Prehľad batériových modulov
Batériové moduly sú dôležitou súčasťou elektrických vozidiel. Ich funkciou je spojiť viacero batériových článkov dohromady a vytvoriť tak celok, ktorý poskytuje dostatok energie pre prevádzku elektrických vozidiel.
Batériové moduly sú batériové komponenty zložené z viacerých batériových článkov a sú dôležitou súčasťou elektrických vozidiel. Ich funkciou je spojiť viacero batériových článkov dohromady, aby vytvorili celok, ktorý poskytuje dostatok energie pre elektrické vozidlá alebo operácie skladovania energie. Batériové moduly nie sú len zdrojom energie pre elektrické vozidlá, ale aj jedným z ich najdôležitejších zariadení na skladovanie energie.
Zrod batériových modulov
Z pohľadu strojárskeho priemyslu majú jednočlánkové batérie problémy, ako sú zlé mechanické vlastnosti a nepriateľské vonkajšie rozhrania, medzi ktoré patria najmä:
1. Vonkajší fyzikálny stav, ako je veľkosť a vzhľad, je nestabilný a v priebehu životného cyklu sa výrazne mení;
2. Chýbajúce jednoduché a spoľahlivé mechanické inštalačné a upevňovacie rozhranie;
3. Chýbajúce pohodlné rozhranie pre výstupné pripojenie a monitorovanie stavu;
4. Slabá mechanická a izolačná ochrana.
Keďže jednočlánkové batérie majú vyššie uvedené problémy, je potrebné pridať vrstvu na ich vymenenie a riešenie, aby sa batéria dala ľahšie zostaviť a integrovať s celým vozidlom. Výsledkom tohto prirodzeného výberu je modul zložený z niekoľkých až desiatich alebo dvadsiatich batérií s relatívne stabilným vonkajším stavom, pohodlným a spoľahlivým mechanickým, výstupným, monitorovacím rozhraním a vylepšenou izoláciou a mechanickou ochranou.
Súčasný štandardný modul rieši rôzne problémy s batériami a má nasledujúce hlavné výhody:
1. Dokáže ľahko realizovať automatizovanú výrobu a má vysokú efektivitu výroby a kvalitu výrobkov a výrobné náklady je možné relatívne ľahko kontrolovať;
2. Môže dosiahnuť vysoký stupeň štandardizácie, čo pomáha výrazne znižovať náklady na výrobnú linku a zlepšovať efektivitu výroby; štandardné rozhrania a špecifikácie prispievajú k plnej konkurencii na trhu a obojsmernému výberu a zachovávajú lepšiu funkčnosť kaskádového využitia;
3. Vynikajúca spoľahlivosť, ktorá dokáže poskytnúť dobrú mechanickú a izolačnú ochranu batérií počas celej ich životnosti;
4. Relatívne nízke náklady na suroviny nebudú vyvíjať príliš veľký tlak na konečné náklady na montáž energetického systému;
5. Minimálna udržiavateľná jednotková hodnota je relatívne malá, čo má významný vplyv na zníženie popredajných nákladov.
Štruktúra zloženia batériového modulu
Štruktúra batériového modulu zvyčajne zahŕňa batériový článok, systém správy batérie, batériovú skrinku, batériový konektor a ďalšie časti. Batériový článok je najzákladnejšou súčasťou batériového modulu. Skladá sa z viacerých batériových jednotiek, zvyčajne lítium-iónových batérií, ktoré sa vyznačujú vysokou hustotou energie, nízkou mierou samovybíjania a dlhou životnosťou.
Systém správy batérií existuje na zaistenie bezpečnosti, spoľahlivosti a dlhej životnosti batérie. Medzi jeho hlavné funkcie patrí monitorovanie stavu batérie, regulácia teploty batérie, ochrana pred prebíjaním/prebíjaním batérie atď.
