Tehnologija hitrega polnjenja in sistem upravljanja baterije za litijeve baterije

Tehnologija hitrega polnjenja in sistem upravljanja baterije za litijeve baterije

Tehnologija hitrega polnjenja in sistem upravljanja baterij litijevih baterij sta pomembni raziskovalni smeri na področju električnih vozil in prenosnih naprav. Tehnologija hitrega polnjenja lahko bistveno skrajša čas polnjenja baterije in izboljša uporabniško udobje polnjenja, medtem ko lahko sistemi za upravljanje baterije zagotovijo varnost in življenjsko dobo polnjenja baterije. Na kratko bomo predstavili stanje raziskav, izzive in obete tehnologije hitrega polnjenja litijevih baterij in sistemov za upravljanje baterij.

1、 Tehnologija hitrega polnjenja za litijeve baterije

（1） Načelo in zasnova hitrega polnjenja

1). Načelo hitrega polnjenja: Tehnologija hitrega polnjenja litijevih baterij se v glavnem doseže z optimizacijo materialov baterije, izboljšanjem strukture baterije in nadzorom procesa polnjenja. Na primer, uporaba materialov za elektrode z visoko zmogljivostjo, spreminjanje strukture elektrod, prilagajanje sestave elektrolitov itd. lahko izboljšajo hitrost polnjenja in izkoriščenost zmogljivosti baterij.

2). Zasnova napajalnika za hitro polnjenje: Da bi zadovoljili potrebe po polnjenju z visoko močjo, je treba oblikovati učinkovito in stabilno napajanje za polnjenje. Na primer, z uporabo visoko zmogljivih polnilnikov in sprejemanjem skupne zasnove programske strojne opreme lahko učinkovito izboljšate učinkovitost polnjenja in stabilnost napajanja.

3). Upravljanje toplote in zasnova hlajenja: Med hitrim polnjenjem se ustvari velika količina toplote, zato sta potrebna učinkovito upravljanje toplote in zasnova hlajenja, da preprečita pregrevanje in poškodbe baterije. Uporaba naprav za odvajanje toplote, toplotnih cevi, tekočinskega hlajenja in drugih tehnologij lahko učinkovito nadzoruje temperaturo med postopkom polnjenja.

（2） Vrste hitrega polnjenja

1). Polnjenje z veliko močjo: s povečanjem polnilnega toka za izboljšanje hitrosti polnjenja, vendar ob upoštevanju varnosti in življenjske dobe baterije.

2). Algoritem hitrega polnjenja: z optimizacijo strategij nadzora toka in napetosti med postopkom polnjenja izboljša učinkovitost in hitrost polnjenja.

3). Materiali za hitro polnjenje: razvijte materiale za pozitivne in negativne elektrode z visoko ionsko prevodnostjo in zmožnostmi hitrega vstavljanja/ekstrakcije litijevih ionov za izboljšanje hitrosti polnjenja.

2、 Sistem za upravljanje litijeve baterije

Sistem za upravljanje baterij (BMS) je kritičen sistem, odgovoren za nadzor, nadzor in zaščito litijevih baterij. Vključuje predvsem naslednje funkcije:

1). Spremljanje stanja baterije: sistem za upravljanje baterije mora spremljati stanje baterije, vključno s parametri, kot so napetost, tok in temperatura. Z uporabo senzorjev in nadzornih vezij je mogoče pridobiti podatke o stanju baterije v realnem času.

2). Nadzor postopka polnjenja: Sistem za upravljanje baterije mora nadzorovati postopek polnjenja, da doseže optimizacijo stopnje polnjenja, časa polnjenja itd. Uporaba inteligentnih algoritmov polnjenja in strategij nadzora lahko zagotovi varnost in učinkovitost postopka polnjenja.

3). Tehnologija uravnoteženja baterije: Med postopkom polnjenja lahko pride do neravnovesja med baterijskimi celicami, kar povzroči zmanjšanje učinkovitosti polnjenja in življenjske dobe baterije. Uporaba tehnik uravnoteženja baterije, kot sta dinamično uravnoteženje in statično uravnoteženje, lahko izboljša delovanje in življenjsko dobo baterijskih paketov.

4). Diagnoza napak in zaščita: Sistem za upravljanje baterije mora izvajati diagnozo napak in zaščito, da se izogne ​​poškodbam delovanja baterije ali varnostnim nesrečam, ki jih povzročijo prekomerno polnjenje, praznjenje, previsoki tok in druge situacije. S sprejetjem odkrivanja napak in zaščitnih ukrepov je mogoče izboljšati zanesljivost in varnost baterij.

3、 Izzivi, s katerimi se soočate

1). Nadzor dviga temperature: Med hitrim polnjenjem se zlahka ustvari velika količina toplote, zato je treba učinkovito nadzorovati in upravljati temperaturo baterije, da preprečite pregrevanje in poškodbe baterije.

2). Zahteve glede opreme za polnjenje: Doseganje hitrega polnjenja zahteva večjo moč in naprednejšo opremo za polnjenje, izziva pa sta tudi izgradnja in naložbe povezane infrastrukture.

3). Varnost: Hitro polnjenje predstavlja določene varnostne nevarnosti, kot sta pregrevanje in čezmerno polnjenje baterije. Za zagotovitev varnosti postopka polnjenja je potreben strog sistem upravljanja baterije.

4). Upoštevajte življenjsko dobo baterije: postopek hitrega polnjenja pomembno vpliva na življenjsko dobo baterije, zato je treba pri načrtovanju tehnologije hitrega polnjenja in sistemov za upravljanje baterije celovito upoštevati ravnovesje med zmogljivostjo in življenjsko dobo baterije.

4、 smer raziskav in razvoja

1). Raziskave in razvoj novih materialov: Raziskujte in razvijajte elektrodne materiale z visoko zmogljivostjo, visoko prevodnostjo in dobro ciklično stabilnostjo za izpolnjevanje potreb po hitrem polnjenju.

2). Tehnologija polnilne opreme: Razvijte učinkovite in zmogljive polnilnike in napajalne sisteme za izboljšanje učinkovitosti in stabilnosti polnjenja.

3). Inteligentno upravljanje baterije: na podlagi umetne inteligence in tehnologije velikih podatkov razvijte inteligentni sistem upravljanja baterije za doseganje natančnejšega nadzora polnjenja in predvidevanja napak, izboljšajte zmogljivost in življenjsko dobo baterije.

4). Enotni standardi hitrega polnjenja: Razvijte enotne standarde in protokole hitrega polnjenja, spodbujajte interoperabilnost med opremo za polnjenje in baterijami ter spodbujajte razvoj industrije in uporabo tehnologije.