Сколько категорий аккумуляторов электромобилей?

Батареи электромобилей делятся на две категории: батареи и топливные элементы. Батарея подходит для чистых электромобилей, включая свинцово-кислотные батареи, никель-водородные батареи, натрий-серные батареи, вторичные литий-ионные батареи и воздушные батареи.

Топливные элементы предназначены для электромобилей на топливных элементах, включая щелочные топливные элементы (AFC), топливные элементы на основе фосфорной кислоты (PAFC), топливные элементы с расплавленным карбонатом (MCFC), твердооксидные топливные элементы (SOFC), топливные элементы с протонообменной мембраной (PEMFC). , топливный элемент с прямым метанолом (DMFC).

Есть небольшие различия в зависимости от типа электромобиля. В чисто электрическом транспортном средстве, оснащенном только аккумулятором, аккумулятор функционирует как единственный источник энергии для системы привода транспортного средства. В гибридном транспортном средстве, оборудованном обычным двигателем (или топливным элементом) и аккумулятором, аккумулятор может играть роль основного источника питания системы привода транспортного средства и может действовать как вспомогательный источник энергии. Видно, что при малой скорости и пуске аккумулятор играет роль основного источника питания системы привода транспортного средства; когда он полностью загружен, он действует как вспомогательный источник энергии; он действует, чтобы накапливать энергию во время нормального вождения или замедления и торможения. Персонаж.

Топливо анодирует топливный элемент, а окислитель восстанавливается на катоде. Если газообразное топливо (водород) непрерывно подается на анод (т.е. анод внешнего контура, также называемый топливным электродом). Кроме того, кислород (или воздух), непрерывно подаваемый на катод (т.е. анод внешней цепи, также называемый воздушным электродом), позволяет непрерывно реагировать на электрохимическую реакцию на электроде и генерировать электрический ток. Это показывает, что топливные элементы и обычное электричество

В отличие от бассейна, его топливо и окислитель хранятся не в батарее, а в резервуаре для хранения вне батареи. Когда он работает (выводит ток и работает), необходимо непрерывно подавать топливо и окислитель в аккумулятор, одновременно разряжая продукт реакции. Поэтому по рабочему режиму он похож на обычный бензиновый или дизельный генератор. Поскольку в топливный элемент непрерывно подается топливо и окислитель в батарею во время работы, топливо и окислитель, используемые в топливном элементе, являются жидкостью (газом или жидкостью). Наиболее часто используемыми видами топлива являются чистый водород, различные газы, богатые водородом (например, реформированный газ) и определенные жидкости (например, водный метанол). Обычно используемые окислители - это чистый кислород, чистый воздух и другие газы (например, перекисное окисление). Водный раствор водорода и азотной кислоты и др.).

Роль анода топливного элемента состоит в том, чтобы обеспечить общий интерфейс для топлива и электролита и катализировать окисление топлива, одновременно передавая электроны, образующиеся в результате реакции, во внешнюю цепь или к токосъемнику, а затем во внешний схема. Роль катода (кислородного электрода) заключается в обеспечении общей поверхности раздела между кислородом и электролитом, катализируя восстановление кислорода и транспортируя электроны из внешней цепи к месту реакции кислородного электрода. Поскольку большинство реакций, происходящих на электродах, являются многофазными межфазными реакциями, для увеличения скорости реакции электроды обычно изготавливают из пористого материала и покрывают электрокатализатором.

Роль электролита - переносить ионы, генерируемые топливным электродом и кислородным электродом в электродной реакции, и предотвращать выпрямление электродов.

Перенести электроны.

Роль мембраны состоит в том, чтобы проводить ионы, предотвращать прохождение электронов непосредственно между электродами и отделять окислитель от восстановителя. Поэтому диафрагма

Он должен быть устойчивым к электролитной коррозии и иметь хорошую смачиваемость.

Аккумулятор

Аккумуляторная батарея электромобиля состоит из множества последовательно установленных аккумуляторных батарей. Типичный аккумуляторный блок содержит около 96 батареек. Для литий-ионного аккумулятора, который заряжается до 4,2 В, такой аккумулятор может обеспечивать общее напряжение более 400 В. Хотя автомобильная система питания рассматривает аккумуляторную батарею как одну высоковольтную батарею, каждый раз заряжая и разряжая всю аккумуляторную батарею, система управления батареей должна учитывать каждое состояние батареи независимо. Если емкость одного из аккумуляторных блоков немного ниже, чем у других аккумуляторов, состояние заряда будет постепенно отличаться от состояния других аккумуляторов после нескольких циклов зарядки / разрядки. Если состояние заряда этой батареи периодически не уравновешивается с другими элементами, она в конечном итоге переходит в состояние глубокой разрядки, вызывая повреждение и, в конечном итоге, приводя к отказу аккумуляторной батареи. Чтобы этого не произошло, необходимо контролировать напряжение каждой батареи для определения степени заряда. Кроме того, должно быть устройство, позволяющее батареям заряжаться или разряжаться по отдельности, чтобы сбалансировать состояние заряда этих батарей.

