Pikalataustekniikka ja akunhallintajärjestelmä litiumakuille

Pikalataustekniikka ja akunhallintajärjestelmä litiumakuille

Litiumakkujen pikalatausteknologia ja akunhallintajärjestelmä ovat tärkeitä tutkimussuuntia sähköajoneuvojen ja kannettavien laitteiden alalla. Pikalataustekniikka voi merkittävästi lyhentää akun latausaikaa ja parantaa käyttäjän latausmukavuutta, kun taas akunhallintajärjestelmät voivat varmistaa akun latauksen turvallisuuden ja käyttöiän. Esittelemme lyhyesti litiumakkujen pikalatausteknologian ja akunhallintajärjestelmien tutkimustilanteen, haasteet ja tulevaisuudennäkymät.

1、 Nopea lataustekniikka litiumakuille

(1) Pikalatauksen periaate ja rakenne

1) Pikalatauksen periaate: Litiumakkujen pikalataustekniikka saavutetaan pääasiassa optimoimalla akkumateriaaleja, parantamalla akun rakennetta ja ohjaamalla latausprosessia. Esimerkiksi suurikapasiteettisten elektrodimateriaalien käyttö, elektrodirakenteen muuttaminen, elektrolyyttikoostumuksen säätäminen jne. voivat parantaa akkujen latausnopeutta ja kapasiteetin käyttöä.

2) Pikalatausvirtalähteen suunnittelu: Tehokkaan lataustarpeen täyttämiseksi on tarpeen suunnitella tehokas ja vakaa latausvirtalähde. Esimerkiksi suuritehoisten laturien käyttäminen ja ohjelmistolaitteistojen yhteissuunnittelu voi parantaa lataustehokkuutta ja virran vakautta tehokkaasti.

3). Lämmönhallinta- ja jäähdytyssuunnittelu: Pikalatauksen aikana syntyy suuri määrä lämpöä, ja tehokas lämmönhallinta- ja jäähdytyssuunnittelu tarvitaan akun ylikuumenemisen ja vaurioitumisen estämiseksi. Lämmönpoistolaitteiden, lämpöputkien, nestejäähdytyksen ja muiden tekniikoiden käyttö voi tehokkaasti hallita lämpötilaa latausprosessin aikana.

(2) Pikalataustyypit

1) Suuritehoinen lataus: Lisäämällä latausvirtaa latausnopeuden parantamiseksi, mutta ottaen huomioon akun turvallisuus ja käyttöikä.

2) Pikalatausalgoritmi: Optimoimalla virran ja jännitteen ohjausstrategiat latausprosessin aikana, se parantaa latauksen tehokkuutta ja nopeutta.

3). Pikalatausmateriaalit: Kehitä positiivisia ja negatiivisia elektrodimateriaaleja, joilla on korkea ioninjohtavuus ja nopea litiumionien lisäys/poistokyky latausnopeuden parantamiseksi.

2、 Litiumakun hallintajärjestelmä

Battery Management System (BMS) on kriittinen järjestelmä, joka vastaa litiumakkujen valvonnasta, ohjaamisesta ja suojaamisesta. Se sisältää pääasiassa seuraavat toiminnot:

1) Akun tilan valvonta: Akun hallintajärjestelmän on seurattava akun tilaa, mukaan lukien parametrit, kuten jännite, virta ja lämpötila. Antureiden ja valvontapiirien avulla saadaan reaaliaikaista tilatietoa akusta.

2) Latausprosessin ohjaus: Akun hallintajärjestelmän on ohjattava latausprosessia latausnopeuden, latausajan jne. optimoimiseksi. Älykkäiden latausalgoritmien ja ohjausstrategioiden käyttö voi varmistaa latausprosessin turvallisuuden ja tehokkuuden.

3). Akun tasapainotustekniikka: Latausprosessin aikana akkukennojen välillä voi olla epätasapainoa, mikä johtaa lataustehokkuuden ja akun käyttöiän heikkenemiseen. Akun tasapainotustekniikoiden, kuten dynaamisen ja staattisen tasapainotuksen, käyttö voi parantaa akkujen suorituskykyä ja käyttöikää.

4). Vikadiagnoosi ja -suojaus: Akunhallintajärjestelmän on suoritettava vikadiagnoosi ja -suojaus, jotta vältetään akun suorituskykyvauriot tai turvallisuusonnettomuudet, jotka johtuvat ylilatauksesta, purkamisesta, ylivirrasta ja muista tilanteista. Vianhaku- ja suojaustoimenpiteillä voidaan parantaa akkujen luotettavuutta ja turvallisuutta.

3、 Kohdatut haasteet

1) Lämpötilan nousun hallinta: Pikalatauksen aikana syntyy helposti suuri määrä lämpöä, ja akun lämpötilaa on valvottava tehokkaasti, jotta vältetään ylikuumeneminen ja akun vaurioituminen.

2). Latauslaitteiden vaatimukset: Pikalatauksen saavuttaminen vaatii suurempaa tehoa ja kehittyneempiä latauslaitteita, ja siihen liittyvän infrastruktuurin rakentaminen ja investoinnit ovat myös haasteita.

3). Turvallisuus: Pikalataus aiheuttaa tiettyjä turvallisuusriskejä, kuten akun ylikuumenemisen ja ylilatauksen. Latauksen turvallisuuden takaamiseksi tarvitaan tiukka akunhallintajärjestelmä.

4). Harkitse akun käyttöikää: nopealla latausprosessilla on merkittävä vaikutus akun käyttöikään, ja akun suorituskyvyn ja käyttöiän välinen tasapaino on otettava kattavasti huomioon nopean lataustekniikan ja akunhallintajärjestelmien suunnittelussa.

4, T&K-suunta

1) Uusien materiaalien tutkimus ja kehitys: Tutki ja kehitä elektrodimateriaaleja, joilla on suuri kapasiteetti, korkea johtavuus ja hyvä pyöräilyvakaus nopean latauksen tarpeisiin.

2). Latauslaitteiden tekniikka: Kehitä tehokkaita ja suuritehoisia latureita ja virtajärjestelmiä latauksen tehokkuuden ja vakauden parantamiseksi.

3). Älykäs akunhallinta: Kehitä tekoälyyn ja big datateknologiaan perustuva älykäs akunhallintajärjestelmä tarkemman latauksen hallinnan ja vikojen ennustamisen saavuttamiseksi, akun suorituskyvyn ja käyttöiän parantamiseksi.

4). Yhtenäiset pikalatausstandardit: Kehitetään yhtenäisiä pikalatausstandardeja ja -protokollia, edistetään latauslaitteiden ja akkujen yhteentoimivuutta sekä edistetään teollisuuden kehitystä ja teknologian soveltamista.