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【干货】解析Tesla Roadster的电池包结构与安全设计

放大字体 缩小字体 发布日期:2016-12-25 10:00:41   来源:新能源汽车网  编辑:全球新能源汽车网  浏览次数:540


安全设计

为了确保电池系统安全性,Tesla从电芯到电池系统采取了多种安全措施,其中包括:

1.电芯安全措施:

电芯正极附近装有PTC(Positive Temperature Coefficient)装置,当电芯内部温度增高时,其电阻会随之增高,可起到限流作用。另外,电芯内部均装CID(Current Interrupt Device),当电芯内部电流超过安全限值时会自动断开,从而切断内部电路。除此之外构成电芯的材料燃点非常高,即使在热失控的情况下也不易自燃。

2.电池结构设计安全措施:

电池外壳体采用铝材,结构强度较高,并且电池箱体后部设有通气孔,以防止箱体内部气压过高,如图8所示。  

每个电芯的正、负极均设有熔丝(图9),如果某个电芯发生短路,此安全设计可以把故障电芯与系统之间的连接电路快速切断。  

“Sheet”上框架通过绝缘垫片和圆柱形橡胶帽对电芯正负极端面进行限位,“Sheet”中有些电芯的端面与模架间是通过橡胶固定的,如图10所示。  

“Brick”的极板与电池模架之间通过环氧树脂胶固定,电压采样点通过铆接方式与极板相连接(图11)。

部分“Sheet”之间也设有保险装置,如图12所示,“U”表示无保险,“F”表示有保险。一旦“Sheet”电流超过极限值 ,熔丝立刻融断,可保证系统安全。

“Sheet”之间通过由金属编织铜排串联,外部有塑料外壳(橙色)提供绝缘保护,其中的红色垫片功能类似铆接螺母,如图13所示。

每个“Sheet”均设置有电池监控板BMB(Battery Monitor Board),用以监控“Sheet”内每个“Brick”的电压、温度以及整个“Sheet”的输出电压情况,BMB安装位置如图14所示。

电池系统内设置有电池系统监控板BSM(Battery System Monitor),其通过相应传感器监控整个电池系统的工作环境,其中包括电流、电压、温度、湿度、烟雾以及惯性加速度(用于监测车辆是否发生碰撞)、姿态(用于监测车辆是否发生翻滚)等。并且可以与车辆系统监控板VSM(Vehicle System Monitor)通过标准CAN总线实现通信,BSM的安装位置如图15所示。

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