Hva er effekten av batteridriftsforhold?
2022.Jun
21
De samme batteriene vil ha helt ulik levetid under forskjellige driftsforhold. Hovedfaktorene som påvirker batterilevetiden er: høy temperatur (akselererer interne sidereaksjoner); lav temperatur (lett å redusere metallioner, lett å deponere litium, lett å ødelegge krystallstrukturen til aktive materialer); høy SOC eller overlading (elektrolyttnedbrytning, elektrolytt og positiv elektrode) sidereaksjoner, litiumionavsetning); lav SOC, lav eller overutladning (anode kobberstrømsamleren er lett å korrodere, og krystallstrukturen til det aktive materialet er lett å kollapse); høy ladning-utladningshastighet (krystallstrukturen til det aktive materialet er lett å tretthetsskade, høy hastighet forårsaker Temperaturen stiger, noe som akselererer interne sidereaksjoner). Generelt sett, batterier har et rimelig driftsvindu. Hovedformålet med BMS og TMS er å få batteriet til å fungere i et arbeidsområde med lang levetid og høy ytelse, og for å hindre at batteriet fungerer i et farlig område, bør alarm og tiltak iverksettes i tide.
(1) Påvirkning av temperatur
Temperatur er en av de viktigste faktorene som påvirker batterilevetiden. Både høye og lave temperaturer vil akselerere batterinedbrytningen. Generelt sett, for de fleste kommersielle litium-ion-batterier, er det passende driftstemperaturområdet 15 ~ 35 ℃. Hovedreaksjonene og bireaksjonene av ulike reaksjonshastigheter inne i batteriet er relatert til temperatur. Jo høyere temperatur, desto raskere er bireaksjonshastigheten. I tillegg, hvis batteriet overskrider en viss temperatur, kan selvoppvarming utløses ytterligere, noe som resulterer i en termisk løping av batteriet. Ved lav temperatur øker polarisasjonen på grunn av økningen i indre motstand, noe som kan forårsake ytterligere sidereaksjoner. Spesielt kan lavtemperaturlading føre til litiumavsetning, forårsake rask batterinedbrytning og til og med sikkerhetsproblemer. Sprøhet av materialer ved lave temperaturer kan også påvirke batterilevetiden. Derfor er det nøkkelen til å forbedre batterilevetiden å sikre at batteriet fungerer innenfor et passende temperaturområde.
Batteritemperaturen bestemmes av mange faktorer, inkludert omgivelsestemperatur, batterivarmekapasitet, batteriets varmeledningsevne, batterivarmegenerering, TMS varme- og kjølesystem, etc.
Omgivelsestemperaturen har stor innvirkning på batterilevetiden. For strømbatteriet i de fleste elektriske kjøretøy er den vanligste tilstanden faktisk lagringstilstanden, som tilsvarer bilens parkerte tilstand. På dette tidspunktet er alle kjøretøyets elektriske systemer slått av, og temperaturen på batteriet bestemmes i utgangspunktet av omgivelsestemperaturen. Nøkkelfaktorene som påvirker batteritidsplanens levetid er temperatur og SOC. Lagringstilstand i områder med høy omgivelsestemperatur er kapasitetstapet stort. I tillegg er levetiden til et batteri også relatert til temperaturen. Omgivelsestemperaturen bestemmes av en kombinasjon av faktorer som klima, vær og årstid, som kan være relatert til kjøretøyets geografiske plassering. Det er generelt akseptert at jo lavere breddegrad, jo høyere temperatur. Dataene viser at tapsraten for batterikapasitet for American Leaf-biler i regioner med lav breddegrad er betydelig høyere enn i regioner med høy breddegrad. På høye breddegrader, siden vintertemperaturer kan være under 0 °C, er det nødvendig å bruke varmesystemer for å forhindre litiumavsetning forårsaket av lavtemperaturlading, noe som kan føre til sikkerhets- og holdbarhetsproblemer for litiumionbatterier.
