Hogyan valósul meg a mobil erőgépjárművek energiatárolása?

Az energia tárolása mobil motoros járművekfőként akkumulátorokon keresztül valósul meg. Az akkumulátor egy olyan eszköz, amely a kémiai energiát elektromos energiává alakítja, amelyek közül a leggyakoribb a lítium-ion akkumulátor.

A mobil járművekben használt lítium-ion akkumulátorok általában több cellából állnak. Minden cellát pozitív és negatív anyagokkal burkolt elválasztó köt össze. A katód anyaga általában oxidokat használ, például lítium-kobalt-oxidot, lítium-manganátot stb., a negatív elektród anyaga pedig általában grafitot használ.

A lítium-ion akkumulátorok energiatárolási folyamata egyszerűen két szakaszra osztható: töltésre és kisütésre. Töltés közben az áramforrás az akkumulátor pozitív elektródáján vezeti át az áramot, így a lítium-ionok ingáznak a pozitív és negatív elektródák között. Ekkor a lítium-ionok leválnak a pozitív elektródáról, az elektrolitban lévő ionokon keresztül a negatív elektródhoz jutnak, és beágyazódnak a negatív elektród anyagának grafitjába. Ugyanakkor az akkumulátor elektrolitjában lévő pozitív ionok is mozognak, hogy fenntartsák az elektromos semlegességet az elektródák között.

Amikor a tárolt elektromos energiára szükség van, a negatív elektródáról áram lép be a készülékbe, és a lítium-ionok a negatív elektródáról fordítva mozognak a pozitív elektródák közötti elektrolitba, majd vissza a pozitív elektród anyagába. E folyamat során a lítium-ionok mozgása elektromos áram áramlását idézi elő, és felszabadítja a tárolt elektromos energiát.

A mobil erőgépjárművek akkumulátoros energiatárolásánál néhány kulcsfontosságú mutatót is figyelembe kell venni, például az akkumulátor kapacitását és feszültségét. A kapacitás azt az elektromos energiát jelenti, amelyet egy lítium-ion akkumulátor képes tárolni és felszabadítani, általában amperórában (Ah) mérve. A feszültség a lítium-ion akkumulátor elektromos energiájának potenciálkülönbsége. Általában egyenfeszültséget használnak, például 3,7 V, 7,4 V stb.

A mobil erőgépjárművekben a hatékony energiatárolás és kisütés elérése érdekében akkumulátor menedzsment rendszer (BMS) támogatása is szükséges. A BMS az akkumulátorcsomag felügyeletéért és kezeléséért felelős eszköz, amely biztosítja az akkumulátor biztonságát, meghosszabbítja élettartamát és javítja az energiahatékonyságot.

A BMS elsősorban hőmérsékletérzékelőket, áramérzékelőket, feszültségérzékelőket és vezérlő chipeket tartalmaz. A hőmérséklet-érzékelő az akkumulátorcsomag hőmérsékletének figyelésére szolgál a túlmelegedés vagy túlhűtés elkerülése érdekében; az áramérzékelő az akkumulátor töltő- és kisütési áramának érzékelésére szolgál, hogy az áram biztonságos tartományon belül legyen; a feszültségérzékelő az akkumulátorcsomag feszültségének figyelésére szolgál, hogy megbizonyosodjon arról, hogy nincs-e túltöltött vagy túlzott. A vezérlőchip felelős az érzékelőadatok gyűjtéséért, valamint az akkumulátor kezeléséért és vezérléséért algoritmusokon keresztül.

Emellett a lítium-ion akkumulátorok energiatárolási hatékonyságának javítása érdekében az akkumulátor töltésének és kisütésének optimális szabályozására is szükség van. Például töltés közben használható az állandó áramú töltés és az állandó feszültségű töltés, a kisütés során pedig a kisülési áram és feszültség igény szerint állítható. A töltési és kisütési folyamat ésszerű szabályozásával maximalizálható az akkumulátor energiaátalakítási hatékonysága, és meghosszabbítható az akkumulátor élettartama.

Általánosságban elmondható, hogy a mobil motoros járművek energiatárolása lítium-ion akkumulátorokon keresztül történik. Ezek az akkumulátorok elektromos energiát tárolnak, és szükség esetén leadják. Az akkumulátor menedzsment rendszer támogatása révén biztosítható az akkumulátor biztonsága és teljesítménye. Ugyanakkor a töltés-kisütés-vezérlés optimalizálásával javítható az energiatárolás hatékonysága és meghosszabbítható az akkumulátor élettartama. Az energiatárolási technológia folyamatos fejlesztése és innovációja tovább segíti a mobil fejlesztését és alkalmazását