โมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมคืออะไร？

ภาพรวมของโมดูลแบตเตอรี่

โมดูลแบตเตอรี่เป็นส่วนสำคัญของยานพาหนะไฟฟ้าหน้าที่ของพวกเขาคือการเชื่อมต่อเซลล์แบตเตอรี่หลายเซลล์เข้าด้วยกันเพื่อรวมเป็นเซลล์เดียวกันเพื่อให้มีพลังงานเพียงพอสำหรับการทำงานของรถยนต์ไฟฟ้า

โมดูลแบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบของแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยเซลล์แบตเตอรี่หลายเซลล์และเป็นส่วนสำคัญของยานพาหนะไฟฟ้าหน้าที่ของพวกเขาคือการเชื่อมต่อเซลล์แบตเตอรี่หลายเซลล์เข้าด้วยกันเพื่อรวมเป็นหนึ่งเดียวเพื่อให้มีพลังงานเพียงพอสำหรับยานพาหนะไฟฟ้าหรือการดำเนินการจัดเก็บพลังงานโมดูลแบตเตอรี่ไม่เพียงแต่เป็นแหล่งพลังงานของยานพาหนะไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังเป็นหนึ่งในอุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่สำคัญที่สุดอีกด้วย

การกำเนิดของโมดูลแบตเตอรี่

จากมุมมองของอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องจักร แบตเตอรี่เซลล์เดียวมีปัญหา เช่น คุณสมบัติทางกลที่ไม่ดี และอินเทอร์เฟซภายนอกที่ไม่เป็นมิตร ซึ่งส่วนใหญ่ได้แก่:

1. สถานะทางกายภาพภายนอก เช่น ขนาดและรูปลักษณ์ไม่เสถียร และจะเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญตามกระบวนการวงจรชีวิต

2. ขาดการติดตั้งและแก้ไขกลไกที่ง่ายและเชื่อถือได้

3. ขาดการเชื่อมต่อเอาต์พุตที่สะดวกและอินเทอร์เฟซการตรวจสอบสถานะ

4. การป้องกันทางกลและฉนวนที่อ่อนแอ

เนื่องจากแบตเตอรี่เซลล์เดียวมีปัญหาข้างต้น จึงจำเป็นต้องเพิ่มชั้นในการเปลี่ยนแปลงและแก้ไข เพื่อให้สามารถประกอบและรวมแบตเตอรี่เข้ากับยานพาหนะทั้งคันได้ง่ายขึ้นโมดูลประกอบด้วยแบตเตอรี่หลายถึงสิบหรือยี่สิบก้อนซึ่งมีสถานะภายนอกที่ค่อนข้างเสถียร กลไกที่สะดวกและเชื่อถือได้ เอาต์พุต อินเทอร์เฟซการตรวจสอบ และฉนวนที่เพิ่มขึ้นและการป้องกันทางกลเป็นผลมาจากการคัดเลือกโดยธรรมชาตินี้

โมดูลมาตรฐานปัจจุบันช่วยแก้ปัญหาต่างๆ ของแบตเตอรี่และมีข้อดีหลักๆ ดังต่อไปนี้:

1. สามารถตระหนักถึงการผลิตอัตโนมัติได้อย่างง่ายดายและมีประสิทธิภาพการผลิตสูง คุณภาพผลิตภัณฑ์และต้นทุนการผลิตค่อนข้างควบคุมได้ง่าย

2. สามารถสร้างมาตรฐานในระดับสูงซึ่งช่วยลดต้นทุนสายการผลิตได้อย่างมากและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตอินเทอร์เฟซมาตรฐานและข้อกำหนดเอื้อต่อการแข่งขันในตลาดเต็มรูปแบบและการเลือกแบบสองทาง และยังคงรักษาความสามารถในการทำงานที่ดีขึ้นของการใช้งานแบบเรียงซ้อน

3. ความน่าเชื่อถือที่ดีเยี่ยมซึ่งสามารถให้การป้องกันทางกลและฉนวนที่ดีสำหรับแบตเตอรี่ตลอดวงจรชีวิต

4. ต้นทุนวัตถุดิบที่ค่อนข้างต่ำจะไม่สร้างแรงกดดันมากเกินไปต่อต้นทุนการประกอบระบบไฟฟ้าขั้นสุดท้าย

5. มูลค่าหน่วยขั้นต่ำที่สามารถบำรุงรักษาได้ค่อนข้างน้อย ซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อการลดต้นทุนหลังการขาย

โครงสร้างองค์ประกอบของโมดูลแบตเตอรี่

โครงสร้างองค์ประกอบของโมดูลแบตเตอรี่มักจะประกอบด้วยเซลล์แบตเตอรี่ ระบบการจัดการแบตเตอรี่ กล่องแบตเตอรี่ ขั้วต่อแบตเตอรี่ และส่วนอื่นๆเซลล์แบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่สุดของโมดูลแบตเตอรี่ประกอบด้วยแบตเตอรี่หลายชุด ซึ่งมักจะเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งมีลักษณะของความหนาแน่นของพลังงานสูง อัตราการคายประจุเองต่ำ และอายุการใช้งานยาวนาน

มีระบบการจัดการแบตเตอรี่เพื่อความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานที่ยาวนานของแบตเตอรี่ฟังก์ชั่นหลัก ได้แก่ การตรวจสอบสถานะของแบตเตอรี่ การควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่ การชาร์จแบตเตอรี่เกิน/การป้องกันการปล่อยประจุเกิน ฯลฯ

