Tesla خالص الیکٹرک گاڑی کے پاور لیتھیم بیٹری سسٹم کی آپٹیمائزیشن ٹیکنالوجی پر بحث کریں۔

دنیا میں کوئی بالکل محفوظ بیٹریاں نہیں ہیں، صرف ایسے خطرات ہیں جن کی مکمل شناخت اور روک تھام نہیں کی گئی ہے۔ لوگوں پر مبنی مصنوعات کی حفاظت کی ترقی کے تصور کا بھرپور استعمال کریں۔ اگرچہ احتیاطی تدابیر ناکافی ہیں، لیکن حفاظتی خطرات کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔

مثال کے طور پر 2013 میں سیئٹل ایکسپریس وے پر ماڈل حادثے کو لے لیں۔ بیٹری پیک میں بیٹری کے ماڈیولز کے درمیان نسبتاً آزاد جگہ ہے، جو فائر پروف ڈھانچے سے الگ تھلگ ہے۔ جب بیٹری پروٹیکشن کور کے نچلے حصے میں کار کو کسی سخت چیز سے پنکچر کیا جاتا ہے (اثر قوت 25 t تک پہنچ جاتی ہے اور الگ کیے گئے نیچے والے پینل کی موٹائی تقریبا 6.35 ملی میٹر ہوتی ہے، سوراخ کا قطر 76.2 ملی میٹر ہوتا ہے)، جس کی وجہ سے بیٹری ماڈیول متاثر ہوتا ہے۔ گرمی اور آگ پر قابو پانے کے لیے۔ ایک ہی وقت میں، اس کا تین سطحی انتظامی نظام بروقت حفاظتی طریقہ کار کو چالو کر سکتا ہے تاکہ ڈرائیور کو جلد از جلد گاڑی چھوڑنے کے لیے متنبہ کیا جا سکے، تاکہ ڈرائیور آخر کار زخمی نہ ہو۔ Tesla EVs کے حفاظتی ڈیزائن کی تفصیلات واضح نہیں ہیں۔ لہذا، ہم نے موجودہ تکنیکی معلومات کے ساتھ مل کر Tesla الیکٹرک وہیکل الیکٹرک انرجی سٹوریج سسٹم کے متعلقہ پیٹنٹ سے مشورہ کیا ہے، اور ایک ابتدائی سمجھ حاصل کی ہے۔ مجھے امید ہے کہ دوسرے غلط ہیں۔ ہم امید کرتے ہیں کہ ہم ان کی غلطیوں سے سبق سیکھیں گے اور غلطیوں کی نقل کو روکیں گے۔ ایک ہی وقت میں، ہم کاپی کیٹ کے جذبے کو مکمل کھیل دے سکتے ہیں اور جذب اور جدت حاصل کر سکتے ہیں۔

ٹیسلا روڈسٹر بیٹری پیک

یہ اسپورٹس کار 2008 میں بڑے پیمانے پر پیداوار میں ٹیسلا کی پہلی خالص الیکٹرک اسپورٹس کار ہے، جس کی عالمی پیداوار کی حد 2500 کاروں کی ہے۔ اس ماڈل کا بیٹری پیک سیٹ کے پیچھے ٹرنک میں واقع ہے (جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے)۔ پورے بیٹری پیک کا وزن تقریباً 450kg ہے، حجم تقریباً 300L ہے، دستیاب توانائی 53kWh ہے، اور کل وولٹیج 366V ہے۔

ٹیسلا روڈسٹر سیریز کا بیٹری پیک 11 ماڈیولز پر مشتمل ہے (جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے) ماڈیول کے اندر، 69 انفرادی خلیے ایک اینٹ (یا "سیل اینٹ") بنانے کے لیے متوازی طور پر جڑے ہوئے ہیں، اس کے بعد بیٹری بنانے کے لیے سیریز میں نو اینٹیں جڑی ہوئی ہیں۔ ایک ماڈیول میں 6831 انفرادی خلیوں کے ساتھ پیک کریں۔ ماڈیول ایک بدلنے والا یونٹ ہے۔ اگر بیٹریوں میں سے ایک ٹوٹ گئی ہے، تو اسے تبدیل کرنا ضروری ہے۔

