Kadangi naujos energetinės transporto priemonės tampa vis populiaresnės, galios baterijos yra tarsi transporto priemonių „širdis“. Jų našumas ir saugumas yra tiesiogiai susiję su vairavimo patirtimi ir kelionių sauga. Tačiau nuo mikroskopinių akumuliatorių elementų medžiagų iki makroskopinės akumuliatoriaus paketo dizaino, kokios nežinomos techninės paslaptys yra paslėptos už šios sudėtingos sistemos? Išardykime tikslią energijos akumuliatoriaus struktūrą ir atskleisime jos efektyvaus energijos kaupimo ir saugaus veikimo pagrindinę logiką.
Stabilus galios baterijų veikimas yra neatsiejamas nuo tikslaus ryšio ir stebėjimo tinklų. Serijoms ir lygiagrečiam ryšiui tarp ląstelių ir modulių reikia efektyvių elektrinių jungčių. Realiojo laiko ląstelės būsenos stebėjimas pagal BMS sistemą priklauso nuo tikslaus signalo perdavimo, o transporto priemonės galios išėjimas priklauso nuo aukštos įtampos jungčių, kad būtų galima išsamiai perduoti galią. Nesvarbu, ar tai žemos įtampos signalo perdavimas, ar aukštos įtampos srovės perdavimas, kiekvienas ryšio taškas ir kiekviena stebėjimo jungtis tiesiogiai veikia akumuliatoriaus našumą ir saugumą. Dėl šios priežasties ląstelių ir modulių ryšio patikimumas, aukštos ir žemos įtampos sąsajų stabilumas ir srovės bei temperatūros stebėjimo tikslumas tapo pagrindinėmis aplinkybėmis kuriant ir gaminti galios akumuliatorių sistemas. Šių tikslių komponentų išdėstymas ir koordinavimas visoje transporto priemonėje yra pagrindiniai veiksniai, lemiantys naujų energetinių transporto priemonių galios veikimą.
Akumuliatoriaus elementas
Kaip pagrindinį energijos akumuliatoriaus vienetą, akumuliatoriaus elementą daugiausia sudaro teigiamas elektrodas, neigiamas elektrodas, diafragma ir elektrolitas. Jo darbo principas iš esmės yra norint suvokti įkrovimo ir iškrovimo procesą per ličio jonų migraciją tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų: įkraunant ličio jonai išsiskiria iš teigiamo elektrodo ir įterpiami į neigiamą elektrodą; Išleidus ličio jonai išsiskiria iš neigiamo elektrodo ir grąžinami į teigiamą elektrodą ir panašiai, užpildydami abipusį elektros energijos ir cheminės energijos konvertavimą.
(Ličio jonų baterijų darbo principo schema)
Modulis
Akumuliatoriaus modulis yra pagrindinė ličio jonų akumuliatorių pereinamojo laikotarpio jungtis, skirta pereiti prie transporto priemonės taikymo. Jis integruoja baterijas iš eilės ir lygiagrečiai, joje yra vienas akumuliatorių stebėjimo ir valdymo įrenginys, tapęs pagrindiniu tarpiniu produktu, jungiančiu baterijas ir baterijas (pakuotes). Jo vidinė struktūra yra sudėtinga ir sudėtinga: modulio valdymo blokas (ty BMS pagrindinė plokštė) yra atsakinga už pavienių baterijų būklės stebėjimą realiu laiku; Akumuliatoriaus monomeras, kaip pagrindinė energijos kaupimo korpusas, realizuoja galios perdavimą per laidines jungtis; Plastikinis rėmas suteikia modulio konstrukcinę atramą ir izoliacijos apsaugą, o šalta plokštė ir aušinimo vamzdis yra šiluminio valdymo pagrindas, siekiant užtikrinti akumuliatoriaus elemento darbinės temperatūros stabilumą; Slėgio plokštės ir tvirtinimo detalės abiejuose galuose tvirtai integruoja komponentus. Šis dizainas ne tik leidžia BMS efektyviai valdyti akumuliatoriaus elementus ir žymiai pagerinti akumuliatorių sistemos saugumą, bet ir supaprastinti vėlesnį priežiūros ir remonto procesą per modulinę struktūrą.
Akumuliatoriaus pakuotė
Kaip naujų energetinių transporto priemonių energijos centrą, akumuliatorių paprastai sudaro akumuliatorių moduliai, šiluminio valdymo sistemos, akumuliatorių valdymo sistemos (BMS), elektros sistemos ir konstrukcinės dalys. Tarp jų akumuliatoriaus modulis integruoja akumuliatoriaus elementus iš eilės ir lygiagrečiai į standartizuotą energijos bloką. Šilumos valdymo sistema kontroliuoja akumuliatoriaus ląstelių temperatūros skirtumą 5 laipsnių metu per skystą aušinimą arba oro aušinimą, kad būtų išvengta šilumos bėgimo. BMS naudoja programinės įrangos ir aparatinės įrangos derinį, kad realiu laiku stebėtų akumuliatoriaus elementų įtampą, temperatūrą ir kitus parametrus ir koordinuotų įkrovimo ir iškrovimo strategiją. Elektros sistema sukuria elektros energijos perdavimo kelią ir signalus per aukštos ir žemos įtampos laidus, o konstrukcinės dalys naudoja aliuminio lydinio lukštus ir kitus komponentus, kad būtų užtikrinta mechaninė atrama, ir IP67/IP68 apsaugą vidiniams komponentams. Šie komponentai pasiekia energijos kaupimo, saugos valdymo ir galios išėjimo sistemos funkcijas tiksliai koordinuodami.
