Overzicht van batterijmodules
Batterijmodules vormen een belangrijk onderdeel van elektrische voertuigen. Hun functie is het verbinden van meerdere batterijcellen tot een geheel dat voldoende stroom levert voor de werking van het elektrische voertuig.
Batterijmodules zijn batterijcomponenten die bestaan uit meerdere batterijcellen en vormen een belangrijk onderdeel van elektrische voertuigen. Hun functie is om meerdere batterijcellen met elkaar te verbinden tot een geheel dat voldoende stroom levert voor elektrische voertuigen of energieopslag. Batterijmodules zijn niet alleen de stroombron van elektrische voertuigen, maar ook een van hun belangrijkste energieopslagapparaten.
De geboorte van batterijmodules
Vanuit het perspectief van de machinebouwsector hebben eencellige batterijen problemen zoals slechte mechanische eigenschappen en onvriendelijke externe interfaces, met name:
1. De uiterlijke fysieke eigenschappen, zoals grootte en uiterlijk, zijn instabiel en zullen gedurende de levenscyclus aanzienlijk veranderen;
2. Gebrek aan een eenvoudige en betrouwbare mechanische installatie- en bevestigingsinterface;
3. Gebrek aan een handige interface voor de uitgangsaansluiting en statusbewaking;
4. Zwakke mechanische en isolatiebescherming.
Omdat accu's met één cel de bovengenoemde problemen hebben, is het nodig een extra laag toe te voegen om deze problemen op te lossen, zodat de accu gemakkelijker in het hele voertuig kan worden gemonteerd en geïntegreerd. Het resultaat van deze natuurlijke selectie is een module die bestaat uit enkele tot tien of twintig accu's, met een relatief stabiele externe toestand, een handige en betrouwbare mechanische interface voor de output en monitoring, en verbeterde isolatie en mechanische bescherming.
De huidige standaardmodule lost diverse problemen met batterijen op en heeft de volgende belangrijkste voordelen:
1. Het maakt geautomatiseerde productie eenvoudig mogelijk, heeft een hoge productie-efficiëntie en de productkwaliteit en productiekosten zijn relatief gemakkelijk te beheersen;
2. Het kan een hoge mate van standaardisatie creëren, wat helpt om de productiekosten aanzienlijk te verlagen en de productie-efficiëntie te verbeteren; standaardinterfaces en -specificaties bevorderen volledige marktconcurrentie en tweezijdige keuze, en zorgen voor een betere bedienbaarheid van cascade-toepassingen;
3. Uitstekende betrouwbaarheid, die gedurende de gehele levenscyclus een goede mechanische en isolerende bescherming voor de batterijen biedt;
4. De relatief lage grondstofkosten zullen de uiteindelijke assemblagekosten van het energiesysteem niet al te veel opdrijven;
5. De minimale onderhoudswaarde per eenheid is relatief klein, wat een aanzienlijk effect heeft op de verlaging van de kosten na verkoop.
Samenstelling en structuur van de batterijmodule
De opbouw van een batterijmodule bestaat doorgaans uit een batterijcel, een batterijmanagementsysteem, een batterijbehuizing, een batterijconnector en andere onderdelen. De batterijcel is het meest basale onderdeel van een batterijmodule. Deze is opgebouwd uit meerdere batterij-eenheden, meestal lithium-ionbatterijen, die zich kenmerken door een hoge energiedichtheid, een lage zelfontlading en een lange levensduur.
Een batterijbeheersysteem is er om de veiligheid, betrouwbaarheid en lange levensduur van de batterij te garanderen. De belangrijkste functies zijn onder andere het bewaken van de batterijstatus, het regelen van de batterijtemperatuur en het beschermen tegen overladen en te ver ontladen.
De accubehuizing is de buitenste omhulling van de accumodule en dient ter bescherming van de accumodule tegen invloeden van buitenaf. Accubehuizingen zijn meestal gemaakt van metaal of kunststof en beschikken over eigenschappen zoals corrosiebestendigheid, brandwerendheid en explosiebestendigheid.