Batériová skrinka je vonkajší plášť batériového modulu, ktorý slúži na ochranu batériového modulu pred vonkajším prostredím. Batériová skrinka je zvyčajne vyrobená z kovu alebo plastu s odolnosťou proti korózii, ohňovzdornosťou, odolnosťou proti výbuchu a ďalšími vlastnosťami.
Konektor batérie je komponent, ktorý spája viacero batériových článkov do jedného celku. Zvyčajne je vyrobený z medi s dobrou vodivosťou, odolnosťou proti opotrebovaniu a korózii.
Indikátory výkonu batériového modulu
Vnútorný odpor sa vzťahuje na odpor prúdu pretekajúceho batériou počas prevádzky a je ovplyvnený faktormi, ako je materiál batérie, výrobný proces a štruktúra batérie. Delí sa na ohmický vnútorný odpor a polarizačný vnútorný odpor. Ohmický vnútorný odpor sa skladá z kontaktného odporu materiálov elektród, elektrolytov, membrán a rôznych častí; polarizačný vnútorný odpor je spôsobený elektrochemickou polarizáciou a polarizáciou rozdielu koncentrácií.
Merná energia – energia batérie na jednotku objemu alebo hmotnosti.
Účinnosť nabíjania a vybíjania – miera, do akej sa elektrická energia spotrebovaná batériou počas nabíjania premieňa na chemickú energiu, ktorú batéria dokáže uložiť.
Napätie – rozdiel potenciálov medzi kladnou a zápornou elektródou batérie.
Napätie otvoreného obvodu: napätie batérie, keď nie je pripojený žiadny externý obvod alebo externá záťaž. Napätie otvoreného obvodu má určitý vzťah k zostávajúcej kapacite batérie, preto sa napätie batérie zvyčajne meria na odhad kapacity batérie. Prevádzkové napätie: rozdiel potenciálov medzi kladnou a zápornou elektródou batérie, keď je batéria v prevádzkovom stave, teda keď obvodom prechádza prúd. Napätie vybitia: napätie dosiahnuté po úplnom nabití a vybití batérie (ak vybíjanie pokračuje, dôjde k jej nadmernému vybitiu, čo poškodí životnosť a výkon batérie). Napätie vybitia: napätie, pri ktorom sa konštantný prúd počas nabíjania zmení na konštantné napätie.
Rýchlosť nabíjania a vybíjania – vybíjajte batériu fixným prúdom po dobu 1 hodiny, teda 1 hodiny. Ak je lítiová batéria dimenzovaná na 2 Ah, potom 1 hodina nabíjania batérie je 2 A a 3 hodiny sú 6 A.
Paralelné zapojenie – Kapacitu batérií je možné zvýšiť ich paralelným zapojením, pričom kapacita = kapacita jednej batérie * počet paralelných zapojení. Napríklad, modul Changan 3P4S, kapacita jednej batérie je 50 Ah, potom kapacita modulu = 50 * 3 = 150 Ah.
Sériové zapojenie – Napätie batérií je možné zvýšiť ich sériovým zapojením. Napätie = napätie jednej batérie * počet reťazcov. Napríklad, modul Changan 3P4S, napätie jednej batérie je 3,82 V, potom napätie modulu = 3,82 * 4 = 15,28 V.
Ako dôležitá súčasť elektrických vozidiel zohrávajú lítiovo-lítiové batériové moduly kľúčovú úlohu pri ukladaní a uvoľňovaní elektrickej energie, dodávaní energie a správe a ochrane batériových blokov. Majú určité rozdiely v zložení, funkcii, vlastnostiach a použití, ale všetky majú dôležitý vplyv na výkon a spoľahlivosť elektrických vozidiel. S neustálym pokrokom technológií a rozširovaním aplikácií sa budú lítiovo-lítiové batériové moduly naďalej vyvíjať a budú viac prispievať k propagácii a popularizácii elektrických vozidiel.
Čas uverejnenia: 26. júla 2024