Under lade- og utladingsprosessen til batteriet vil det genereres en stor mengde ohmsk varme. Batteritemperaturendringen forårsaket av denne delen avhenger av batteriets termiske egenskaper (varmekapasitet, termisk ledningsevne, etc.), motstand (batteriets indre motstand og motstanden til ledninger, samleskinner, loddeforbindelser) og intensiteten til batteriet strøm som går gjennom batteriet. Gjennom rasjonell batteri- og systemdesign kan de termiske egenskapene og motstanden til batteriet forbedres. Strømmen kan imidlertid påvirkes av mange faktorer, spesielt utformingen av kjøretøyet. I BEV-er er batteriutladningshastigheten vanligvis lav, og batteritemperaturen stiger sakte; mens i hybridelektriske kjøretøy er batteriladingen og utladingshastigheten henholdsvis høyere, og batteritemperaturen stiger raskere. Veiforholdene til kjøretøyet og førerens kjørevaner bestemmer direkte batteriets arbeidstilstand; under tøffe arbeidsforhold vil strømmen være mer ekstrem, noe som får batteritemperaturen til å stige betydelig. Og en pålitelig BMS kan rimelig estimere batteriets SOP for å vurdere sikkerhets- og levetidsproblemer, og begrense strømmen gjennom batteriet. Dessuten kan ladesystemet ha stor innvirkning på batteritemperaturen. For eksempel vil ladehastigheten på 350 kW ultra-høyhastighetslading i fremtiden være mye høyere enn utladingshastigheten under kjøring. Under ladeprosessen vil temperaturen på batteriet øke alvorlig, noe som vil påvirke batteriets levetid. Veiforholdene til kjøretøyet og førerens kjørevaner bestemmer direkte batteriets arbeidstilstand; under tøffe arbeidsforhold vil strømmen være mer ekstrem, noe som får batteritemperaturen til å stige betydelig. Og en pålitelig BMS kan rimelig estimere batteriets SOP for å vurdere sikkerhets- og levetidsproblemer, og begrense strømmen gjennom batteriet. Dessuten kan ladesystemet ha stor innvirkning på batteritemperaturen. For eksempel vil ladehastigheten på 350 kW ultra-høyhastighetslading i fremtiden være mye høyere enn utladingshastigheten under kjøring. Under ladeprosessen vil temperaturen på batteriet øke alvorlig, noe som vil påvirke batteriets levetid. Veiforholdene til kjøretøyet og førerens kjørevaner bestemmer direkte batteriets arbeidstilstand; under tøffe arbeidsforhold vil strømmen være mer ekstrem, noe som får batteritemperaturen til å stige betydelig. Og en pålitelig BMS kan rimelig estimere batteriets SOP for å vurdere sikkerhets- og levetidsproblemer, og begrense strømmen gjennom batteriet. Dessuten kan ladesystemet ha stor innvirkning på batteritemperaturen. For eksempel vil ladehastigheten på 350 kW ultra-høyhastighetslading i fremtiden være mye høyere enn utladingshastigheten under kjøring. Under ladeprosessen vil temperaturen på batteriet øke alvorlig, noe som vil påvirke batteriets levetid. får batteritemperaturen til å øke betydelig. Og en pålitelig BMS kan rimelig estimere batteriets SOP for å vurdere sikkerhets- og levetidsproblemer, og begrense strømmen gjennom batteriet. Dessuten kan ladesystemet ha stor innvirkning på batteritemperaturen. For eksempel vil ladehastigheten på 350 kW ultra-høyhastighetslading i fremtiden være mye høyere enn utladingshastigheten under kjøring. Under ladeprosessen vil temperaturen på batteriet øke alvorlig, noe som vil påvirke batteriets levetid. får batteritemperaturen til å øke betydelig. Og en pålitelig BMS kan rimelig estimere batteriets SOP for å vurdere sikkerhets- og levetidsproblemer, og begrense strømmen gjennom batteriet. Dessuten kan ladesystemet ha stor innvirkning på batteritemperaturen. For eksempel vil ladehastigheten på 350 kW ultrahøyhastighetslading i fremtiden være mye høyere enn utladingshastigheten under kjøring. Under ladeprosessen vil temperaturen på batteriet øke alvorlig, noe som vil påvirke batteriets levetid. ladehastigheten på 350 kW ultra-høyhastighetslading i fremtiden vil være mye høyere enn utladingshastigheten under kjøring. Under ladeprosessen vil temperaturen på batteriet øke alvorlig, noe som vil påvirke batteriets levetid. ladehastigheten på 350 kW ultra-høyhastighetslading i fremtiden vil være mye høyere enn utladingshastigheten under kjøring. Under ladeprosessen vil temperaturen på batteriet øke alvorlig, noe som vil påvirke batteriets levetid.
I tillegg kan utformingen av TMS (inkludert lavtemperaturvarmefunksjon, høytemperaturkjølefunksjon og varmeisolasjonstiltak) sikre at batteriet fungerer innenfor et passende temperaturområde. Avhengig av kjølemediet klassifiseres kjølesystemer generelt i luftkjøling (inkludert naturlig konveksjon og tvungen konveksjon, vanligvis brukt for BEV-er med lavere batteritemperaturøkning), væskekjøling (vanligvis brukt for HEV-er på grunn av høyere termisk ledningsevne), og faseendring ro deg ned. Varmesystemet kan deles inn i intern oppvarming og ekstern oppvarming. Eksterne oppvarmingsmetoder inkluderer varmeplate, varmefilm, Peltier-oppvarming osv. Den eksterne oppvarmingsmetoden er lett å realisere, men energitapet er stort og temperaturens jevnhet på batteriet er dårlig. Den indirekte oppvarmingsmetoden er å varme opp batteriet ved å varme opp mediet, noe som kan gjøre at batteriet varmes jevnt. Interne oppvarmingsmetoder inkluderer innebygd nikkeloppvarmingsmetode, AC oppvarmingsmetode, trapesformet intern oppvarmingsmetode, etc. Disse metodene kan jevnt varme opp batteriet med lavt varmetap og høy effektivitet. Elektriske kjøretøy bruker pålitelig TMS, som effektivt kan opprettholde batteritemperaturen og forlenge batteriets levetid. For sekundære batterier som arbeider i energilagringsstasjoner, er temperaturen vanligvis godt kontrollert på grunn av bruken av høyytelses klimaanlegg. Disse metodene kan varme batteriet jevnt med lavt varmetap og høy effektivitet. Elektriske kjøretøy bruker pålitelig TMS, som effektivt kan opprettholde batteritemperaturen og forlenge batteriets levetid. For sekundære batterier som arbeider i energilagringsstasjoner, er temperaturen vanligvis godt kontrollert på grunn av bruken av høyytelses klimaanlegg. Disse metodene kan varme batteriet jevnt med lavt varmetap og høy effektivitet. Elektriske kjøretøy bruker pålitelig TMS, som effektivt kan opprettholde batteritemperaturen og forlenge batteriets levetid. For sekundære batterier som arbeider i energilagringsstasjoner, er temperaturen vanligvis godt kontrollert på grunn av bruken av høyytelses klimaanlegg.