võtke näiteks Tesla oadsteri kolmetasandiline akuhaldussüsteem:

1) Seadistage mooduli tasemel akumonitori plaat (BMB) jälgima mooduli iga tellise üksiku aku pinget (minimaalse haldusüksusena), iga tellise temperatuuri ja kogu mooduli väljundpinget. .


2) BatterySystemMonitor (BSM) on seatud akutasemele, et jälgida aku tööolekut, sealhulgas voolu, pinget, temperatuuri, niiskust, suunda, suitsu jne.

3) Sõiduki tasemel on BSM-i jälgimiseks seadistatud VSM.