टेस्ला शुद्ध इलेक्ट्रिक वाहन की पावर लिथियम बैटरी प्रणाली की अनुकूलन तकनीक पर चर्चा करें

दुनिया में कोई भी पूरी तरह से सुरक्षित बैटरियां नहीं हैं, केवल जोखिम हैं जिनकी पूरी तरह से पहचान नहीं की गई है और उन्हें रोका नहीं गया है। जन-उन्मुख उत्पाद सुरक्षा विकास अवधारणा का पूर्ण उपयोग करें। यद्यपि निवारक उपाय अपर्याप्त हैं, सुरक्षा जोखिमों को नियंत्रित किया जा सकता है।

उदाहरण के तौर पर 2013 में सिएटल एक्सप्रेसवे पर हुई मॉडल दुर्घटना को लें। बैटरी पैक में बैटरी मॉड्यूल के बीच एक अपेक्षाकृत स्वतंत्र स्थान होता है, जिसे अग्निरोधक संरचना द्वारा अलग किया जाता है। जब बैटरी सुरक्षा कवर के निचले हिस्से में कार को किसी कठोर वस्तु द्वारा छेद दिया जाता है (प्रभाव बल 25 टन तक पहुंच जाता है और अलग किए गए निचले पैनल की मोटाई लगभग 6.35 मिमी है, छेद का व्यास 76.2 मिमी है), जो बैटरी मॉड्यूल का कारण बनता है गर्मी और आग पर नियंत्रण खोना। साथ ही, इसकी तीन-स्तरीय प्रबंधन प्रणाली समय पर सुरक्षा तंत्र को सक्रिय करके चालक को जल्द से जल्द वाहन छोड़ने की चेतावनी दे सकती है, ताकि चालक अंततः घायल न हो। टेस्ला ईवी के सुरक्षा डिज़ाइन का विवरण स्पष्ट नहीं है। इसलिए, हमने मौजूदा तकनीकी जानकारी के साथ टेस्ला इलेक्ट्रिक वाहन इलेक्ट्रिक एनर्जी स्टोरेज सिस्टम के प्रासंगिक पेटेंट से परामर्श किया है और प्रारंभिक समझ बनाई है। मुझे आशा है कि अन्य लोग गलत हैं। हमें उम्मीद है कि हम उनकी गलतियों से सीख सकते हैं और गलतियों की पुनरावृत्ति को रोक सकते हैं। साथ ही, हम नकल की भावना को पूरा खेल दे सकते हैं और अवशोषण और नवीनता प्राप्त कर सकते हैं।

टेस्ला रोडस्टर बैटरी पैक

यह स्पोर्ट्स कार 2008 में बड़े पैमाने पर उत्पादन में टेस्ला की पहली शुद्ध इलेक्ट्रिक स्पोर्ट्स कार है, जिसकी वैश्विक उत्पादन सीमा 2500 कारों की है। इस मॉडल द्वारा लिया गया बैटरी पैक सीट के पीछे ट्रंक में स्थित है (जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है)। पूरे बैटरी पैक का वजन लगभग 450 किलोग्राम है, वॉल्यूम लगभग 300L है, उपलब्ध ऊर्जा 53kWh है और कुल वोल्टेज 366V है।

टेस्ला रोडस्टर श्रृंखला बैटरी पैक में 11 मॉड्यूल होते हैं (जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है) मॉड्यूल के अंदर, 69 अलग-अलग सेल एक ईंट (या "सेल ईंट") बनाने के लिए समानांतर में जुड़े हुए हैं, इसके बाद बैटरी बनाने के लिए नौ ईंटें श्रृंखला में जुड़ी हुई हैं एक मॉड्यूल में 6831 व्यक्तिगत कोशिकाओं के साथ पैक करें। मॉड्यूल एक बदली जाने योग्य इकाई है. यदि बैटरियों में से एक टूट गई है, तो उसे बदला जाना चाहिए।

बैटरी युक्त प्रतिस्थापन योग्य मॉड्यूल; वहीं, स्वतंत्र मॉड्यूल मॉड्यूल के अनुसार सिंगल बैटरी को अलग कर सकता है। वर्तमान में, इसकी एकल कोशिका जापान में सान्यो 18650 उत्पादन के लिए एक महत्वपूर्ण विकल्प है।

चीनी विज्ञान अकादमी के शिक्षाविद चेन लिक्वान के शब्दों में, इलेक्ट्रिक वाहन ऊर्जा भंडारण प्रणाली की एकल कोशिका क्षमता चयन के बारे में तर्क इलेक्ट्रिक वाहनों के विकास पथ के बारे में तर्क है। वर्तमान में, बैटरी प्रबंधन तकनीक और अन्य कारकों की सीमा के कारण, चीन में इलेक्ट्रिक वाहन ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ ज्यादातर बड़ी क्षमता वाली वर्ग बैटरी का उपयोग करती हैं। हालाँकि, टेस्ला के समान, हांग्जो टेक्नोलॉजी सहित छोटी क्षमता वाली एकल बैटरी द्वारा असेंबल की गई कुछ इलेक्ट्रिक वाहन ऊर्जा भंडारण प्रणालियाँ हैं। हार्बिन यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी के प्रोफेसर ली गेचेन ने एक नया शब्द "आंतरिक सुरक्षा" प्रस्तावित किया, जिसे बैटरी उद्योग के कुछ विशेषज्ञों ने मान्यता दी। दो स्थितियाँ पूरी होती हैं: एक तो सबसे कम क्षमता वाली बैटरी, और ऊर्जा सीमा गंभीर परिणाम देने के लिए पर्याप्त नहीं है। यदि अकेले इस्तेमाल या संग्रहित करने पर यह जल जाए या फट जाए; दूसरा, बैटरी मॉड्यूल में, यदि सबसे कम क्षमता वाली बैटरी जलती है या फटती है, तो इससे अन्य सेल श्रृंखलाएं नहीं जलेंगी या फटेंगी। लिथियम बैटरियों के वर्तमान सुरक्षा स्तर को ध्यान में रखते हुए, हांग्जो विज्ञान और प्रौद्योगिकी मॉड्यूलर समानांतर और श्रृंखला कनेक्शन में बैटरी पैक को इकट्ठा करने के लिए छोटी क्षमता वाली बेलनाकार लिथियम बैटरियों का भी उपयोग करती है (कृपया CN101369649 देखें)। बैटरी कनेक्शन डिवाइस और असेंबली आरेख चित्र 3 में दिखाए गए हैं।

