ما هي وحدة بطارية الليثيوم？

نظرة عامة على وحدات البطارية

تعد وحدات البطارية جزءًا مهمًا من السيارات الكهربائية.وتتمثل وظيفتها في ربط خلايا بطارية متعددة معًا لتكوين وحدة متكاملة لتوفير الطاقة الكافية لتشغيل المركبات الكهربائية.

وحدات البطارية هي مكونات بطارية تتكون من خلايا بطارية متعددة وهي جزء مهم من السيارات الكهربائية.وتتمثل وظيفتها في ربط خلايا بطارية متعددة معًا لتكوين وحدة متكاملة لتوفير الطاقة الكافية للسيارات الكهربائية أو عمليات تخزين الطاقة.لا تعد وحدات البطارية مصدر الطاقة للسيارات الكهربائية فحسب، ولكنها أيضًا واحدة من أهم أجهزة تخزين الطاقة.

ولادة وحدات البطارية

من وجهة نظر صناعة تصنيع الآلات، تعاني البطاريات أحادية الخلية من مشاكل مثل ضعف الخواص الميكانيكية والواجهات الخارجية غير الملائمة، بما في ذلك بشكل رئيسي:

1. الحالة المادية الخارجية مثل الحجم والمظهر غير مستقرة، وسوف تتغير بشكل كبير مع عملية دورة الحياة؛

2. عدم وجود واجهة تثبيت وتثبيت ميكانيكية بسيطة وموثوقة؛

3. عدم وجود اتصال إخراج مناسب وواجهة مراقبة الحالة؛

4. ضعف الحماية الميكانيكية والعزلية.

نظرًا لأن البطاريات أحادية الخلية تعاني من المشكلات المذكورة أعلاه، فمن الضروري إضافة طبقة لتغييرها وحلها، بحيث يمكن تجميع البطارية ودمجها مع السيارة بأكملها بسهولة أكبر.الوحدة المكونة من عدة إلى عشر أو عشرين بطارية، مع حالة خارجية مستقرة نسبيًا، وميكانيكية مريحة وموثوقة، وإخراج، وواجهة مراقبة، وعزل معزز وحماية ميكانيكية هي نتيجة هذا الاختيار الطبيعي.

تعمل الوحدة القياسية الحالية على حل المشكلات المختلفة للبطاريات وتتميز بالمزايا الرئيسية التالية:

1. يمكنها بسهولة تحقيق الإنتاج الآلي ولديها كفاءة إنتاج عالية، ومن السهل نسبيًا التحكم في جودة المنتج وتكلفة الإنتاج؛

2. يمكن أن يشكل درجة عالية من التوحيد القياسي، مما يساعد على تقليل تكاليف خط الإنتاج بشكل كبير وتحسين كفاءة الإنتاج؛تساعد الواجهات والمواصفات القياسية على المنافسة الكاملة في السوق والاختيار في اتجاهين، وتحتفظ بإمكانية تشغيل أفضل للاستخدام المتتالي؛

3. موثوقية ممتازة، والتي يمكن أن توفر حماية ميكانيكية وعزلية جيدة للبطاريات طوال دورة الحياة؛

4. تكاليف المواد الخام المنخفضة نسبياً لن تضع الكثير من الضغط على تكلفة التجميع النهائي لنظام الطاقة.

5. الحد الأدنى لقيمة الوحدة القابلة للصيانة صغير نسبيًا، مما له تأثير كبير على تقليل تكاليف ما بعد البيع.

هيكل تكوين وحدة البطارية

يشتمل هيكل تكوين وحدة البطارية عادةً على خلية البطارية ونظام إدارة البطارية وصندوق البطارية وموصل البطارية وأجزاء أخرى.خلية البطارية هي المكون الأساسي لوحدة البطارية.وهي تتألف من وحدات بطارية متعددة، عادة ما تكون بطارية ليثيوم أيون، والتي تتميز بخصائص كثافة الطاقة العالية ومعدل التفريغ الذاتي المنخفض وعمر الخدمة الطويل.

يوجد نظام إدارة البطارية لضمان سلامة البطارية وموثوقيتها وعمرها الطويل.وتشمل وظائفها الرئيسية مراقبة حالة البطارية، والتحكم في درجة حرارة البطارية، وحماية الشحن الزائد/التفريغ الزائد للبطارية، وما إلى ذلك.

