Panoramica dei moduli batteria
I moduli batteria sono una parte importante dei veicoli elettrici. La loro funzione è quella di collegare più celle della batteria tra loro per formare un'unità che fornisca energia sufficiente al funzionamento del veicolo.
I moduli batteria sono componenti composti da più celle e rappresentano una parte importante dei veicoli elettrici. La loro funzione è quella di collegare più celle tra loro per formare un sistema integrato che fornisca energia sufficiente per i veicoli elettrici o per le operazioni di accumulo di energia. I moduli batteria non sono solo la fonte di energia dei veicoli elettrici, ma anche uno dei loro più importanti dispositivi di accumulo di energia.
La nascita dei moduli batteria
Dal punto di vista dell'industria manifatturiera dei macchinari, le batterie monocellulari presentano problemi quali scarse proprietà meccaniche e interfacce esterne poco gradevoli, tra cui principalmente:
1. Lo stato fisico esterno, come dimensioni e aspetto, è instabile e cambierà in modo significativo durante il processo del ciclo di vita;
2. Mancanza di un'interfaccia di installazione e fissaggio meccanica semplice e affidabile;
3. Mancanza di una comoda connessione di uscita e di un'interfaccia di monitoraggio dello stato;
4. Scarsa protezione meccanica e di isolamento.
Poiché le batterie a cella singola presentano i problemi sopra descritti, è necessario aggiungere uno strato per modificarli e risolverli, in modo che la batteria possa essere assemblata e integrata più facilmente nell'intero veicolo. Il modulo composto da diverse batterie, da dieci a venti, con stato esterno relativamente stabile, meccanica, uscita e interfaccia di monitoraggio convenienti e affidabili, isolamento e protezione meccanica migliorati è il risultato di questa selezione naturale.
L'attuale modulo standard risolve vari problemi delle batterie e presenta i seguenti vantaggi principali:
1. Può realizzare facilmente una produzione automatizzata e ha un'elevata efficienza produttiva, mentre la qualità del prodotto e i costi di produzione sono relativamente facili da controllare;
2. Può creare un elevato grado di standardizzazione, che aiuta a ridurre significativamente i costi della linea di produzione e a migliorare l'efficienza produttiva; le interfacce e le specifiche standard favoriscono la piena concorrenza di mercato e la selezione bidirezionale e mantengono una migliore operabilità dell'utilizzo a cascata;
3. Eccellente affidabilità, in grado di fornire una buona protezione meccanica e di isolamento per le batterie durante tutto il loro ciclo di vita;
4. I costi relativamente bassi delle materie prime non incideranno eccessivamente sui costi di assemblaggio finale del sistema di alimentazione;
5. Il valore unitario minimo manutenibile è relativamente basso, il che ha un effetto significativo sulla riduzione dei costi post-vendita.
Struttura della composizione del modulo batteria
La struttura compositiva di un modulo batteria solitamente include la cella, il sistema di gestione della batteria, il contenitore della batteria, il connettore e altri componenti. La cella è il componente più elementare del modulo batteria. È composta da più unità batteria, solitamente agli ioni di litio, che presentano le caratteristiche di elevata densità energetica, basso tasso di autoscarica e lunga durata.
Il sistema di gestione della batteria è stato progettato per garantirne la sicurezza, l'affidabilità e la lunga durata. Le sue funzioni principali includono il monitoraggio dello stato della batteria, il controllo della temperatura della batteria, la protezione da sovraccarico/scarica eccessiva, ecc.
Il contenitore della batteria è l'involucro esterno del modulo batteria, che serve a proteggerlo dagli agenti atmosferici. Il contenitore della batteria è solitamente realizzato in metallo o materiale plastico, con caratteristiche di resistenza alla corrosione, al fuoco, alle esplosioni e altre caratteristiche.
Il connettore della batteria è un componente che collega più celle della batteria in un unico elemento. Solitamente è realizzato in rame, un materiale con buona conduttività, resistenza all'usura e alla corrosione.
Indicatori di prestazione del modulo batteria
La resistenza interna si riferisce alla resistenza della corrente che scorre attraverso la batteria quando questa è in funzione, ed è influenzata da fattori quali il materiale della batteria, il processo di fabbricazione e la struttura della batteria. Si divide in resistenza interna ohmica e resistenza interna di polarizzazione. La resistenza interna ohmica è composta dalla resistenza di contatto dei materiali degli elettrodi, degli elettroliti, dei diaframmi e di vari componenti; la resistenza interna di polarizzazione è causata dalla polarizzazione elettrochimica e dalla polarizzazione per differenza di concentrazione.
Energia specifica: l'energia di una batteria per unità di volume o massa.
Efficienza di carica e scarica: misura del grado in cui l'energia elettrica consumata da una batteria durante la carica viene convertita in energia chimica che la batteria può immagazzinare.
Tensione: differenza di potenziale tra gli elettrodi positivo e negativo di una batteria.
Tensione a circuito aperto: la tensione di una batteria quando non è collegato alcun circuito esterno o carico esterno. La tensione a circuito aperto ha una certa relazione con la capacità residua della batteria, quindi la tensione della batteria viene solitamente misurata per stimare la capacità della batteria. Tensione di lavoro: la differenza di potenziale tra gli elettrodi positivo e negativo di una batteria quando la batteria è in stato di funzionamento, ovvero quando c'è corrente che passa attraverso il circuito. Tensione di interruzione di scarica: la tensione raggiunta dopo che la batteria è completamente carica e scarica (se la scarica continua, sarà sovrascarica, il che comprometterà la durata e le prestazioni della batteria). Tensione di interruzione di carica: la tensione quando la corrente costante passa alla carica a tensione costante durante la carica.
Velocità di carica e scarica: scarica la batteria con una corrente fissa per 1 ora, ovvero 1C. Se la batteria al litio ha una capacità nominale di 2 Ah, 1C della batteria equivale a 2 A e 3C equivale a 6 A.
Collegamento in parallelo: la capacità delle batterie può essere aumentata collegandole in parallelo, e la capacità = capacità di una singola batteria * numero di collegamenti in parallelo. Ad esempio, nel modulo Changan 3P4S, la capacità di una singola batteria è 50 Ah, quindi la capacità del modulo = 50 * 3 = 150 Ah.
Collegamento in serie: la tensione delle batterie può essere aumentata collegandole in serie. Tensione = tensione di una singola batteria * numero di stringhe. Ad esempio, nel modulo Changan 3P4S, la tensione di una singola batteria è 3,82 V, quindi la tensione del modulo = 3,82 * 4 = 15,28 V.
In quanto componenti importanti dei veicoli elettrici, i moduli batteria al litio svolgono un ruolo chiave nell'immagazzinamento e nel rilascio di energia elettrica, nella fornitura di energia e nella gestione e protezione dei pacchi batteria. Presentano alcune differenze in termini di composizione, funzione, caratteristiche e applicazione, ma tutti hanno un impatto importante sulle prestazioni e l'affidabilità dei veicoli elettrici. Con il continuo progresso tecnologico e l'espansione delle applicazioni, i moduli batteria al litio continueranno a svilupparsi e a contribuire sempre di più alla promozione e alla diffusione dei veicoli elettrici.
Data di pubblicazione: 26-lug-2024