Важным аспектом в системах мониторинга аккумуляторных батарей является интерфейс связи. Для связи внутри печатной платы общие варианты включают шину последовательного периферийного интерфейса (SPI) и шину I2C, каждая из которых имеет низкие накладные расходы на связь для сред с низким уровнем помех. Другой вариант - шина Controller Area Network (CAN), которая широко используется в автомобильных приложениях. Шина CAN очень хороша, с характеристиками обнаружения ошибок и отказоустойчивости, но она требует больших затрат на связь и больших материальных затрат. Хотя подключение аккумуляторной системы к основной CAN-шине автомобиля является целесообразным, выгодно использовать связь SPI или I2C внутри аккумуляторной батареи.

Существует множество разновидностей химических батарей с разными характеристиками. Обычно используемые индикаторы для характеристики его производительности - электрические свойства, механические свойства, свойства хранения и т. Д., Иногда включая производительность и экономические затраты. В основном мы представляем его электрические свойства и характеристики хранения. Электрические свойства включают в себя: электродвижущую силу, номинальное напряжение, напряжение холостого хода, рабочее напряжение, напряжение завершения, напряжение зарядки, внутреннее сопротивление, емкость, удельную энергию и удельную мощность, характеристики накопления и саморазряда, а также срок службы. Производительность хранения зависит в основном от размера саморазряда батареи.

Электродвижущая сила

Электродвижущая сила батареи, также известная как стандартное напряжение батареи или теоретическое напряжение, представляет собой разность потенциалов между положительным и отрицательным полюсами при отключении батареи.

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение (или номинальное напряжение) - это общепризнанное стандартное напряжение для работы батареи электрохимической системы.

Холостое напряжение

Напряжение холостого хода батареи - это напряжение батареи без нагрузки. Напряжение холостого хода не равно электродвижущей силе аккумулятора. Следует отметить, что электродвижущая сила батареи рассчитывается на основе термодинамической функции, а напряжение холостого хода батареи фактически измеряется.

Рабочее напряжение

Относится к фактическому напряжению разряда батареи под нагрузкой, обычно относится к диапазону напряжений.

(5) Конечное напряжение

Относится к напряжению в конце разряда, в зависимости от нагрузки и требований использования.

Напряжение зарядки

Относится к напряжению, при котором напряжение постоянного тока внешней цепи заряжает аккумулятор. Общее напряжение зарядки выше, чем напряжение холостого хода аккумулятора, обычно в определенном диапазоне.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление батареи включает сопротивление положительной и отрицательной пластин, сопротивление электролита, сопротивление разделителя и сопротивление разъема.

Положительное и отрицательное сопротивление

В настоящее время обычно используются положительные и отрицательные пластины свинцово-кислотных аккумуляторов пастообразного типа, состоящие из решеток и активных материалов из свинцово-висмутового или свинцово-кальциевого сплава. Следовательно, сопротивление пластины также складывается из сопротивления сетки и сопротивления активного материала. Сетка находится во внутреннем слое активного материала и не подвергается химическим изменениям во время заряда и разряда, поэтому ее сопротивление является внутренним сопротивлением сетки. Электрическое сопротивление активного материала зависит от состояния заряда и разряда батареи.

Когда батарея разряжается, активный материал пластины превращается в сульфат свинца (PbSO4), и чем больше содержание сульфата свинца, тем больше сопротивление. Когда аккумулятор заряжен, сульфат свинца восстанавливается до свинца (Pb), и чем меньше содержание сульфата свинца, тем меньше сопротивление.

Электролитное сопротивление

Электрическое сопротивление меняется в зависимости от его концентрации. Как только определенная концентрация выбирает указанный диапазон концентраций, сопротивление электролита будет меняться в зависимости от степени заряда и разряда. Когда аккумулятор заряжен, концентрация электролита увеличивается, в то время как активный материал электродной пластины уменьшается, и ее электрическое сопротивление уменьшается. Когда аккумулятор разряжен, концентрация электролита уменьшается, в то время как активный материал электродной пластины сульфатируется, и его сопротивление увеличивается.

Страница содержит содержимое машинного перевода.