Snellaadtechnologie en batterijbeheersysteem voor lithiumbatterijen

Snellaadtechnologie en batterijbeheersysteem voor lithiumbatterijen

De snellaadtechnologie en het batterijbeheersysteem van lithiumbatterijen zijn belangrijke onderzoeksrichtingen op het gebied van elektrische voertuigen en draagbare apparaten. Snellaadtechnologie kan de oplaadtijd van de batterij aanzienlijk verkorten en het laadgemak voor de gebruiker verbeteren, terwijl batterijbeheersystemen de veiligheid en levensduur van het opladen van de batterij kunnen garanderen. We zullen kort de onderzoeksstatus, uitdagingen en vooruitzichten introduceren van snellaadtechnologie voor lithiumbatterijen en batterijbeheersystemen.

1. Snelle oplaadtechnologie voor lithiumbatterijen

(1) Principe en ontwerp van snel opladen

1）. Principe van snel opladen: De snellaadtechnologie van lithiumbatterijen wordt voornamelijk bereikt door het optimaliseren van batterijmaterialen, het verbeteren van de batterijstructuur en het controleren van het laadproces. Het gebruik van elektrodematerialen met een hoge capaciteit, het veranderen van de elektrodestructuur, het aanpassen van de elektrolytsamenstelling, enz. kunnen bijvoorbeeld de laadsnelheid en het capaciteitsgebruik van batterijen verbeteren.

2）. Ontwerp van snellaadstroomvoorziening: om aan de oplaadbehoeften met hoog vermogen te voldoen, is het noodzakelijk om een ​​efficiënte en stabiele laadstroomvoorziening te ontwerpen. Het gebruik van krachtige laders en het gebruik van software-hardware-samenwerkingsontwerpen kunnen bijvoorbeeld de laadefficiëntie en energiestabiliteit effectief verbeteren.

3）. Thermisch beheer en koelingsontwerp: Tijdens snel opladen wordt een grote hoeveelheid warmte gegenereerd en zijn effectief thermisch beheer en koelingsontwerp nodig om oververhitting en schade aan de batterij te voorkomen. Het gebruik van warmteafvoerapparaten, heatpipes, vloeistofkoeling en andere technologieën kan de temperatuur tijdens het laadproces effectief regelen.

(2) Soorten snel opladen

1）. High power opladen: Door de laadstroom te verhogen om de laadsnelheid te verbeteren, maar rekening houdend met de veiligheid en levensduur van de accu.

2）. Snellaadalgoritme: door de stroom- en spanningsregelstrategieën tijdens het laadproces te optimaliseren, verbetert het de laadefficiëntie en -snelheid.

3）. Snellaadmaterialen: Ontwikkel positieve en negatieve elektrodematerialen met een hoge ionengeleiding en snelle invoeg-/extractiemogelijkheden van lithiumionen om de laadsnelheid te verbeteren.

2. Beheersysteem voor lithiumbatterijen

Het batterijbeheersysteem (BMS) is een cruciaal systeem dat verantwoordelijk is voor het monitoren, controleren en beschermen van lithiumbatterijen. Het omvat voornamelijk de volgende functies:

1）. Bewaking van de batterijstatus: Het batterijbeheersysteem moet de batterijstatus bewaken, inclusief parameters zoals spanning, stroom en temperatuur. Door gebruik te maken van sensoren en monitoringcircuits kan realtime statusinformatie van de batterij worden verkregen.

2）. Controle van het laadproces: Het batterijbeheersysteem moet het laadproces controleren om de laadsnelheid, laadtijd, enz. te optimaliseren. Het gebruik van intelligente laadalgoritmen en controlestrategieën kan de veiligheid en efficiëntie van het laadproces garanderen.

3）. Batterijbalanceringstechnologie: Tijdens het laadproces kunnen er onevenwichtigheden tussen de batterijcellen ontstaan, wat leidt tot een afname van de laadefficiëntie en de levensduur van de batterij. Het gebruik van batterijbalanceringstechnieken, zoals dynamisch balanceren en statisch balanceren, kan de prestaties en levensduur van batterijpakketten verbeteren.

4）. Foutdiagnose en -bescherming: Het batterijbeheersysteem moet foutdiagnose en -bescherming uitvoeren om schade aan de batterijprestaties of veiligheidsongevallen veroorzaakt door overladen, ontladen, overstroom en andere situaties te voorkomen. Door foutdetectie- en beschermingsmaatregelen te nemen, kunnen de betrouwbaarheid en veiligheid van batterijen worden verbeterd.

3. Uitdagingen

1）. Controle over temperatuurstijging: Tijdens snel opladen wordt gemakkelijk een grote hoeveelheid warmte gegenereerd, en het is noodzakelijk om de temperatuur van de batterij effectief te controleren en te beheren om oververhitting en schade aan de batterij te voorkomen.

2）. Vereisten voor oplaadapparatuur: Om snel te kunnen opladen zijn meer vermogen en geavanceerdere oplaadapparatuur nodig, en de aanleg en investeringen van de bijbehorende infrastructuur zijn ook uitdagingen.

3）. Veiligheid: Snel opladen brengt bepaalde veiligheidsrisico's met zich mee, zoals oververhitting en overladen van de batterij. Om de veiligheid van het laadproces te garanderen, is een strikt batterijbeheersysteem vereist.

4）. Houd rekening met de levensduur van de batterij: het snelle oplaadproces heeft een aanzienlijke invloed op de levensduur van de batterij, en bij het ontwerp van snellaadtechnologie en batterijbeheersystemen moet uitgebreid rekening worden gehouden met de balans tussen batterijprestaties en levensduur.

4, R&D-richting

1）. Onderzoek en ontwikkeling van nieuwe materialen: onderzoek en ontwikkeling van elektrodematerialen met een hoge capaciteit, hoge geleidbaarheid en goede fietsstabiliteit om aan de behoeften van snel opladen te voldoen.

2）. Technologie voor laadapparatuur: Ontwikkel efficiënte en krachtige laders en voedingssystemen om de laadefficiëntie en stabiliteit te verbeteren.

3）. Intelligent batterijbeheer: ontwikkel op basis van kunstmatige intelligentie en big data-technologie een intelligent batterijbeheersysteem om een ​​nauwkeurigere laadcontrole en foutvoorspelling te bereiken en de batterijprestaties en levensduur te verbeteren.

4）. Uniforme snellaadstandaarden: Ontwikkel uniforme snellaadstandaarden en -protocollen, bevorder de interoperabiliteit tussen oplaadapparatuur en batterijen, en promoot de ontwikkeling van de industrie en de toepassing van technologie.