Обзор аккумуляторных модулей
Аккумуляторные модули являются важной частью электромобилей. Их функция заключается в соединении нескольких аккумуляторных элементов вместе для образования единого целого, обеспечивающего достаточное количество энергии для работы электромобиля.
Аккумуляторные модули — это компоненты батареи, состоящие из множества аккумуляторных ячеек, и являются важной частью электромобилей. Их функция заключается в соединении нескольких аккумуляторных ячеек вместе для образования единого целого, обеспечивающего достаточное количество энергии для электромобилей или систем хранения энергии. Аккумуляторные модули являются не только источником питания электромобилей, но и одним из важнейших устройств хранения энергии в них.
Появление аккумуляторных модулей
С точки зрения машиностроительной отрасли, одноэлементные батареи имеют такие проблемы, как плохие механические свойства и неудобные внешние интерфейсы, в основном, включая:
1. Внешнее физическое состояние, такое как размер и внешний вид, нестабильно и значительно изменяется в процессе жизненного цикла;
2. Отсутствие простого и надежного механического интерфейса для установки и крепления;
3. Отсутствие удобного интерфейса для подключения выходного сигнала и мониторинга состояния;
4. Слабая механическая и изоляционная защита.
Поскольку одноэлементные батареи имеют вышеуказанные проблемы, необходимо добавить дополнительный слой для их решения, чтобы батарею можно было легче собрать и интегрировать со всем транспортным средством. Результатом такого естественного выбора стал модуль, состоящий из нескольких, десяти или двадцати батарей, обладающий относительно стабильным внешним состоянием, удобным и надежным механическим, выходным и контрольным интерфейсом, а также улучшенной изоляцией и механической защитой.
Существующий стандартный модуль решает различные проблемы, связанные с батареями, и обладает следующими основными преимуществами:
1. Легко реализуется автоматизированное производство, обеспечивается высокая эффективность, а качество продукции и себестоимость производства относительно легко контролируются;
2. Это позволяет достичь высокой степени стандартизации, что способствует значительному снижению затрат на производственную линию и повышению эффективности производства; стандартные интерфейсы и спецификации способствуют полноценной рыночной конкуренции и двустороннему выбору, а также обеспечивают лучшую работоспособность каскадного использования;
3. Превосходная надежность, обеспечивающая хорошую механическую и изоляционную защиту батарей на протяжении всего срока службы;
4. Относительно низкие затраты на сырье не окажут чрезмерного давления на конечную стоимость сборки энергосистемы;
5. Минимальная поддерживаемая себестоимость единицы продукции относительно невелика, что оказывает существенное влияние на снижение послепродажных расходов.
Составная структура аккумуляторного модуля
В состав аккумуляторного модуля обычно входят аккумуляторная ячейка, система управления батареей, батарейный отсек, разъем для батареи и другие компоненты. Аккумуляторная ячейка является наиболее основным компонентом аккумуляторного модуля. Она состоит из нескольких батарейных блоков, обычно литий-ионных, которые обладают такими характеристиками, как высокая плотность энергии, низкий уровень саморазряда и длительный срок службы.
Система управления батареями предназначена для обеспечения безопасности, надежности и длительного срока службы батарей. Ее основные функции включают мониторинг состояния батареи, контроль температуры батареи, защиту от перезаряда/переразряда и т.д.
Корпус батареи — это внешняя оболочка аккумуляторного модуля, предназначенная для защиты модуля от воздействия внешней среды. Корпус батареи обычно изготавливается из металла или пластика и обладает коррозионной стойкостью, огнестойкостью, взрывостойкостью и другими характеристиками.
Разъем батареи — это компонент, соединяющий несколько элементов батареи в единое целое. Обычно он изготавливается из меди, обладающей хорошей проводимостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью.
Показатели производительности аккумуляторного модуля
Внутреннее сопротивление — это сопротивление тока, протекающего через батарею во время её работы, и на него влияют такие факторы, как материал батареи, процесс производства и её структура. Оно делится на омическое внутреннее сопротивление и поляризационное внутреннее сопротивление. Омическое внутреннее сопротивление состоит из контактного сопротивления материалов электродов, электролитов, диафрагм и различных частей; поляризационное внутреннее сопротивление обусловлено электрохимической поляризацией и поляризацией за счёт разности концентраций.
Удельная энергия – энергия батареи на единицу объема или массы.
Эффективность заряда и разряда – показатель того, насколько электрическая энергия, потребляемая батареей во время зарядки, преобразуется в химическую энергию, которую батарея может хранить.
Напряжение – разность потенциалов между положительным и отрицательным электродами батареи.
Напряжение холостого хода: напряжение батареи при отсутствии подключенной внешней цепи или внешней нагрузки. Напряжение холостого хода имеет определенную связь с остаточной емкостью батареи, поэтому для оценки ее емкости обычно измеряют напряжение батареи. Рабочее напряжение: разность потенциалов между положительным и отрицательным электродами батареи в рабочем состоянии, то есть при прохождении тока через цепь. Напряжение отсечки разряда: напряжение, достигаемое после полной зарядки и разрядки батареи (если разряд продолжается, происходит переразряд, что ухудшает срок службы и производительность батареи). Напряжение отсечки заряда: напряжение, при котором постоянный ток переходит в зарядку постоянным напряжением во время зарядки.
Скорость заряда и разряда – разряд батареи фиксированным током в течение 1 часа, то есть 1C. Если литиевая батарея имеет номинальную емкость 2 Ач, то 1C составляет 2 А, а 3C – 6 А.
Параллельное соединение – емкость батарей можно увеличить, соединив их параллельно. Емкость равна емкости одной батареи, умноженной на количество параллельных соединений. Например, для модуля Changan 3P4S емкость одной батареи составляет 50 Ач, тогда емкость модуля = 50 * 3 = 150 Ач.
Последовательное соединение – напряжение батарей можно увеличить, соединив их последовательно. Напряжение = напряжение одной батареи * количество цепочек. Например, у модуля Changan 3P4S напряжение одной батареи составляет 3,82 В, тогда напряжение модуля = 3,82 * 4 = 15,28 В.
Литий-ионные аккумуляторные модули, являясь важным компонентом электромобилей, играют ключевую роль в хранении и высвобождении электрической энергии, обеспечении питания, а также управлении и защите аккумуляторных батарей. Они различаются по составу, функциям, характеристикам и применению, но все они оказывают важное влияние на производительность и надежность электромобилей. С непрерывным развитием технологий и расширением областей применения литий-ионные аккумуляторные модули будут продолжать развиваться и вносить все больший вклад в продвижение и популяризацию электромобилей.
Дата публикации: 26 июля 2024 г.
