Elektromos teherautó vásárlása előtt először ismerje meg a lítium akkumulátor paramétereit

A környezetvédelem és a politikák többszörös hatása alatt, az új energetikai járművek értékesítési volumene, főleg elektromos járműS, folyamatosan emelkedik és gyorsan növekszik.

Viszont, a gyors fejlődés mögött, a megjegyzéseket elektromos járműs mindig vegyes volt. Például, energiatakarékosak, de a beszerzési költség túl magas, környezetbarátak, de a hatótávolság nem elegendő, stb. Valójában, ezeknek az ellentmondásoknak a döntő tényezői az alapvető összetevői elektromos járműS, a “három elektromos” – akkumulátor, motor, és elektronikus vezérlés.

Között a “három elektromos”, az akkumulátor játssza a legfontosabb szerepet. Ahogy a mondás tartja, “Még egy okos nő sem tud rizs nélkül főzni.” Még akkor is, ha az elektronikus vezérlési és motortechnológiák fejlettek, ha az akkumulátor teljesítményét, amely a hatalom forrása, nem jó, a teljes jármű teljesítménye jelentősen csökken. Ez a cikk röviden tárgyalja az akkumulátor főbb alapvető paramétereit.

én. Az akkumulátorok rövid története

Az akkumulátorok legkorábbi fejlődése idáig vezethető vissza 1800 amikor Volta olasz tudós sikeresen kifejlesztette a Volta akkumulátort, amely a világon az első ténylegesen alkalmazható akkumulátor volt. In 1859, Plante francia tudós feltalálta az ólom-savas akkumulátort, amely a világ első újratölthető akkumulátora volt.

Azóta, a tudományos és technológiai színvonal folyamatos fejlesztése elősegítette a különféle akkumulátorok megjelenését. Az 1950-es években, előkerült az alkáli cink-mangán szárazelem. Az 1960-as években, az üzemanyagcellát sikeresen kifejlesztették. Az 1970-es években, különböző lítium akkumulátorokat sikeresen fejlesztettek ki. Az 1980-as években, kijött a hidrogén-nikkel akkumulátor, és az 1990-es években, megjelent a lítium-ion akkumulátor. Az akkumulátor technológia bevezette a “kifújás” fejlesztés.

A lítium-ion akkumulátor (a továbbiakban lítium akkumulátor) a cikkben tárgyalt elektromos járművekben használt termékek is ebből a fejlesztési időszakból származnak. A lítium akkumulátorok fejlesztése is átment a “göröngyös” feltárási időszak, és az általános fejlődés a következő három szakaszra osztható:

Az első szakaszban, mivel a negatív elektróda anyaga lítium fém és annak ötvözete és nem tölthető, a lítium akkumulátor ebben a szakaszban pontosabban egy elsődleges lítium fém akkumulátor.

A második szakaszban, a negatív elektród anyaga továbbra is lítium fém és ötvözete, de a pozitív elektród anyagát átmeneti oxidok helyett interkalációs vegyületek, például MoS2 helyettesítik, megvalósítva a lítium ionok reciprok vándorlását az akkumulátor pozitív és negatív elektródái között, vagyis, többször is újratölthető és kisüthető. Ezért, a lítium akkumulátor ebben a szakaszban lényegében egy másodlagos lítium fém akkumulátor.

A harmadik szakaszban, a negatív elektród anyaga vezető elektródák, például grafit és koksz, a pozitív elektród anyaga pedig lítiumtartalmú vegyületek, mint például a lítiummal interkalált átmenetifém-oxidok, lítiummal interkalált fém-szulfidok, és lítiumtartalmú sóvegyületek. A lítium akkumulátor ebben a szakaszban lényegében az a lítium-ion akkumulátor, amelyet most hívunk.

II. A lítium akkumulátorok felépítése

A lítium akkumulátor fő szerkezete pozitív elektródára oszlik, negatív elektróda, elektrolit, szétválasztó, és burkolat.

