(2)安全措施
为了保证电池系统安全性,特斯拉从电芯到电池系统采取了多种安全措施。
电芯的安全措施如下。
①在电芯正极附近装有PTC装置,当电芯内部温度升高时其电阻会相应增高,从而起到限流作用。
②电芯内部都装有CID,当电芯内部压力超过安全限值时会自动断开,从而切断内部电路。
③电芯材料选择,显著影响电芯在热失控情况下的易燃性,并提高燃点温度。
电池系统的安全措施如下。
①电池系统外壳体采用铝材,结构强度较高,并且电池箱体设置有通气孔,以防止箱体内部气压过高,如图44所示。
②每个电芯的正、负极均设有熔丝,若个别电芯发生短路,此安全设计可以实现问题电芯与系统之间电路快速断开,如图45所示。
“Sheet”上模架通过绝缘垫片与圆柱形帽结构对电芯正极或负极端面进行限位,并且“Sheet”中个别电芯端面与模架间打胶固定。
“Brick”的极板和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。
③部分“Sheet"设置有保险装置。“U”表示无保险,“F”表示有保险。一旦“Sheet”电流超过限值,保险立刻熔断,确保系统安全。
“Sheet”之间由金属编织铜排串联,外部具有塑料外壳提供绝缘保护,其中垫片功能类似铆接螺母。
④每个“Sheet”都设置有电池监控板—BMB,用以监控“Sheet”内每个“Brick”的电压、温度以及整个“Sheet”的输出电压。
⑤电池系统内设置有电池系统监控板—BSM,其通过对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。并且可以和车辆系统监控板一VSM通过标准CAN总线实现通信。
⑥电池系统内部设置有冷却装置,冷却液为水与乙二醇的混合物(比例为1:1)。
电池系统中共计6831个18650电芯,其表面积合计可以达到约27m z,而且每个1865电芯附近都布置有冷却管路,冷却管路与电芯间填充有绝缘导热胶质材料,固化后十分坚硬在这些因素的作用下,电芯可以将热量快速传递到外部环境,并在电池系统内部保持热平衡。
冷却液的进、出管路设计为交叉布置方式,共分为4个接口。接口分别为2个进口与2个出口。
这种设计方式可以有效地防止因为管道过长而使得管道始、末端冷却液温度差异过大,进而造成电芯温度差异过大。此外,每条进、出管道又分为2个子管道,使得冷却液与管道接触面积增加,提高热传递效率。
⑦高压电气系统设计特点。电池箱体内部由11个“Sheet”串联,两边空隙处安装各电气元件,包括DC/DC,Relay (2个EV200)、预充电阻、FUSE、BSM等。
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