Technologia szybkiego ładowania i system zarządzania akumulatorami litowymi

Technologia szybkiego ładowania i system zarządzania akumulatorami litowymi

Technologia szybkiego ładowania i system zarządzania akumulatorami litowymi stanowią ważne kierunki badań w dziedzinie pojazdów elektrycznych i urządzeń przenośnych. Technologia szybkiego ładowania może znacznie skrócić czas ładowania baterii i poprawić wygodę ładowania baterii, a systemy zarządzania baterią mogą zapewnić bezpieczeństwo i żywotność baterii. Pokrótce przedstawimy stan badań, wyzwania i perspektywy technologii szybkiego ładowania akumulatorów litowych oraz systemów zarządzania akumulatorami.

1. Technologia szybkiego ładowania akumulatorów litowych

(1) Zasada i konstrukcja szybkiego ładowania

1）. Zasada szybkiego ładowania: Technologię szybkiego ładowania akumulatorów litowych osiąga się głównie poprzez optymalizację materiałów akumulatorów, poprawę konstrukcji akumulatora i kontrolowanie procesu ładowania. Na przykład użycie materiałów elektrodowych o dużej pojemności, zmiana struktury elektrody, dostosowanie składu elektrolitu itp. może poprawić prędkość ładowania i wykorzystanie pojemności akumulatorów.

2）. Konstrukcja zasilacza szybkiego ładowania: Aby sprostać potrzebom ładowania dużej mocy, konieczne jest zaprojektowanie wydajnego i stabilnego zasilacza ładowania. Na przykład korzystanie z ładowarek o dużej mocy i przyjęcie wspólnego projektowania oprogramowania może skutecznie poprawić wydajność ładowania i stabilność zasilania.

3）. Zarządzanie ciepłem i konstrukcja chłodzenia: Podczas szybkiego ładowania generowana jest duża ilość ciepła, dlatego potrzebne jest skuteczne zarządzanie temperaturą i konstrukcja chłodzenia, aby zapobiec przegrzaniu i uszkodzeniu akumulatora. Zastosowanie urządzeń rozpraszających ciepło, rurek cieplnych, chłodzenia cieczą i innych technologii może skutecznie kontrolować temperaturę podczas procesu ładowania.

（2） Rodzaje szybkiego ładowania

1）. Ładowanie dużą mocą: Zwiększając prąd ładowania, aby poprawić prędkość ładowania, ale biorąc pod uwagę bezpieczeństwo i żywotność akumulatora.

2）. Algorytm szybkiego ładowania: Optymalizując strategie kontroli prądu i napięcia podczas procesu ładowania, poprawia wydajność i prędkość ładowania.

3）. Materiały do ​​szybkiego ładowania: Opracuj materiały elektrod dodatnich i ujemnych o wysokiej przewodności jonów i możliwości szybkiego wkładania/ekstrakcji jonów litu, aby poprawić prędkość ładowania.

2. System zarządzania baterią litową

System zarządzania akumulatorami (BMS) to krytyczny system odpowiedzialny za monitorowanie, kontrolowanie i ochronę akumulatorów litowych. Obejmuje głównie następujące funkcje:

1）. Monitorowanie stanu baterii: System zarządzania baterią musi monitorować stan baterii, w tym parametry takie jak napięcie, prąd i temperatura. Dzięki zastosowaniu czujników i obwodów monitorujących można uzyskać informacje o stanie akumulatora w czasie rzeczywistym.

2）. Kontrola procesu ładowania: System zarządzania akumulatorem musi kontrolować proces ładowania, aby osiągnąć optymalizację szybkości ładowania, czasu ładowania itp. Zastosowanie inteligentnych algorytmów ładowania i strategii kontroli może zapewnić bezpieczeństwo i wydajność procesu ładowania.

3）. Technologia równoważenia akumulatora: Podczas procesu ładowania może wystąpić brak równowagi pomiędzy ogniwami akumulatora, co prowadzi do zmniejszenia wydajności ładowania i żywotności akumulatora. Stosowanie technik równoważenia akumulatorów, takich jak równoważenie dynamiczne i równoważenie statyczne, może poprawić wydajność i żywotność zestawów akumulatorowych.

4）. Diagnostyka i ochrona usterek: System zarządzania akumulatorami musi przeprowadzać diagnostykę usterek i ochronę, aby uniknąć pogorszenia wydajności akumulatora lub wypadków związanych z bezpieczeństwem spowodowanych przeładowaniem, rozładowaniem, przetężeniem i innymi sytuacjami. Stosując środki wykrywania usterek i ochrony, można poprawić niezawodność i bezpieczeństwo akumulatorów.

3. Stojące wyzwania

1）. Kontrola wzrostu temperatury: Podczas szybkiego ładowania łatwo wytwarza się duża ilość ciepła, dlatego konieczna jest skuteczna kontrola i zarządzanie temperaturą akumulatora, aby zapobiec przegrzaniu i uszkodzeniu akumulatora.

2）. Wymagania dotyczące sprzętu do ładowania: szybkie ładowanie wymaga większej mocy i bardziej zaawansowanego sprzętu do ładowania, a budowa i inwestycje w związaną z tym infrastrukturę również stanowią wyzwanie.

3）. Bezpieczeństwo: Szybkie ładowanie stwarza pewne zagrożenia dla bezpieczeństwa, takie jak przegrzanie i przeładowanie akumulatora. Aby zapewnić bezpieczeństwo procesu ładowania, wymagany jest rygorystyczny system zarządzania akumulatorami.

4）. Weź pod uwagę żywotność baterii: proces szybkiego ładowania ma znaczący wpływ na żywotność baterii, dlatego przy projektowaniu technologii szybkiego ładowania i systemów zarządzania akumulatorami należy kompleksowo rozważyć równowagę między wydajnością baterii a żywotnością.

4, Kierunek badań i rozwoju

1）. Badania i rozwój nowych materiałów: Badania i rozwój materiałów elektrodowych o dużej pojemności, wysokiej przewodności i dobrej stabilności cyklicznej, aby sprostać potrzebom szybkiego ładowania.

2）. Technologia sprzętu do ładowania: Opracuj wydajne ładowarki i systemy zasilania o dużej mocy, aby poprawić wydajność i stabilność ładowania.

3）. Inteligentne zarządzanie akumulatorami: w oparciu o sztuczną inteligencję i technologię dużych zbiorów danych opracuj inteligentny system zarządzania akumulatorami, aby uzyskać dokładniejszą kontrolę ładowania i przewidywanie usterek, poprawić wydajność i żywotność akumulatora.

4）. Ujednolicone standardy szybkiego ładowania: opracuj ujednolicone standardy i protokoły szybkiego ładowania, promuj interoperacyjność między urządzeniami ładującymi a akumulatorami oraz promuj rozwój przemysłu i zastosowanie technologii.