Tesla таза электр көлігінің қуатты литий батареяларының жүйесін оңтайландыру технологиясын талқылаңыз

Әлемде мүлдем қауіпсіз аккумуляторлар жоқ, тек толық анықталмаған және алдын-алу қаупі бар. Адамдарға бағытталған өнімнің қауіпсіздігін дамыту тұжырымдамасын толық пайдаланыңыз. Алдын алу шаралары жеткіліксіз болғанымен, қауіпсіздік тәуекелдерін бақылауға болады.

Мысал ретінде 2013 жылы Сиэтл экспресс жолындағы модель апатын алайық. Аккумуляторлық модульдер арасында отқа төзімді құрылыммен оқшауланған салыстырмалы түрде тәуелсіз кеңістік бар. Батареяны қорғау қақпағының төменгі жағындағы автомобиль қатты затпен тесілгенде (соққы күші 25 т жетеді және бөлшектелген төменгі панельдің қалыңдығы шамамен 6,35 мм, тесік диаметрі 76,2 мм), бұл батарея модулін тудырады. жылу мен отты бақылауды жоғалту. Сонымен қатар, оның үш деңгейлі басқару жүйесі жүргізушіге көлікті мүмкіндігінше тезірек тастап кетуді ескертетін қауіпсіздік механизмін уақытында іске қоса алады, осылайша жүргізуші ақырында жарақат алмайды. Tesla EV көліктерінің қауіпсіздік дизайнының егжей-тегжейлері анық емес. Сондықтан, біз қолданыстағы техникалық ақпаратпен біріктірілген Tesla Electric Vehicle Электр энергиясын сақтау жүйесінің тиісті патенттерімен кеңесіп, алдын ала түсініктеме жасадық. Басқалар қателеседі деп үміттенемін. Біз олардың қателерінен сабақ алып, қателердің қайталануының алдын аламыз деп сенеміз. Сонымен қатар, біз көшірме рухына толық ойын беріп, сіңіру мен инновацияға қол жеткізе аламыз.

Tesla Roadster батарея жинағы

Бұл спорттық көлік Tesla компаниясының 2008 жылы жаппай шығарылған алғашқы таза электрлік спорттық көлігі болып табылады, оның жаһандық өндірісі 2500 автомобильді құрайды. Осы үлгімен тасымалданатын батарея жинағы жүксалғышта орындықтың артында орналасқан (1-суретте көрсетілгендей). Бүкіл аккумулятор жинағының салмағы шамамен 450 кг, көлемі шамамен 300 л, қол жетімді энергия 53 кВт сағ және жалпы кернеу 366 В.

Tesla Roadster сериялы аккумуляторлар жинағы 11 модульден тұрады (2-суретте көрсетілгендей) Модульдің ішінде кірпішті (немесе «ұяшық кірпішін») қалыптастыру үшін 69 жеке ұяшық параллель жалғанған, содан кейін батареяны қалыптастыру үшін тізбектей жалғанған тоғыз кірпіш. бір модульдегі 6831 жеке ұяшықтары бар бума. Модуль ауыстырылатын құрылғы болып табылады. Батареялардың біреуі сынған болса, оны ауыстыру керек.

Батареялары бар ауыстырылатын модульдер; Сонымен қатар, тәуелсіз модуль модульге сәйкес жалғыз батареяны ажырата алады. Қазіргі уақытта оның жалғыз ұяшығы Жапониядағы Sanyo 18650 өндірісі үшін маңызды таңдау болып табылады.

Қытай Ғылым академиясының академигі Чен Лицюаньның сөзімен айтқанда, электр көліктерінің энергия сақтау жүйесінің бір ұяшық сыйымдылығын таңдау туралы дәлел электр көліктерінің даму жолы туралы дәлел болып табылады. Қазіргі уақытта аккумуляторды басқару технологиясының және басқа факторлардың шектелуіне байланысты Қытайдағы электр көліктерінің энергиясын сақтау жүйелері көбінесе үлкен сыйымдылықтағы шаршы батареяларды пайдаланады. Дегенмен, Tesla-ға ұқсас, шағын сыйымдылықтағы жалғыз аккумуляторлармен, соның ішінде Hangzhou Technology арқылы жиналған электр көлігінің энергиясын сақтау жүйесі аз. Харбин технологиялық университетінің профессоры Ли Гечен жаңа «ішкі қауіпсіздік» терминін ұсынды, оны аккумулятор өнеркәсібіндегі кейбір сарапшылар мойындады. Екі шарт орындалады: біреуі ең аз сыйымдылығы бар аккумулятор, ал қуат шегі ауыр зардаптарға әкелу үшін жеткіліксіз. Жалғыз пайдаланған немесе сақтаған кезде жанып немесе жарылып кетсе; Екіншіден, батарея модулінде сыйымдылығы ең төмен батарея жанып немесе жарылып кетсе, ол басқа ұяшық тізбегінің күйіп кетуіне немесе жарылуына себеп болмайды. Литий батареяларының ағымдағы қауіпсіздік деңгейін ескере отырып, Hangzhou Science and Technology сонымен қатар модульдік параллельді және сериялық қосылымда батарея топтамаларын жинау үшін шағын сыйымдылықты цилиндрлік литий батареяларын пайдаланады (CN101369649 қараңыз). Аккумуляторды қосу құрылғысы мен құрастыру схемасы 3-суретте көрсетілген.