बैटरी पैक के सिर पर एक उभार भी है (चित्र 5 में क्षेत्र P8 चित्र 4 के दाईं ओर के उभार से मेल खाता है)। स्टैकिंग और डिस्चार्जिंग के लिए दो बैटरी मॉड्यूल स्थापित करें। बैटरी पैक में 5920 सिंगल बैटरी हैं।

बैटरी पैक में 8 क्षेत्र (प्रक्षेपण सहित) एक दूसरे से पूरी तरह से अलग हैं। सबसे पहले, आइसोलेशन प्लेट बैटरी पैक की समग्र संरचनात्मक ताकत को बढ़ाती है, जिससे संपूर्ण बैटरी पैक संरचना अधिक ठोस हो जाती है। दूसरा, जब एक क्षेत्र में बैटरी में आग लग जाती है, तो यह प्रभावी ढंग से अन्य क्षेत्रों में बैटरी को आग लगने से रोक सकती है। गैसकेट को उच्च गलनांक और कम तापीय चालकता वाली सामग्री (जैसे ग्लास फाइबर) या पानी से भरा जा सकता है।

बैटरी मॉड्यूल (जैसा चित्र 6 में दिखाया गया है) को एस-आकार की आइसोलेशन प्लेट द्वारा सात क्षेत्रों (चित्र 6 में एम1-एम7 क्षेत्र) में विभाजित किया गया है। एस-टाइप आइसोलेशन प्लेट बैटरी मॉड्यूल के लिए एक कूलिंग चैनल प्रदान करती है और बैटरी पैक के थर्मल प्रबंधन सिस्टम से जुड़ी होती है।

रोडस्टर बैटरी पैक की तुलना में, हालांकि मॉडल बैटरी पैक की उपस्थिति में काफी बदलाव आया है, थर्मल रनवे के प्रसार को रोकने के लिए स्वतंत्र विभाजन का संरचनात्मक डिजाइन जारी है।

रोडस्टर बैटरी पैक के विपरीत, एक बैटरी कार में सपाट रहती है, और मॉडल बैटरी पैक की एकल बैटरी लंबवत रूप से व्यवस्थित होती है। चूँकि टकराव के दौरान एकल बैटरी को एक्सट्रूज़न बल के अधीन किया जाता है, रेडियल बल की तुलना में अक्षीय बल कोर वाइंडिंग के साथ थर्मल तनाव उत्पन्न करने की अधिक संभावना है। चूंकि आंतरिक शॉर्ट सर्किट नियंत्रण से बाहर है, सैद्धांतिक रूप से, स्पोर्ट्स कार बैटरी पैक अन्य दिशाओं की तुलना में साइड टकराव के दौरान नियंत्रण से बाहर थर्मल तनाव उत्पन्न करने की अधिक संभावना है, और मॉडल बैटरी पैक नीचे के दौरान थर्मल रनवे उत्पन्न करने की अधिक संभावना है बाहर निकालना टक्कर.

तीन स्तरीय बैटरी प्रबंधन प्रणाली

अधिक उन्नत बैटरी तकनीक अपनाने वाले अधिकांश निर्माताओं के विपरीत, टेस्ला ने अपनी तीन-स्तरीय बैटरी प्रबंधन प्रणाली के साथ, बड़ी वर्गाकार बैटरी के बजाय अधिक परिपक्व 18650 लिथियम बैटरी को चुना। पदानुक्रमित प्रबंधन डिज़ाइन एक ही समय में हजारों बैटरियों का प्रबंधन कर सकता है। बैटरी प्रबंधन प्रणाली की रूपरेखा चित्र 7 में दिखाई गई है। उदाहरण के तौर पर टेस्ला ओडस्टर तीन-स्तरीय बैटरी प्रबंधन प्रणाली को लें:

1) मॉड्यूल स्तर पर, मॉड्यूल की प्रत्येक ईंट में एकल बैटरी के वोल्टेज (न्यूनतम प्रबंधन इकाई के रूप में), प्रत्येक ईंट के तापमान और पूरे मॉड्यूल के आउटपुट वोल्टेज की निगरानी के लिए बैटरी मॉनिटर बोर्ड (बीएमबी) सेट करें। .


2) बैटरी सिस्टम मॉनिटर (बीएसएम) को बैटरी पैक स्तर पर करंट, वोल्टेज, तापमान, आर्द्रता, ओरिएंटेशन, धुआं आदि सहित बैटरी पैक की संचालन स्थिति की निगरानी के लिए सेट किया गया है।

3) वाहन स्तर पर, बीएसएम की निगरानी के लिए एक वीएसएम स्थापित किया गया है।