صندوق البطارية هو الغلاف الخارجي لوحدة البطارية، والذي يستخدم لحماية وحدة البطارية من البيئة الخارجية.عادة ما يكون صندوق البطارية مصنوعًا من مادة معدنية أو بلاستيكية، مع مقاومة للتآكل، ومقاومة للحريق، ومقاومة للانفجار وخصائص أخرى.

موصل البطارية هو أحد المكونات التي تربط خلايا بطارية متعددة معًا.عادة ما تكون مصنوعة من مادة النحاس، مع الموصلية الجيدة، ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل.

مؤشرات أداء وحدة البطارية

تشير المقاومة الداخلية إلى مقاومة التيار المتدفق عبر البطارية أثناء عمل البطارية، والتي تتأثر بعوامل مثل مادة البطارية وعملية التصنيع وهيكل البطارية.وهي مقسمة إلى مقاومة داخلية أومية ومقاومة داخلية للاستقطاب.تتكون المقاومة الداخلية الأومية من مقاومة التلامس للمواد الكهربائية والإلكتروليتات والأغشية وأجزاء مختلفة؛المقاومة الداخلية للاستقطاب ناتجة عن الاستقطاب الكهروكيميائي واستقطاب فرق التركيز.

طاقة محددة – طاقة البطارية لكل وحدة حجم أو كتلة.

كفاءة الشحن والتفريغ – مقياس لدرجة تحويل الطاقة الكهربائية التي تستهلكها البطارية أثناء الشحن إلى طاقة كيميائية يمكن للبطارية تخزينها.

الجهد - فرق الجهد بين الأقطاب الكهربائية الإيجابية والسلبية للبطارية.

جهد الدائرة المفتوحة: جهد البطارية عندما لا تكون هناك دائرة خارجية أو حمل خارجي متصل.إن جهد الدائرة المفتوحة له علاقة معينة مع السعة المتبقية للبطارية، لذلك عادة ما يتم قياس جهد البطارية لتقدير سعة البطارية.جهد التشغيل: فرق الجهد بين الأقطاب الكهربائية الموجبة والسالبة للبطارية عندما تكون البطارية في حالة عمل، أي عندما يمر تيار عبر الدائرة.جهد قطع التفريغ: الجهد الذي يتم الوصول إليه بعد شحن البطارية وتفريغها بالكامل (إذا استمر التفريغ، فسيتم تفريغها بشكل زائد، مما سيضر بعمر البطارية وأدائها).جهد قطع الشحن: الجهد عندما يتغير التيار المستمر إلى شحن الجهد المستمر أثناء الشحن.

معدل الشحن والتفريغ – قم بتفريغ البطارية بتيار ثابت لمدة 1H، أي 1C.إذا تم تصنيف بطارية الليثيوم عند 2Ah، فإن 1C من البطارية هو 2A و3C هو 6A.

التوصيل المتوازي – يمكن زيادة سعة البطاريات عن طريق توصيلها على التوازي، والسعة = سعة البطارية الواحدة * عدد التوصيلات المتوازية.على سبيل المثال، وحدة Changan 3P4S، سعة البطارية الواحدة هي 50 أمبير، ثم سعة الوحدة = 50*3 = 150 أمبير.

التوصيل المتسلسل – يمكن زيادة جهد البطاريات عن طريق توصيلها على التوالي.الجهد = جهد البطارية الواحدة * عدد الخيوط.على سبيل المثال، وحدة Changan 3P4S، جهد البطارية الواحدة هو 3.82 فولت، ثم جهد الوحدة = 3.82*4 = 15.28 فولت.

باعتبارها مكونًا مهمًا في السيارات الكهربائية، تلعب وحدات بطاريات الليثيوم دورًا رئيسيًا في تخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية، وتوفير الطاقة، وإدارة حزم البطاريات وحمايتها.لديهم بعض الاختلافات في التركيب والوظيفة والخصائص والتطبيق، ولكن جميعها لها تأثير مهم على أداء وموثوقية السيارات الكهربائية.مع التقدم المستمر للتكنولوجيا وتوسيع التطبيقات، ستستمر وحدات بطاريات الليثيوم الكهربائية في التطوير وتقديم مساهمات أكبر في الترويج وتعميم السيارات الكهربائية.