Преглед на батерийните модули
Батерийните модули са важна част от електрическите превозни средства. Тяхната функция е да свързват множество батерийни клетки, за да образуват едно цяло, осигуряващо достатъчно мощност за работата на електрическите превозни средства.
Батерийните модули са компоненти на батериите, съставени от множество батерийни клетки, и са важна част от електрическите превозни средства. Тяхната функция е да свързват множество батерийни клетки заедно, за да образуват едно цяло, осигуряващо достатъчно мощност за електрически превозни средства или за съхранение на енергия. Батерийните модули са не само източник на енергия за електрическите превозни средства, но и едно от най-важните им устройства за съхранение на енергия.
Раждането на батерийните модули
От гледна точка на машиностроителната индустрия, едноклетъчните батерии имат проблеми като лоши механични свойства и неблагоприятни външни интерфейси, включително главно:
1. Външното физическо състояние, като размер и външен вид, е нестабилно и ще се променя значително с процеса на жизнения цикъл;
2. Липса на прост и надежден механичен монтаж и интерфейс за фиксиране;
3. Липса на удобен интерфейс за свързване на изходи и наблюдение на състоянието;
4. Слаба механична и изолационна защита.
Тъй като едноклетъчните батерии имат гореспоменатите проблеми, е необходимо да се добави слой, който да ги промени и реши, така че батерията да може да се сглоби и интегрира по-лесно с цялото превозно средство. Резултатът от този естествен подбор е модул, съставен от няколко до десет или двадесет батерии, с относително стабилно външно състояние, удобен и надежден механичен изход, интерфейс за наблюдение и подобрена изолация и механична защита.
Настоящият стандартен модул решава различни проблеми с батериите и има следните основни предимства:
1. Може лесно да реализира автоматизирано производство и има висока производствена ефективност, а качеството на продукта и производствените разходи са сравнително лесни за контролиране;
2. Може да се постигне висока степен на стандартизация, което спомага за значително намаляване на разходите на производствената линия и подобряване на ефективността на производството; стандартните интерфейси и спецификации благоприятстват пълната пазарна конкуренция и двупосочния избор, като същевременно се поддържа по-добра оперативност на каскадното използване;
3. Отлична надеждност, която може да осигури добра механична и изолационна защита на батериите през целия им жизнен цикъл;
4. Сравнително ниските разходи за суровини няма да окажат твърде голям натиск върху крайната цена на сглобяване на електроенергийната система;
5. Минималната поддържаема стойност на единица е относително малка, което има значителен ефект върху намаляването на следпродажбените разходи.
Структура на състава на батерийния модул
Структурата на батерийния модул обикновено включва батерийна клетка, система за управление на батерията, кутия за батерията, конектор за батерията и други части. Батерийната клетка е най-основният компонент на батерийния модул. Тя е съставена от множество батерийни блокове, обикновено литиево-йонна батерия, която се характеризира с висока енергийна плътност, ниска скорост на саморазреждане и дълъг експлоатационен живот.
Системата за управление на батериите съществува, за да гарантира безопасността, надеждността и дългия живот на батерията. Основните ѝ функции включват наблюдение на състоянието на батерията, контрол на температурата на батерията, защита от презареждане/преразреждане на батерията и др.
Кутията за батерии е външната обвивка на батерийния модул, която се използва за защита на батерийния модул от външната среда. Кутията за батерии обикновено е изработена от метал или пластмасов материал, с устойчивост на корозия, пожароустойчивост, експлозия и други характеристики.
Конекторът за батерия е компонент, който свързва множество батерийни клетки в едно цяло. Обикновено е изработен от меден материал с добра проводимост, устойчивост на износване и корозия.
Индикатори за производителност на батерийния модул
Вътрешното съпротивление се отнася до съпротивлението на тока, протичащ през батерията, когато батерията работи, което се влияе от фактори като материала на батерията, производствения процес и структурата на батерията. То се разделя на омично вътрешно съпротивление и поляризационно вътрешно съпротивление. Омичното вътрешно съпротивление се състои от контактното съпротивление на електродните материали, електролитите, диафрагмите и различните части; поляризационното вътрешно съпротивление се дължи на електрохимична поляризация и поляризация на концентрационна разлика.
Специфична енергия – енергията на батерията на единица обем или маса.
Ефективност на зареждане и разреждане – мярка за степента, до която електрическата енергия, консумирана от батерията по време на зареждане, се преобразува в химическа енергия, която батерията може да съхранява.
Напрежение - потенциалната разлика между положителния и отрицателния електрод на батерията.
Напрежение на отворена верига: напрежението на батерията, когато няма външна верига или свързан външен товар. Напрежението на отворена верига има определена връзка с оставащия капацитет на батерията, така че обикновено се измерва напрежението на батерията, за да се оцени капацитетът ѝ. Работно напрежение: потенциалната разлика между положителния и отрицателния електрод на батерията, когато батерията е в работно състояние, т.е. когато през веригата протича ток. Напрежение на прекъсване на разреждането: напрежението, достигнато след пълно зареждане и разреждане на батерията (ако разреждането продължи, тя ще се преразреди, което ще повреди живота и производителността на батерията). Напрежение на прекъсване на зареждането: напрежението, при което постоянният ток се променя в постоянно напрежение на зареждане по време на зареждане.
Скорост на зареждане и разреждане – разреждайте батерията с фиксиран ток за 1H, т.е. 1C. Ако литиевата батерия е с капацитет 2Ah, тогава 1C на батерията е 2A, а 3C е 6A.
Паралелно свързване – Капацитетът на батериите може да се увеличи чрез паралелно свързване, като капацитетът = капацитетът на една батерия * броят на паралелните връзки. Например, модул Changan 3P4S, капацитетът на една батерия е 50Ah, тогава капацитетът на модула = 50*3 = 150Ah.
Серийно свързване – Напрежението на батериите може да се увеличи чрез последователно свързване. Напрежението = напрежението на една батерия * броят на струните. Например, за модул Changan 3P4S, напрежението на една батерия е 3.82V, тогава напрежението на модула = 3.82*4 = 15.28V.
Като важен компонент в електрическите превозни средства, модулите с литиево-йонни батерии играят ключова роля в съхранението и освобождаването на електрическа енергия, осигуряването на захранване, както и управлението и защитата на батериите. Те имат определени разлики в състава, функцията, характеристиките и приложението си, но всички те оказват важно влияние върху производителността и надеждността на електрическите превозни средства. С непрекъснатото развитие на технологиите и разширяването на приложенията, модулите с литиево-йонни батерии ще продължат да се развиват и ще допринасят все повече за популяризирането и популяризирането на електрическите превозни средства.
Време на публикуване: 26 юли 2024 г.