(1) Pozitív elektróda

Jellemzők: Stabil elektrokémiai energia, nem könnyen lebontható szerkezet, és minél nagyobb a fajlagos kapacitás, annál jobb.
Osztályozás (Kereskedelmi): Lítium vas -foszfát (LFP), Lítium-kobaltát (Szerencse), Lítium-manganát (LMO)
Háromkomponensű anyagok: Lítium-nikkel-mangán-kobalt-oxid (NCM), Lítium-nikkel-mangán-alumínium-oxid (NCA)

A pozitív elektróda anyaga felelős 30-40% a lítium akkumulátor árából, és közvetlenül befolyásolja az akkumulátor teljesítményét. Manapság a piacon lévő lítium akkumulátorok osztályozása is a pozitív elektróda anyagán alapul, amely a pozitív elektróda anyagának fontosságát mutatja a lítium akkumulátorok számára.

(2) Negatív elektróda

Jellemzők: Magas fajlagos kapacitás, jó töltés és kisütés reverzibilitás, és kisebb elektródpotenciál, mint a lítiumé.
Osztályozás (Kereskedelmi): Jelenleg, főleg szén alapú grafit anyagokat használnak (korlátozott fajlagos kapacitással)
Jövő Trend: Szilícium-szén kompozit anyagok (nagy fajlagos kapacitással, 2-3 a közönséges grafit anyagokhoz képest)

(3) Elektrolit

Jellemzők: Magas ionvezetőképesség, széles elektrokémiai stabilitási ablak, nincs reakció az elektródával, biztonság, nem mérgező, és nincs szennyezés.
Összetétel: Oldószer (30%): Etilén-karbonát, Dimetil-karbonát, stb.
Oldott (50%): Lítium sók (LiPF6, LiBF4, stb.), Adalékok (10%), Mások (10%)

III. A lítium akkumulátor paraméterei

(1) Akkumulátor kapacitása C: Az akkumulátor által bizonyos körülmények között felszabaduló töltés mértéke, mAh vagy Ah mértékegységével.

A használati feltételeknek megfelelően, az akkumulátor kapacitása osztható:

Elméleti kapacitás: Az a villamos energia mennyisége, amelyet az akkumulátor képes felszabadítani, feltételezve, hogy a hatóanyagokat teljesen felhasználták.
Névleges kapacitás: Az a villamos energia mennyisége, amelyet egy teljesen feltöltött akkumulátor laboratóriumi körülmények között képes felszabadítani.
Tényleges kapacitás: Az a villamos energia mennyisége, amelyet egy teljesen feltöltött akkumulátor a tényleges használati környezetben képes felszabadítani (de az akkumulátor meghatározott használati feltételeinek megfelelően), ami kisebb a névleges kapacitásnál.

(2) Akkumulátor energia: Egy mutató, amely méri, mennyi energiát képes tárolni az akkumulátor, Wh mértékegységével.

Számítási képlet: Energia = névleges feszültség × üzemi áram × üzemidő = UIt = névleges feszültség × akkumulátor kapacitás; Például, egy Xiaomi mobiltelefon akkumulátorához, az akkumulátor energiája 7,3 Wh = 3,7 V × 1960 mAh/1000.

Az akkumulátor energiája fontos mutató az akkumulátor által a készülék meghajtása érdekében végzett munka mérésére. Ha az akkumulátor kapacitása alatt azt a vízmennyiséget értjük, amelyet egy tartály képes tárolni, akkor az akkumulátor energiája érthetően úgy értelmezhető, mint az a munka, amelyet a tartály képes elvégezni, amikor egy bizonyos magasságból vizet enged ki.

Ugyanolyan feszültség alatt, minél nagyobb az akkumulátor kapacitása, annál nagyobb az akkumulátor energiája. Például, a mindennapi életben, a mobiltelefon akkumulátorának nagyobb kapacitású akkumulátorra cseréje az akkumulátor energiájának növelését célozza. Ha az üzemi feszültség változatlan marad, a mobiltelefon akkumulátorának élettartama javítható. Így, ez a művelet elektromos járműveknél is működik?

A válasz nem feltétlenül. Mert az elektromos jármű hatótávolságában végzett munkához használt elektromos energia eltér a mobiltelefonokétól.. Az akkumulátor súlya az akkumulátor kapacitásának növekedésével nő, és a jármű önsúlya is megnő. Ezért, két változó van, és ebben az időben, ez az akkumulátor egy másik fontos teljesítményparaméterét foglalja magában – energiasűrűség.

(3) Energiasűrűség: Az egységnyi térfogatra vagy tömegegységre jutó energiára utal, térfogati energiasűrűségben kifejezve (Wh/L) vagy tömegenergia-sűrűség (Wh/kg), és közvetlen befolyásoló tényező az elektromos járművek utazótávolságában.