بیٹریوں پر مشتمل متبادل ماڈیولز؛ ایک ہی وقت میں، آزاد ماڈیول واحد بیٹری کو ماڈیول کے مطابق الگ کر سکتا ہے۔ اس وقت، اس کا واحد سیل جاپان میں سانیو 18650 کی پیداوار کے لیے ایک اہم انتخاب ہے۔

چائنیز اکیڈمی آف سائنسز کے ماہر تعلیم چن لیکوان کے الفاظ میں، الیکٹرک گاڑیوں کے توانائی ذخیرہ کرنے کے نظام کے واحد خلیے کی صلاحیت کے انتخاب کے بارے میں دلیل الیکٹرک گاڑیوں کی ترقی کے راستے کے بارے میں دلیل ہے۔ اس وقت، بیٹری مینجمنٹ ٹیکنالوجی اور دیگر عوامل کی محدودیت کی وجہ سے، چین میں الیکٹرک گاڑیوں کے توانائی ذخیرہ کرنے والے نظام زیادہ تر بڑی صلاحیت والی مربع بیٹریاں استعمال کرتے ہیں۔ تاہم، Tesla کی طرح، چند الیکٹرک وہیکل انرجی سٹوریج کے نظام موجود ہیں جن میں چھوٹی صلاحیت والی واحد بیٹریاں شامل ہیں، جن میں Hangzhou ٹیکنالوجی بھی شامل ہے۔ ہاربن یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی کے پروفیسر لی گیچن نے ایک نئی اصطلاح "اندرونی حفاظت" کی تجویز پیش کی، جسے بیٹری انڈسٹری کے کچھ ماہرین نے تسلیم کیا۔ دو شرائط پوری ہوتی ہیں: ایک بیٹری جس کی صلاحیت سب سے کم ہے، اور توانائی کی حد کافی نہیں ہے کہ سنگین نتائج کا سبب بنے۔ اگر یہ اکیلے استعمال یا ذخیرہ کرنے پر جل جاتا ہے یا پھٹ جاتا ہے۔ دوسرا، بیٹری ماڈیول میں، اگر سب سے کم صلاحیت والی بیٹری جلتی ہے یا پھٹتی ہے، تو اس سے دیگر سیل چینز جلنے یا پھٹنے کا سبب نہیں بنیں گی۔ لیتھیم بیٹریوں کی موجودہ حفاظتی سطح پر غور کرتے ہوئے، Hangzhou سائنس اور ٹیکنالوجی بھی بیٹری پیک کو ماڈیولر متوازی اور سیریز کنکشن میں جمع کرنے کے لیے چھوٹی صلاحیت والی سلنڈرکل لیتھیم بیٹریاں استعمال کرتی ہے (براہ کرم CN101369649 دیکھیں)۔ بیٹری کنکشن ڈیوائس اور اسمبلی ڈایاگرام کو شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔

بیٹری پیک کے سر پر ایک پھیلاؤ بھی ہے (شکل 5 میں علاقہ P8 شکل 4 کے دائیں جانب پھیلاؤ کے مساوی ہے)۔ اسٹیکنگ اور ڈسچارجنگ کے لیے بیٹری کے دو ماڈیولز انسٹال کریں۔ بیٹری پیک میں 5920 سنگل بیٹریاں ہیں۔

بیٹری پیک میں 8 علاقے (بشمول تخمینوں) ایک دوسرے سے مکمل طور پر الگ تھلگ ہیں۔ سب سے پہلے، آئسولیشن پلیٹ بیٹری پیک کی مجموعی ساختی طاقت کو بڑھاتی ہے، جس سے بیٹری پیک کا پورا ڈھانچہ زیادہ ٹھوس ہوتا ہے۔ دوسرا، جب ایک علاقے میں بیٹری آگ پکڑتی ہے، تو یہ مؤثر طریقے سے دوسرے علاقوں میں بیٹری کو آگ لگنے سے روک سکتی ہے۔ گسکیٹ کو زیادہ پگھلنے والے نقطہ اور کم تھرمل چالکتا (جیسے گلاس فائبر) یا پانی سے بھرا جا سکتا ہے۔

