Πώς υλοποιείται η αποθήκευση ενέργειας των κινητών ηλεκτροκίνητων οχημάτων

Η αποθήκευση ενέργειας του κινητά ηλεκτροκίνητα οχήματαπραγματοποιείται κυρίως μέσω μπαταριών. Η μπαταρία είναι μια συσκευή που μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, η πιο κοινή από τις οποίες είναι η μπαταρία ιόντων λιθίου.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται σε κινητά ηλεκτροκίνητα οχήματα αποτελούνται γενικά από πολλαπλές κυψέλες. Κάθε κύτταρο συνδέεται με ένα διαχωριστικό τυλιγμένο με θετικά και αρνητικά υλικά. Το υλικό της καθόδου χρησιμοποιεί γενικά οξείδια, όπως οξείδιο κοβαλτίου λιθίου, μαγγανικό λίθιο κ.λπ., και το υλικό αρνητικού ηλεκτροδίου χρησιμοποιεί συνήθως γραφίτη.

Η διαδικασία αποθήκευσης ενέργειας των μπαταριών ιόντων λιθίου μπορεί απλά να χωριστεί σε δύο στάδια: φόρτιση και εκφόρτιση. Κατά τη φόρτιση, η πηγή ισχύος διέρχεται ηλεκτρική ενέργεια μέσω του θετικού ηλεκτροδίου της μπαταρίας, προκαλώντας τη μεταφορά ιόντων λιθίου μεταξύ του θετικού και του αρνητικού ηλεκτροδίου. Αυτή τη στιγμή, τα ιόντα λιθίου αποσπώνται από το θετικό ηλεκτρόδιο, μεταφέρονται στο αρνητικό ηλεκτρόδιο μέσω των ιόντων στον ηλεκτρολύτη και ενσωματώνονται στον γραφίτη του υλικού του αρνητικού ηλεκτροδίου. Ταυτόχρονα, τα θετικά ιόντα στον ηλεκτρολύτη της μπαταρίας κινούνται επίσης για να διατηρήσουν την ηλεκτρική ουδετερότητα μεταξύ των ηλεκτροδίων.

Όταν απαιτείται η αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια, το ρεύμα εισέρχεται στη συσκευή από το αρνητικό ηλεκτρόδιο και τα ιόντα λιθίου μετακινούνται αντίστροφα από το αρνητικό ηλεκτρόδιο στον ηλεκτρολύτη μεταξύ των θετικών ηλεκτροδίων και στη συνέχεια πίσω στο υλικό του θετικού ηλεκτροδίου. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η κίνηση των ιόντων λιθίου προκαλεί τη ροή ηλεκτρικού ρεύματος και απελευθερώνει την αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια.

Η αποθήκευση ενέργειας της μπαταρίας των κινητών ηλεκτροκίνητων οχημάτων πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη ορισμένους βασικούς δείκτες, όπως η χωρητικότητα και η τάση της μπαταρίας. Η χωρητικότητα αναφέρεται στην ηλεκτρική ενέργεια που μπορεί να αποθηκεύσει και να απελευθερώσει μια μπαταρία ιόντων λιθίου, μετρούμενη γενικά σε αμπέρ-ώρες (Ah). Η τάση είναι η διαφορά δυναμικού της ηλεκτρικής ενέργειας της μπαταρίας ιόντων λιθίου. Γενικά, χρησιμοποιείται τάση DC, όπως 3,7V, 7,4V κ.λπ.

Στα κινητά ηλεκτροκίνητα οχήματα, προκειμένου να επιτευχθεί αποτελεσματική αποθήκευση και εκφόρτιση ενέργειας, απαιτείται επίσης η υποστήριξη ενός συστήματος διαχείρισης μπαταριών (BMS). Το BMS είναι μια συσκευή υπεύθυνη για την παρακολούθηση και τη διαχείριση της μπαταρίας, η οποία μπορεί να διασφαλίσει την ασφάλεια της μπαταρίας, να παρατείνει τη διάρκεια ζωής της και να βελτιώσει την ενεργειακή απόδοση.

Το BMS περιλαμβάνει κυρίως αισθητήρες θερμοκρασίας, αισθητήρες ρεύματος, αισθητήρες τάσης και τσιπ ελέγχου. Ο αισθητήρας θερμοκρασίας χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της θερμοκρασίας της μπαταρίας για την αποφυγή υπερθέρμανσης ή υπερψύξης. ο αισθητήρας ρεύματος χρησιμοποιείται για την ανίχνευση του ρεύματος φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας για να διασφαλιστεί ότι το ρεύμα βρίσκεται εντός ασφαλούς εύρους. ο αισθητήρας τάσης χρησιμοποιείται για την παρακολούθηση της τάσης της μπαταρίας για να διασφαλιστεί ότι δεν είναι υπερφορτισμένη ή υπερβολική. Το τσιπ ελέγχου είναι υπεύθυνο για τη συλλογή δεδομένων αισθητήρα και τη διαχείριση και τον έλεγχο της μπαταρίας μέσω αλγορίθμων.

Επιπλέον, προκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση αποθήκευσης ενέργειας των μπαταριών ιόντων λιθίου, απαιτείται επίσης βέλτιστος έλεγχος της φόρτισης και της εκφόρτισης της μπαταρίας. Για παράδειγμα, η φόρτιση σταθερού ρεύματος και η φόρτιση σταθερής τάσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά τη φόρτιση και το ρεύμα και η τάση εκφόρτισης μπορούν να ρυθμιστούν ανάλογα με τις ανάγκες κατά την εκφόρτιση. Με τον εύλογο έλεγχο της διαδικασίας φόρτισης και εκφόρτισης, η απόδοση μετατροπής ενέργειας της μπαταρίας μπορεί να μεγιστοποιηθεί και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας μπορεί να παραταθεί.

Σε γενικές γραμμές, η αποθήκευση ενέργειας των κινητών ηλεκτροκίνητων οχημάτων επιτυγχάνεται μέσω μπαταριών ιόντων λιθίου. Αυτές οι μπαταρίες αποθηκεύουν ηλεκτρική ενέργεια και την απελευθερώνουν όταν χρειάζεται. Μέσω της υποστήριξης του συστήματος διαχείρισης μπαταρίας, μπορεί να διασφαλιστεί η ασφάλεια και η απόδοση της μπαταρίας. Ταυτόχρονα, βελτιστοποιώντας τον έλεγχο φόρτισης και εκφόρτισης, μπορεί να βελτιωθεί η απόδοση αποθήκευσης ενέργειας και να παραταθεί η διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Η συνεχής ανάπτυξη και καινοτομία της τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας θα προωθήσει περαιτέρω την ανάπτυξη και την εφαρμογή κινητών