討論Tesla純電動(dòng)車(chē)動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)性

世界上沒(méi)有絕對(duì)安全的電池，只有沒(méi)有充分識(shí)別和預(yù)防的風(fēng)險(xiǎn)。充分運(yùn)用以人為本的產(chǎn)品安全發(fā)展理念，雖然預(yù)防措施不足，但安全風(fēng)險(xiǎn)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(duì)獨(dú)立的空間，并通過(guò)防火結(jié)構(gòu)隔離。當(dāng)電池保護(hù)蓋底部的車(chē)被一個(gè)堅(jiān)硬的物體穿刺(沖擊力達(dá)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(shí)，其三級(jí)管理系統(tǒng)可以及時(shí)激活安全機(jī)制，警告駕駛員盡快離開(kāi)車(chē)輛，最終使駕駛員不受傷害。特斯拉電動(dòng)汽車(chē)使用的安全設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)尚不清楚。因此，我們查閱了特斯拉電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的相關(guān)專(zhuān)利，并結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)信息，進(jìn)行了初步的了解，希望其他人是錯(cuò)的。我們希望我們可以從其錯(cuò)誤中吸取教訓(xùn)，避免錯(cuò)誤的重復(fù)，同時(shí)，我們可以充分發(fā)揮山寨精神，實(shí)現(xiàn)吸收和創(chuàng)新。 　　TeslaRoadster電池組 　　這款跑車(chē)是特斯拉在2008年量產(chǎn)的第一款純電動(dòng)跑車(chē)，全球限量生產(chǎn)2500輛。該型號(hào)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(gè)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(gè)模塊(如圖2所示).Inside模塊,69個(gè)體細(xì)胞并行連接形成一個(gè)磚(或“細(xì)胞磚”),緊隨其后的是九個(gè)磚頭串聯(lián)連接,形成一個(gè)模塊共有6831個(gè)體細(xì)胞的電池組。模塊是一個(gè)可更換的單元。如果其中一個(gè)電池壞了，就必須更換它。 　　可更換包含電池的模塊;同時(shí)獨(dú)立模塊可按模塊對(duì)單個(gè)電池進(jìn)行分離。目前，其單細(xì)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(lái)說(shuō)，關(guān)于電動(dòng)車(chē)儲(chǔ)能系統(tǒng)單細(xì)胞容量挑選大小的爭(zhēng)論就是關(guān)于電動(dòng)車(chē)發(fā)展路徑的爭(zhēng)論。目前，由于電池管理技術(shù)等因素的限制，我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)儲(chǔ)能系統(tǒng)多采用大容量方形電池。然而，與特斯拉類(lèi)似，由小容量單體電池組裝的電動(dòng)汽車(chē)儲(chǔ)能系統(tǒng)很少，包括杭州科技。哈爾濱理工大學(xué)李格辰教授提出了一個(gè)新的術(shù)語(yǔ)“本質(zhì)安全”，得到了電池行業(yè)一些專(zhuān)家的認(rèn)可。滿足兩個(gè)條件:一是最低容量電池,能量的限制并不足以造成嚴(yán)重的后果,如果單獨(dú)使用或存儲(chǔ)時(shí)發(fā)生燃燒或爆炸;第二,在電池模塊中,如果一個(gè)最低容量電池燃燒或爆炸,不會(huì)造成其他細(xì)胞鏈燃燒或爆炸。考慮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(qǐng)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(gè)突起(圖5中的區(qū)域P8，對(duì)應(yīng)于圖4右側(cè)的突起)。安裝兩個(gè)電池模塊，進(jìn)行堆疊和放電操作，電池組共5920個(gè)單體電池。 　　電池組內(nèi)的8個(gè)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(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使整個(gè)電池組結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固。第二，當(dāng)一個(gè)區(qū)域的電池著火時(shí)，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(diǎn)、低導(dǎo)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(gè)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(dú)立分區(qū)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍在繼續(xù)。 　　與Roadster電池組不同的是，單個(gè)電池平躺在車(chē)內(nèi)，Model Model電池組的單個(gè)電池垂直排列。由于單體電池在碰撞時(shí)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(yīng)力，由于內(nèi)部短路失控，所以理論上，跑車(chē)電池包在側(cè)面碰撞時(shí)比在其他方向更容易發(fā)生應(yīng)力熱失控，模型電池包在底部擠壓碰撞時(shí)，更容易發(fā)生熱失控。 　　三級(jí)電池管理系統(tǒng) 　　與大多數(shù)追求更先進(jìn)的電池技術(shù)的生產(chǎn)商不同，特斯拉憑借其三級(jí)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(shè)計(jì)，可同時(shí)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(jí)電池管理系統(tǒng)為例: 　　1)在模塊層面，設(shè)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(gè)模塊的輸出電壓。 　　2)在電池組層面設(shè)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(chē)輛層面，設(shè)置一個(gè)VSM來(lái)監(jiān)控BSM。 　　此外，在美國(guó)專(zhuān)利US20130179012、US20120105015、US20130049971A1中分別體現(xiàn)了過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、絕緣阻抗監(jiān)測(cè)等技術(shù)。 ? 聲明：本網(wǎng)站所發(fā)布文章，均來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)，不代表本站觀點(diǎn)，如有侵權(quán)，請(qǐng)致郵sales@greenway-battery.com刪除。