討論Tesla純電動車動力鋰電池系統(tǒng)優(yōu)化技術性

世界上沒有絕對安全的電池，只有沒有充分識別和預防的風險。充分運用以人為本的產(chǎn)品安全發(fā)展理念，雖然預防措施不足，但安全風險是可以控制的。 　　以2013年發(fā)生在西雅圖高速公路上的model事故為例。電池組內(nèi)各電池模塊之間存在相對獨立的空間，并通過防火結構隔離。當電池保護蓋底部的車被一個堅硬的物體穿刺(沖擊力達到25 t和分解底部面板厚度約6.35毫米成孔直徑76.2毫米),造成電池模塊熱失控,火,同時，其三級管理系統(tǒng)可以及時激活安全機制，警告駕駛員盡快離開車輛，最終使駕駛員不受傷害。特斯拉電動汽車使用的安全設計細節(jié)尚不清楚。因此，我們查閱了特斯拉電動汽車電動儲能系統(tǒng)的相關專利，并結合現(xiàn)有的技術信息，進行了初步的了解，希望其他人是錯的。我們希望我們可以從其錯誤中吸取教訓，避免錯誤的重復，同時，我們可以充分發(fā)揮山寨精神，實現(xiàn)吸收和創(chuàng)新。 　　TeslaRoadster電池組 　　這款跑車是特斯拉在2008年量產(chǎn)的第一款純電動跑車，全球限量生產(chǎn)2500輛。該型號所攜帶的電池包位于座椅后面的行李箱中(如圖1所示)，整個電池包重量約為450kg，體積約為300L，可用能量為53kWh，總電壓為366V。 　　TeslaRoadster串聯(lián)電池組由11個模塊(如圖2所示).Inside模塊,69個體細胞并行連接形成一個磚(或“細胞磚”),緊隨其后的是九個磚頭串聯(lián)連接,形成一個模塊共有6831個體細胞的電池組。模塊是一個可更換的單元。如果其中一個電池壞了，就必須更換它。 　　可更換包含電池的模塊;同時獨立模塊可按模塊對單個電池進行分離。目前，其單細胞是日本三洋18650生產(chǎn)的重要挑選。 　　用中科院院士陳立全的話來說，關于電動車儲能系統(tǒng)單細胞容量挑選大小的爭論就是關于電動車發(fā)展路徑的爭論。目前，由于電池管理技術等因素的限制，我國電動汽車儲能系統(tǒng)多采用大容量方形電池。然而，與特斯拉類似，由小容量單體電池組裝的電動汽車儲能系統(tǒng)很少，包括杭州科技。哈爾濱理工大學李格辰教授提出了一個新的術語“本質安全”，得到了電池行業(yè)一些專家的認可。滿足兩個條件:一是最低容量電池,能量的限制并不足以造成嚴重的后果,如果單獨使用或存儲時發(fā)生燃燒或爆炸;第二,在電池模塊中,如果一個最低容量電池燃燒或爆炸,不會造成其他細胞鏈燃燒或爆炸?？紤]到目前鋰電池的安全水平，杭州科技還采用小容量圓柱形鋰電池，采用模塊化并聯(lián)和串聯(lián)方式組裝電池包(請參考CN101369649)。電池連接裝置及裝配圖如圖3所示。 　　在電池包頭部也有一個突起(圖5中的區(qū)域P8，對應于圖4右側的突起)。安裝兩個電池模塊，進行堆疊和放電操作，電池組共5920個單體電池。 　　電池組內(nèi)的8個區(qū)域(包括突出部分)彼此完全隔離。首先，隔離板增加了電池組的整體結構強度，使整個電池組結構更加堅固。第二，當一個區(qū)域的電池著火時，可以有效的阻斷，避免其他區(qū)域的電池著火。墊片內(nèi)部可填充高熔點、低導熱系數(shù)的材料(如玻璃纖維)或水。 　　電池模塊(如圖6所示)被s型隔離板內(nèi)部分為7個區(qū)域(圖6中的m1-M7區(qū)域)。s型隔離板為電池模塊提供冷卻通道，并連接到電池組的熱管理系統(tǒng)。 　　與Roadster電池組相比，雖然model電池組在外觀上有明顯的變化，但避免熱失控蔓延的獨立分區(qū)的結構設計仍在繼續(xù)。 　　與Roadster電池組不同的是，單個電池平躺在車內(nèi)，Model Model電池組的單個電池垂直排列。由于單體電池在碰撞時受到擠壓力，軸向力比徑向力沿芯子繞組更容易發(fā)生熱應力，由于內(nèi)部短路失控，所以理論上，跑車電池包在側面碰撞時比在其他方向更容易發(fā)生應力熱失控，模型電池包在底部擠壓碰撞時，更容易發(fā)生熱失控。 　　三級電池管理系統(tǒng) 　　與大多數(shù)追求更先進的電池技術的生產(chǎn)商不同，特斯拉憑借其三級電池管理系統(tǒng)，挑選了更成熟的18650型鋰電池，而不是更大的方形電池。采用分層管理設計，可同時管理數(shù)千節(jié)電池。電池管理系統(tǒng)的框架如圖7所示。以特斯拉oadster三級電池管理系統(tǒng)為例: 　　1)在模塊層面，設置電池監(jiān)控器(BatteryMonitorboard, BMB)，監(jiān)控模塊內(nèi)每塊磚內(nèi)單體電池的電壓(作為最小管理單元)、每塊磚的溫度以及整個模塊的輸出電壓。 　　2)在電池組層面設置BatterySystemMonitor (BSM)，監(jiān)控電池組的工作狀態(tài)，包括電流、電壓、溫度、濕度、方位、煙霧等。 　　3)在車輛層面，設置一個VSM來監(jiān)控BSM。 　　此外，在美國專利US20130179012、US20120105015、US20130049971A1中分別體現(xiàn)了過流保護、過壓保護、絕緣阻抗監(jiān)測等技術。 ? 聲明：本網(wǎng)站所發(fā)布文章，均來自于互聯(lián)網(wǎng)，不代表本站觀點，如有侵權，請致郵sales@greenway-battery.com刪除。