Descripción general de los módulos de batería
Los módulos de batería son un componente importante de los vehículos eléctricos. Su función es conectar varias celdas de batería para formar un todo que proporcione suficiente energía para su funcionamiento.
Los módulos de batería son componentes compuestos por múltiples celdas y son un componente importante de los vehículos eléctricos. Su función es conectar varias celdas para formar un todo que proporcione suficiente energía para vehículos eléctricos o para operaciones de almacenamiento de energía. Los módulos de batería no solo son la fuente de energía de los vehículos eléctricos, sino también uno de sus dispositivos de almacenamiento de energía más importantes.
El nacimiento de los módulos de batería
Desde la perspectiva de la industria de fabricación de maquinaria, las baterías de una sola celda tienen problemas como malas propiedades mecánicas e interfaces externas hostiles, que incluyen principalmente:
1. El estado físico externo, como el tamaño y la apariencia, es inestable y cambiará significativamente con el proceso del ciclo de vida;
2. Falta de una interfaz de instalación y fijación mecánica simple y confiable;
3. Falta de conexión de salida conveniente y de interfaz de monitoreo de estado;
4. Protección mecánica y de aislamiento débil.
Debido a los problemas mencionados anteriormente, es necesario añadir una capa para modificarlos y solucionarlos, de modo que la batería se pueda ensamblar e integrar con todo el vehículo con mayor facilidad. El módulo compuesto por varias, diez o veinte baterías, con un estado externo relativamente estable, una mecánica, una salida y una interfaz de monitoreo convenientes y confiables, y un aislamiento y protección mecánica mejorados, es el resultado de esta selección natural.
El módulo estándar actual resuelve diversos problemas de las baterías y tiene las siguientes ventajas principales:
1. Puede realizar fácilmente la producción automatizada y tiene una alta eficiencia de producción, y la calidad del producto y el costo de producción son relativamente fáciles de controlar;
2. Puede formar un alto grado de estandarización, lo que ayuda a reducir significativamente los costos de la línea de producción y mejorar la eficiencia de la producción; las interfaces y especificaciones estandarizadas son propicias para la competencia total en el mercado y la selección bidireccional, y mantienen una mejor operatividad de la utilización en cascada;
3. Excelente confiabilidad, que puede proporcionar una buena protección mecánica y de aislamiento para las baterías durante todo el ciclo de vida;
4. Los costos relativamente bajos de la materia prima no ejercerán demasiada presión sobre el costo final de ensamblaje del sistema de energía;
5. El valor unitario mínimo mantenible es relativamente pequeño, lo que tiene un efecto significativo en la reducción de los costos de posventa.
Estructura de la composición del módulo de batería
La estructura de un módulo de batería suele incluir la celda, el sistema de gestión de la batería, la caja, el conector y otras partes. La celda es el componente más básico del módulo. Está compuesta por varias unidades de batería, generalmente baterías de iones de litio, que se caracterizan por su alta densidad energética, baja tasa de autodescarga y larga vida útil.
El sistema de gestión de baterías garantiza la seguridad, fiabilidad y larga vida útil de la batería. Sus principales funciones incluyen la monitorización del estado de la batería, el control de su temperatura y la protección contra sobrecargas y descargas excesivas, entre otras.
La caja de batería es la carcasa exterior del módulo de batería, que se utiliza para protegerlo del ambiente externo. Generalmente, está hecha de metal o plástico, con resistencia a la corrosión, al fuego y a las explosiones, entre otras características.
El conector de batería es un componente que conecta varias celdas de batería en un solo conjunto. Generalmente está hecho de cobre, con buena conductividad, resistencia al desgaste y a la corrosión.
Indicadores de rendimiento del módulo de batería
La resistencia interna se refiere a la resistencia de la corriente que fluye a través de la batería cuando está en funcionamiento. Esta resistencia se ve afectada por factores como el material, el proceso de fabricación y la estructura de la batería. Se divide en resistencia interna óhmica y resistencia interna de polarización. La resistencia interna óhmica se compone de la resistencia de contacto de los materiales de los electrodos, electrolitos, diafragmas y diversas piezas; la resistencia interna de polarización se debe a la polarización electroquímica y la polarización por diferencia de concentración.
Energía específica: la energía de una batería por unidad de volumen o masa.
Eficiencia de carga y descarga: medida del grado en que la energía eléctrica consumida por una batería durante la carga se convierte en energía química que la batería puede almacenar.
Voltaje: la diferencia de potencial entre los electrodos positivos y negativos de una batería.
Voltaje de circuito abierto: el voltaje de una batería cuando no hay ningún circuito externo ni carga externa conectada. El voltaje de circuito abierto guarda cierta relación con la capacidad restante de la batería, por lo que generalmente se mide para estimar su capacidad. Voltaje de trabajo: la diferencia de potencial entre los electrodos positivo y negativo de una batería cuando esta está en funcionamiento, es decir, cuando circula corriente por el circuito. Voltaje de corte de descarga: el voltaje que se alcanza después de que la batería se carga y descarga completamente (si la descarga continúa, se sobredescargará, lo que afectará la vida útil y el rendimiento de la batería). Voltaje de corte de carga: el voltaje cuando la corriente constante cambia a voltaje constante durante la carga.
Velocidad de carga y descarga: descargue la batería con una corriente fija de 1 h (1 C). Si la batería de litio tiene una capacidad nominal de 2 Ah, 1 C equivale a 2 A y 3 C a 6 A.
Conexión en paralelo: La capacidad de las baterías se puede aumentar conectándolas en paralelo. La capacidad es igual a la capacidad de una sola batería x el número de conexiones en paralelo. Por ejemplo, en el módulo Changan 3P4S, la capacidad de una sola batería es de 50 Ah, por lo que la capacidad del módulo es de 50 Ah x 3 = 150 Ah.
Conexión en serie: El voltaje de las baterías se puede aumentar conectándolas en serie. Voltaje = voltaje de una sola batería * número de cadenas. Por ejemplo, en el módulo Changan 3P4S, el voltaje de una sola batería es de 3,82 V, por lo que el voltaje del módulo es de 3,82 V x 4 = 15,28 V.
Como componente importante de los vehículos eléctricos, los módulos de baterías de litio de potencia desempeñan un papel fundamental en el almacenamiento y la liberación de energía eléctrica, el suministro de energía y la gestión y protección de los paquetes de baterías. Presentan ciertas diferencias en composición, función, características y aplicación, pero todos tienen un impacto significativo en el rendimiento y la fiabilidad de los vehículos eléctricos. Con el continuo avance tecnológico y la expansión de las aplicaciones, los módulos de baterías de litio de potencia seguirán desarrollándose y contribuirán cada vez más a la promoción y popularización de los vehículos eléctricos.
Hora de publicación: 26 de julio de 2024