Az energiasűrűség főként egycellás energiasűrűségre és rendszer energiasűrűségre oszlik. Az egysejtű energiasűrűség a legkisebb egység energiasűrűsége. Például, ha egy lítium elem súlya 325 g, a névleges feszültség 3,7V, és a kapacitása 10Ah, akkor az energiasűrűsége 113Wh/kg. A rendszer energiasűrűsége a teljes jármű akkumulátorcsomagjának vagy akkumulátorpaneljének energiasűrűségét jelenti.

Az akkumulátorcsomagot vagy akkumulátorpanelt főként több különálló akkumulátor borítja, az akkumulátorcsomag keretét, a védőlemezt, és egyéb elektronikus alkatrészek. Ezért, a rendszer energiasűrűségét az egycellás energiasűrűség és a csomagolástechnika befolyásolja, és kisebb, mint az egysejtű energiasűrűség.

Az energiasűrűség az új energetikai járművek támogatásának egyik alapvető követelménye is. A rendszer energiasűrűségének küszöbértékei az új energetikai járművek támogatási normáiban az évek során a következők:. Az Ipari és Informatikai Minisztérium által havonta kiadott járműkonfigurációból, megállapítható, hogy a rendszer energiasűrűségének küszöbértékei az évek során reálisabban tükrözhetik az akkumulátoros alkalmazások piacának jelenlegi helyzetét. – még mindig van némi eltérés az országos tervezési követelményekhez képest, és az elektromos járművek fejlesztése még hosszú út áll előttünk.

(4) Feszültség

Háromféle akkumulátorfeszültség létezik:

Nyitott áramköri feszültség: Az akkumulátor feszültsége, ha nincs külső áramkörhöz vagy külső terheléshez csatlakoztatva. A nyitott áramköri feszültség arányos az akkumulátor maradék energiájával, és ez az alapja az elektromos jármű maradék teljesítményének kijelzési elvének..
Üzemi feszültség: Az akkumulátor pozitív és negatív elektródái közötti potenciálkülönbség üzemállapotban, más néven terhelési feszültség. Az üzemi feszültség < szakadási feszültség, mert a belső ellenállást le kell győzni az akkumulátor kisülési üzemállapota során.
Kisülési lekapcsolási feszültség: Az a feszültség, amelyet akkor ér el, amikor az akkumulátor teljesen fel van töltve, majd teljesen lemerül. Ha a kisülés folytatódik, túltöltésről van szó, ami rontja az akkumulátor élettartamát és teljesítményét.

Egyetlen akkumulátor feszültségértékei között, a lítium akkumulátor feszültsége a legmagasabb, ami egyben az egyik fő oka annak, hogy lítium akkumulátorokat használnak akkumulátorként.

(5) Töltési és kisütési arány (C)

A töltő- és kisülési áram nagyságát jelzi, és számszerűen egyenlő a névleges kapacitás többszörösével. Töltési és kisütési sebesség = töltő- és kisütési áram ÷ névleges kapacitás, által kifejezve “C”.

(6) Egyéb paraméterek

Életciklus: Egy töltés és kisütés tapasztalását ciklusnak nevezzük. Az akkumulátor ismételt töltése és kisütése után, a kapacitás fokozatosan csökkenni fog. Bizonyos ürítési feltételek mellett, amikor az akkumulátor kapacitása erre csökken 80%, a ciklusok száma, amin az akkumulátor átment, a ciklus élettartama.
Önkisülés: Az akkumulátor tárolási folyamata során, a kapacitás fokozatosan csökkenni fog. A csökkent kapacitás és az akkumulátor kapacitás arányát önkisülési aránynak nevezzük, ként kifejezve “%/hónap”. Minél alacsonyabb az önkisülési arány, annál jobb a tárolási teljesítmény.
Belső ellenállás: Arra az ellenállásra utal, amellyel az áram akkor találkozik, amikor az akkumulátor belsején átfolyik működése során. A nagy belső ellenállás nagy belső fogyasztást jelent, ami felgyorsítja a csillapítást és korlátozza a nagy sebességű töltést és kisütést; egy kis belső ellenállás jobb élettartamot és jobb sebességteljesítményt jelent.