بیٹری ماڈیول (جیسا کہ شکل 6 میں دکھایا گیا ہے) کو s کی شکل والی الگ تھلگ پلیٹ کے ذریعے سات علاقوں (شکل 6 میں m1-M7 علاقے) میں تقسیم کیا گیا ہے۔ ایس ٹائپ آئسولیشن پلیٹ بیٹری ماڈیول کے لیے کولنگ چینل فراہم کرتی ہے اور بیٹری پیک کے تھرمل مینجمنٹ سسٹم سے منسلک ہے۔

روڈسٹر بیٹری پیک کے مقابلے میں، اگرچہ ماڈل بیٹری پیک کی ظاہری شکل نمایاں طور پر تبدیل ہو گئی ہے، تاہم تھرمل رن وے کے پھیلاؤ کو روکنے کے لیے آزاد پارٹیشنز کا ساختی ڈیزائن جاری ہے۔

روڈسٹر بیٹری پیک کے برعکس، کار میں ایک ہی بیٹری فلیٹ ہوتی ہے، اور ماڈل بیٹری پیک کی واحد بیٹریاں عمودی طور پر ترتیب دی جاتی ہیں۔ چونکہ تصادم کے دوران واحد بیٹری کو اخراج قوت کا نشانہ بنایا جاتا ہے، محوری قوت ریڈیل فورس کے مقابلے کور وائنڈنگ کے ساتھ تھرمل تناؤ پیدا کرنے کا زیادہ امکان رکھتی ہے۔ چونکہ اندرونی شارٹ سرکٹ کنٹرول سے باہر ہے، نظریاتی طور پر، اسپورٹس کار بیٹری پیک دیگر سمتوں کے مقابلے سائیڈ ٹکراؤ کے دوران تھرمل تناؤ کو قابو سے باہر کرنے کا زیادہ امکان رکھتا ہے، اور ماڈل بیٹری پیک نیچے کے دوران تھرمل رن وے پیدا کرنے کا زیادہ امکان رکھتا ہے۔ اخراج کا تصادم

تھری لیول بیٹری مینجمنٹ سسٹم

زیادہ جدید بیٹری ٹیکنالوجی کی پیروی کرنے والے زیادہ تر مینوفیکچررز کے برعکس، Tesla نے اپنے تین درجے کے بیٹری مینجمنٹ سسٹم کے ساتھ، بڑی مربع بیٹری کے بجائے زیادہ پختہ 18650 لیتھیم بیٹری کا انتخاب کیا۔ درجہ بندی کا انتظام ڈیزائن ایک ہی وقت میں ہزاروں بیٹریوں کا انتظام کرسکتا ہے۔ بیٹری مینجمنٹ سسٹم کا فریم ورک شکل 7 میں دکھایا گیا ہے۔ مثال کے طور پر ٹیسلا اوڈسٹر تھری لیول بیٹری مینجمنٹ سسٹم کو لیں۔

1) ماڈیول کی سطح پر، ماڈیول کی ہر اینٹ میں واحد بیٹری کے وولٹیج کی نگرانی کے لیے بیٹری مانیٹر بورڈ (BMB) سیٹ کریں (کم سے کم مینجمنٹ یونٹ کے طور پر)، ہر اینٹ کا درجہ حرارت اور پورے ماڈیول کے آؤٹ پٹ وولٹیج .


2) بیٹری سسٹم مانیٹر (BSM) کو بیٹری پیک کی سطح پر سیٹ کیا گیا ہے تاکہ بیٹری پیک کے آپریشن کی حالت کی نگرانی کی جاسکے، بشمول کرنٹ، وولٹیج، درجہ حرارت، نمی، واقفیت، دھواں وغیرہ۔

3) گاڑی کی سطح پر، ایک VSM BSM کی نگرانی کے لیے مقرر ہے۔