Сондай-ақ аккумулятор жинағының басында шығыңқы жер бар (5-суреттегі Р8 аймағы 4-суреттің оң жағындағы шығыңқы жерге сәйкес келеді). Жинақтау және зарядсыздандыру үшін екі батарея модулін орнатыңыз. Батарея жинағында 5920 жалғыз батарея бар.

Батарея жинағындағы 8 аймақ (проекцияларды қоса алғанда) бір-бірінен толығымен оқшауланған. Ең алдымен, оқшаулау тақтасы батарея жинағының жалпы құрылымдық беріктігін арттырады, бұл батареяның бүкіл құрылымын берік етеді. Екіншіден, бір аймақтағы аккумулятор өртенгенде, ол басқа аймақтардағы батареяны тиімді жауып, жануын болдырмайды. Тығыздағышты балқу температурасы жоғары және жылу өткізгіштігі төмен материалдармен (мысалы, шыны талшық) немесе сумен толтыруға болады.

Батарея модулі (6-суретте көрсетілгендей) s-тәрізді оқшаулау тақтасы арқылы жеті аймаққа (6-суретте m1-M7 аумақтары) бөлінген. s-тәрізді оқшаулау тақтасы батарея модулі үшін салқындату арнасын қамтамасыз етеді және батарея жинағының жылуды басқару жүйесіне қосылған.

Roadster аккумулятор жинағымен салыстырғанда, модельдік аккумуляторлық топтаманың сыртқы түрі айтарлықтай өзгергенімен, термиялық қашудың таралуын болдырмау үшін тәуелсіз бөлімдердің құрылымдық дизайны жалғасуда.

Roadster аккумулятор жинағынан айырмашылығы, жалғыз аккумулятор көлікте тегіс жатыр, ал Модельдік батареялар жинағының жалғыз батареялары тігінен орналасқан. Соқтығыс кезінде жалғыз аккумулятор экструзиялық күшке ұшырайтындықтан, осьтік күш радиалды күшке қарағанда өзек орамында жылу кернеуін тудыруы мүмкін. Ішкі қысқа тұйықталу бақыланбайтындықтан, теориялық тұрғыдан спорттық автомобиль аккумуляторы басқа бағыттарға қарағанда, бүйірлік соқтығыс кезінде бақылаудан тыс термиялық кернеуді тудыруы мүмкін, ал модельдік аккумулятор жинағы түбінде жылу қашуын тудыруы мүмкін. экструзия соқтығысуы.

Үш деңгейлі батареяны басқару жүйесі

Жетілдірілген аккумулятор технологиясын қолданатын көптеген өндірушілерден айырмашылығы, Tesla өзінің үш деңгейлі батареяны басқару жүйесі бар үлкен шаршы батареяның орнына неғұрлым жетілген 18650 литий батареясын таңдады. Иерархиялық басқару дизайны бір уақытта мыңдаған батареяларды басқара алады. Батареяны басқару жүйесінің құрылымы 7-суретте көрсетілген. Мысал ретінде Tesla oadster үш деңгейлі батареяны басқару жүйесін алайық:

1) Модуль деңгейінде модульдің әрбір кірпішіндегі жалғыз батареяның кернеуін (ең төменгі басқару блогы ретінде), әрбір кірпіштің температурасын және бүкіл модульдің шығыс кернеуін бақылау үшін Батареяны бақылау тақтасын (BMB) орнатыңыз. .


2) BatterySystemMonitor (BSM) батарея жинағының жұмыс күйін, соның ішінде ток, кернеу, температура, ылғалдылық, бағдар, түтін және т.б. бақылау үшін батарея жинағы деңгейінде орнатылған.

3) Көлік деңгейінде BSM бақылау үшін VSM орнатылған.