Огляд акумуляторних модулів
Модулі акумуляторів є важливою частиною електромобілів. Їхня функція полягає в з'єднанні кількох акумуляторних елементів разом, щоб утворити ціле, що забезпечує достатню потужність для роботи електромобілів.
Акумуляторні модулі – це компоненти акумулятора, що складаються з кількох акумуляторних елементів, і є важливою частиною електромобілів. Їхня функція полягає в з’єднанні кількох акумуляторних елементів разом, щоб утворити ціле, що забезпечує достатню потужність для електромобілів або операцій накопичення енергії. Акумуляторні модулі є не лише джерелом живлення електромобілів, але й одним із найважливіших пристроїв накопичення енергії.
Народження акумуляторних модулів
З точки зору машинобудування, одноелементні акумулятори мають такі проблеми, як погані механічні властивості та недружні зовнішні інтерфейси, зокрема:
1. Зовнішній фізичний стан, такий як розмір та зовнішній вигляд, є нестабільним і суттєво змінюватиметься протягом життєвого циклу;
2. Відсутність простого та надійного механічного монтажу та інтерфейсу кріплення;
3. Відсутність зручного інтерфейсу підключення виходів та моніторингу стану;
4. Слабкий механічний та ізоляційний захист.
Оскільки одноелементні акумулятори мають вищезазначені проблеми, необхідно додати шар для їх зміни та вирішення, щоб акумулятор можна було легше зібрати та інтегрувати з усім транспортним засобом. Результатом цього природного відбору є модуль, що складається з кількох, десяти або двадцяти акумуляторів, з відносно стабільним зовнішнім станом, зручним та надійним механічним, вихідним, моніторинговим інтерфейсом, а також покращеною ізоляцією та механічним захистом.
Поточний стандартний модуль вирішує різні проблеми акумуляторів та має такі основні переваги:
1. Він може легко реалізувати автоматизоване виробництво та має високу ефективність виробництва, а якість продукції та виробничі витрати відносно легко контролювати;
2. Це може забезпечити високий ступінь стандартизації, що допомагає значно знизити витрати на виробничу лінію та підвищити ефективність виробництва; стандартні інтерфейси та специфікації сприяють повній ринковій конкуренції та двосторонньому вибору, а також зберігають кращу функціональність каскадного використання;
3. Відмінна надійність, яка може забезпечити хороший механічний та ізоляційний захист акумуляторів протягом усього терміну служби;
4. Відносно низькі витрати на сировину не чинитимуть занадто великого тиску на кінцеву вартість складання енергосистеми;
5. Мінімальна вартість одиниці продукції, яку можна підтримувати, є відносно невеликою, що суттєво впливає на зниження післяпродажних витрат.
Структура складу акумуляторного модуля
Структура акумуляторного модуля зазвичай включає акумуляторний елемент, систему керування акумулятором, акумуляторний блок, роз'єм акумулятора та інші частини. Акумуляторний елемент є найосновнішим компонентом акумуляторного модуля. Він складається з кількох акумуляторних блоків, зазвичай літій-іонних акумуляторів, які мають характеристики високої щільності енергії, низького рівня саморозряду та тривалого терміну служби.
Система керування акумулятором існує для забезпечення безпеки, надійності та тривалого терміну служби акумулятора. Її основні функції включають моніторинг стану акумулятора, контроль температури акумулятора, захист від перезаряджання/перерозряджання акумулятора тощо.
Акумуляторний блок — це зовнішня оболонка акумуляторного модуля, яка використовується для захисту акумуляторного модуля від зовнішнього середовища. Акумуляторний блок зазвичай виготовлений з металевого або пластикового матеріалу, стійкого до корозії, вогнетривкості, вибухостійкості та інших характеристик.
Роз'єм акумулятора – це компонент, який з'єднує кілька елементів акумулятора в одне ціле. Зазвичай він виготовлений з міді, яка має гарну провідність, зносостійкість та стійкість до корозії.
Індикатори продуктивності акумуляторного модуля
Внутрішній опір – це опір струму, що протікає через акумулятор під час його роботи, на який впливають такі фактори, як матеріал акумулятора, процес виробництва та структура акумулятора. Він поділяється на омічний внутрішній опір та поляризаційний внутрішній опір. Омічний внутрішній опір складається з контактного опору матеріалів електродів, електролітів, діафрагм та різних деталей; поляризаційний внутрішній опір спричинений електрохімічною поляризацією та поляризацією різниці концентрацій.
Питома енергія – енергія батареї на одиницю об'єму або маси.
Ефективність заряду та розряду – міра ступеня, в якій електрична енергія, споживана акумулятором під час заряджання, перетворюється на хімічну енергію, яку акумулятор може накопичувати.
Напруга – різниця потенціалів між позитивним і негативним електродами акумулятора.
Напруга холостого ходу: напруга акумулятора, коли немає зовнішнього кола або підключеного зовнішнього навантаження. Напруга холостого ходу має певний зв'язок із залишковою ємністю акумулятора, тому напруга акумулятора зазвичай вимірюється для оцінки ємності акумулятора. Робоча напруга: різниця потенціалів між позитивним і негативним електродами акумулятора, коли акумулятор перебуває в робочому стані, тобто коли через коло проходить струм. Напруга відсікання розряду: напруга, що досягається після повного заряду та розряду акумулятора (якщо розряд продовжиться, він перерозрядиться, що пошкодить термін служби та продуктивність акумулятора). Напруга відсікання заряду: напруга, коли постійний струм змінюється на постійну напругу заряджання під час заряджання.
Швидкість заряду та розряду – розряджайте акумулятор фіксованим струмом протягом 1 години, тобто 1C. Якщо літієва батарея розрахована на 2Ah, то 1C акумулятора становить 2A, а 3C – 6A.
Паралельне з'єднання – ємність акумуляторів можна збільшити, з'єднавши їх паралельно, причому ємність = ємність одного акумулятора * кількість паралельних з'єднань. Наприклад, модуль Changan 3P4S, ємність одного акумулятора становить 50 А·год, тоді ємність модуля = 50 * 3 = 150 А·год.
Послідовне з'єднання – Напругу акумуляторів можна збільшити, з'єднавши їх послідовно. Напруга = напруга одного акумулятора * кількість ланцюгів. Наприклад, модуль Changan 3P4S, напруга одного акумулятора становить 3,82 В, тоді напруга модуля = 3,82 * 4 = 15,28 В.
Як важливий компонент електромобілів, модулі літієвих акумуляторів відіграють ключову роль у накопиченні та вивільненні електричної енергії, забезпеченні живлення, а також управлінні та захисті акумуляторних блоків. Вони мають певні відмінності у складі, функціях, характеристиках та застосуванні, але всі вони мають важливий вплив на продуктивність та надійність електромобілів. З постійним розвитком технологій та розширенням застосувань, модулі літієвих акумуляторів продовжуватимуть розвиватися та робитимемо більший внесок у просування та популяризацію електромобілів.
Час публікації: 26 липня 2024 р.