Galios akumuliatorių silpninimas yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos naujų energetinių transporto priemonių aptarnavimo tarnavimui ir saugumui. Jį galima analizuoti iš dviejų dimensijų: našumo ir saugos:
Kalbant apie našumo silpnėjimą, tam tikrą laiką naudodamiesi elektrinėmis transporto priemonėmis, vartotojai aiškiai manys, kad kreiserinio diapazonas sutrumpėja, o pagreičio našumas sumažėja. Už šio reiškinio esmė yra ta, kad akumuliatoriaus viduje įvyko negrįžtami pokyčiai: Talpa silpnėjimas sumažina akumuliatoriaus elemento sugebėjimą kaupti elektros energiją, o tai tiesiogiai susilpnina ištvermės efektyvumą; Padidėjęs vidinis pasipriešinimas padidina energijos nuostolius įkrovimo ir iškrovimo proceso metu, lydimas padidėjusio šilumos generavimo, o tai dar labiau veikia efektyvumą; Dėl padidėjusio savęs įkrovos galios praradimas pagreitėja, kai transporto priemonė yra nejudanti, o „greitas galios praradimas“ dažnai būna kasdien.
Saugumo silpninimas yra glaudžiai susijęs su akumuliatoriaus elementų struktūra. Dabartinės pagrindinės akumuliatoriaus elementai yra suskirstyti į cilindrines akumuliatoriaus elementus (tokias kaip „Tesla 4680“), minkštųjų pakuočių akumuliatoriaus elementai (kapsuliuotos su aliuminio plastine plėvele, plona ir lanksčia) ir kvadratinių akumuliatorių elementų (kapsuliuotų su aliuminio apvalkalais, su dideliu erdvės naudojimu). Senėjimo proceso metu skirtingi struktūros kelia diferencijuotą riziką-cilindrinės akumuliatoriaus elementai turi stiprų sandarinimą, tačiau netolygus šilumos išsisklaidymas, minkštųjų paketų akumuliatoriaus elementai turi silpną atsparumą pradurymui, o kvadratinių akumuliatorių elementų suvirinimo taškai gali sugesti ilgalaikį naudojimą. Šie charakteristikų pokyčiai gali sukelti potencialų pavojų saugai.
Baterijų valdymo sistema (BMS)
BMS (akumuliatorių valdymo sistema) vaidina pagrindinį valdymo vaidmenį veikiant galios baterijoms. Jos funkcijos gali būti apibendrintos į tris pagrindinius matmenis: pirmiausia tikslios įkrovimo būsenos (SOC) matavimas, stebint likusį galios akumuliatoriaus galią realiu laiku, kad vairuotojams būtų suteikta intuityvioji rida informacija, kad laiku įspėtų ir vadovautų įkrovimo operacijas; Antra, visos darbo temperatūros stebėjimas ir valdymas, sistema nuolat renka akumuliatoriaus veikimo temperatūros duomenis, sinchroniškai susieja temperatūros valdymo komponentus, tokius kaip ventiliatoriai, šilumos kriauklės ar skysčio aušinimo įtaisai, kad būtų užtikrinta, jog akumuliatoriaus elementai visada yra optimaliame 25-40} laipsnyje; Galiausiai, intelektualus balansavimo valdymas, skirtas akumuliatorių elementų gamybos klaidoms paliekant gamyklą, ventiliacijos sąlygų skirtumus naudojimo metu ir nenuoseklus elektrocheminio efektyvumo silpnėjimas, realiojo laiko aptikimas vienos ląstelių įtampos ir likusią galią, naudojant dinaminį energijos reguliavimą, kad būtų išvengta per daug įkrovimo, efektyviai pagerina nuoseklumą ir aptarnavimo veikimo laiką.
ACEY-BP 24-50 A120ABMS bandymo įrangayra specialiai sukurtas išbandyti ir patvirtinti akumuliatorių valdymo sistemų (BMS) našumą. Pagrindinė BMS testerio funkcija yra imituoti realias akumuliatoriaus veikimo sąlygas, atlikti automatizuotą įvairių BMS funkcijų bandymą ir užtikrinti jo patikimumą, saugumą ir stabilumą.
Power Baterijų struktūrinės naujovės iš esmės yra medžiagų, procesų ir saugos balansavimo menas. Nesvarbu, ar tai naujas energijos transporto priemonės vartotojas, ar pramonės specialistas, supratimas, kad pagrindinė jo architektūra gali iš tikrųjų suprasti techninį akumuliatoriaus veikimo kodą, saugą ir kainą.