กล่องแบตเตอรี่คือเปลือกด้านนอกของโมดูลแบตเตอรี่ ซึ่งใช้เพื่อปกป้องโมดูลแบตเตอรี่จากสภาพแวดล้อมภายนอกกล่องแบตเตอรี่มักจะทำจากวัสดุโลหะหรือพลาสติก มีความต้านทานการกัดกร่อน ทนไฟ ต้านทานการระเบิด และลักษณะอื่น ๆ

ขั้วต่อแบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบที่เชื่อมต่อเซลล์แบตเตอรี่หลายเซลล์เข้าด้วยกันมักทำจากวัสดุทองแดง มีค่าการนำไฟฟ้าที่ดี ทนต่อการสึกหรอ และทนต่อการกัดกร่อน

ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพโมดูลแบตเตอรี่

ความต้านทานภายในหมายถึงความต้านทานของกระแสที่ไหลผ่านแบตเตอรี่เมื่อแบตเตอรี่ทำงาน ซึ่งได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น วัสดุของแบตเตอรี่ กระบวนการผลิต และโครงสร้างของแบตเตอรี่แบ่งออกเป็นความต้านทานภายในแบบโอห์มมิกและความต้านทานภายในแบบโพลาไรซ์ความต้านทานภายในแบบโอห์มมิกประกอบด้วยความต้านทานการสัมผัสของวัสดุอิเล็กโทรด อิเล็กโทรไลต์ ไดอะแฟรม และชิ้นส่วนต่างๆความต้านทานภายในโพลาไรเซชันเกิดจากโพลาไรเซชันเคมีไฟฟ้าและโพลาไรซ์ความแตกต่างของความเข้มข้น

พลังงานจำเพาะ – พลังงานของแบตเตอรี่ต่อหน่วยปริมาตรหรือมวล

ประสิทธิภาพการชาร์จและคายประจุ - การวัดระดับที่พลังงานไฟฟ้าที่ใช้โดยแบตเตอรี่ในระหว่างการชาร์จถูกแปลงเป็นพลังงานเคมีที่แบตเตอรี่สามารถจัดเก็บได้

แรงดันไฟฟ้า - ความต่างศักย์ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่

แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด: แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เมื่อไม่ได้เชื่อมต่อวงจรภายนอกหรือโหลดภายนอกแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดมีความสัมพันธ์บางอย่างกับความจุที่เหลืออยู่ของแบตเตอรี่ ดังนั้นมักจะวัดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เพื่อประมาณความจุของแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าทำงาน: ความต่างศักย์ระหว่างขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่เมื่อแบตเตอรี่อยู่ในสถานะทำงาน นั่นคือเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวงจรแรงดันไฟฟ้าตัดการคายประจุ: แรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้นหลังจากที่แบตเตอรี่ชาร์จเต็มและคายประจุแล้ว (หากการคายประจุยังคงดำเนินต่อไป แบตเตอรี่จะคายประจุมากเกินไป ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานและประสิทธิภาพของแบตเตอรี่เสียหาย)แรงดันไฟฟ้าตัดการชาร์จ: แรงดันไฟฟ้าเมื่อกระแสคงที่เปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้าคงที่ขณะชาร์จ

อัตราการชาร์จและการคายประจุ - คายประจุแบตเตอรี่ด้วยกระแสคงที่เป็นเวลา 1H นั่นคือ 1Cหากแบตเตอรี่ลิเธียมอยู่ที่ 2Ah ดังนั้น 1C ของแบตเตอรี่คือ 2A และ 3C คือ 6A

การเชื่อมต่อแบบขนาน – ความจุของแบตเตอรี่สามารถเพิ่มได้โดยการเชื่อมต่อแบบขนาน และความจุ = ความจุของแบตเตอรี่หนึ่งก้อน * จำนวนการเชื่อมต่อแบบขนานตัวอย่างเช่น โมดูล Changan 3P4S ความจุของแบตเตอรี่หนึ่งก้อนคือ 50Ah ดังนั้นความจุของโมดูล = 50*3 = 150Ah

การเชื่อมต่อแบบอนุกรม - สามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ได้โดยการเชื่อมต่อแบบอนุกรมแรงดันไฟฟ้า = แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่หนึ่งก้อน * จำนวนสายตัวอย่างเช่นโมดูล Changan 3P4S แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เดี่ยวคือ 3.82V จากนั้นแรงดันไฟฟ้าของโมดูล = 3.82*4 = 15.28V

โมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมกำลังมีบทบาทสำคัญในการจัดเก็บและปล่อยพลังงานไฟฟ้า การให้พลังงาน และการจัดการและการปกป้องชุดแบตเตอรี่ เนื่องจากเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในยานพาหนะไฟฟ้าสิ่งเหล่านี้มีความแตกต่างบางประการในด้านองค์ประกอบ ฟังก์ชัน คุณลักษณะ และการใช้งาน แต่ล้วนมีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของยานพาหนะไฟฟ้าด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและการขยายการใช้งาน โมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมกำลังจะยังคงพัฒนาและมีส่วนสนับสนุนมากขึ้นในการส่งเสริมและความนิยมของยานพาหนะไฟฟ้า