Een batterijconnector is een onderdeel dat meerdere batterijcellen met elkaar verbindt. Deze connector is meestal gemaakt van koper, een materiaal met goede geleidbaarheid, slijtvastheid en corrosiebestendigheid.
Prestatie-indicatoren van de batterijmodule
De interne weerstand verwijst naar de weerstand van de stroom die door de batterij vloeit wanneer deze in werking is. Deze weerstand wordt beïnvloed door factoren zoals het batterijmateriaal, het productieproces en de batterijstructuur. Er wordt onderscheid gemaakt tussen ohmse interne weerstand en polarisatie-interne weerstand. De ohmse interne weerstand bestaat uit de contactweerstand van elektrodematerialen, elektrolyten, membranen en diverse andere onderdelen; de polarisatie-interne weerstand wordt veroorzaakt door elektrochemische polarisatie en polarisatie als gevolg van concentratieverschillen.
Specifieke energie – de energie van een batterij per eenheid volume of massa.
Laad- en ontlaadefficiëntie – een maatstaf voor de mate waarin de elektrische energie die een batterij tijdens het opladen verbruikt, wordt omgezet in chemische energie die de batterij kan opslaan.
Spanning – het potentiaalverschil tussen de positieve en negatieve elektroden van een batterij.
Open circuitspanning: de spanning van een batterij wanneer er geen extern circuit of externe belasting is aangesloten. De open circuitspanning heeft een bepaalde relatie met de resterende capaciteit van de batterij, daarom wordt de batterijspanning meestal gemeten om de batterijcapaciteit te schatten. Werkspanning: het potentiaalverschil tussen de positieve en negatieve elektroden van een batterij wanneer de batterij in werking is, dat wil zeggen wanneer er stroom door het circuit loopt. Ontlaaduitschakelspanning: de spanning die wordt bereikt nadat de batterij volledig is opgeladen en ontladen (als de ontlading doorgaat, treedt overontlading op, wat de levensduur en prestaties van de batterij negatief beïnvloedt). Laaduitschakelspanning: de spanning waarbij de constante stroom tijdens het laden overgaat in een constante spanning.
Laad- en ontlaadsnelheid – ontlaad de batterij met een vaste stroomsterkte gedurende 1 uur, oftewel 1C. Als de lithiumbatterij een capaciteit heeft van 2 Ah, dan is 1C van de batterij gelijk aan 2 A en 3C gelijk aan 6 A.
Parallelle schakeling – De capaciteit van batterijen kan worden verhoogd door ze parallel te schakelen. De capaciteit is gelijk aan de capaciteit van één batterij vermenigvuldigd met het aantal parallel geschakelde batterijen. Bijvoorbeeld, bij de Changan 3P4S-module is de capaciteit van één batterij 50 Ah, dus de modulecapaciteit is 50 * 3 = 150 Ah.
Serieschakeling – De spanning van batterijen kan worden verhoogd door ze in serie te schakelen. Spanning = spanning van één batterij * aantal schakels. Bijvoorbeeld, bij de Changan 3P4S-module is de spanning van één batterij 3,82 V, dus de modulespanning = 3,82 * 4 = 15,28 V.
Lithiumbatterijmodules zijn een belangrijk onderdeel van elektrische voertuigen en spelen een cruciale rol in het opslaan en vrijgeven van elektrische energie, het leveren van stroom en het beheren en beschermen van accupakketten. Ze verschillen in samenstelling, functie, eigenschappen en toepassing, maar hebben allemaal een belangrijke invloed op de prestaties en betrouwbaarheid van elektrische voertuigen. Met de voortdurende technologische vooruitgang en de uitbreiding van toepassingen zullen lithiumbatterijmodules zich blijven ontwikkelen en een steeds grotere bijdrage leveren aan de bevordering en popularisering van elektrische voertuigen.
Geplaatst op: 26 juli 2024
