Kaip įgyvendinamas mobiliųjų variklių energijos kaupimas

Energijos kaupimas mobilios jėgos transporto priemonėsdaugiausia realizuojama naudojant baterijas. Akumuliatorius yra prietaisas, paverčiantis cheminę energiją į elektros energiją, iš kurių labiausiai paplitusi yra ličio jonų baterija.

Ličio jonų akumuliatoriai, naudojami mobiliosiose transporto priemonėse, paprastai susideda iš kelių elementų. Kiekviena ląstelė yra sujungta separatoriumi, apvyniotu teigiamomis ir neigiamomis medžiagomis. Katodinėje medžiagoje paprastai naudojami oksidai, tokie kaip ličio kobalto oksidas, ličio manganatas ir kt., o neigiamo elektrodo medžiagoje dažniausiai naudojamas grafitas.

Ličio jonų akumuliatorių energijos kaupimo procesą galima tiesiog suskirstyti į du etapus: įkrovimą ir iškrovimą. Įkrovimo metu maitinimo šaltinis perduoda elektrą per teigiamą akumuliatoriaus elektrodą, todėl ličio jonai pereina tarp teigiamo ir neigiamo elektrodo. Šiuo metu ličio jonai atsiskiria nuo teigiamo elektrodo, per elektrolite esančius jonus pernešami į neigiamą elektrodą ir yra įterpiami į neigiamo elektrodo medžiagos grafitą. Tuo pačiu metu akumuliatoriaus elektrolito teigiami jonai taip pat juda, kad išlaikytų elektros neutralumą tarp elektrodų.

Kai reikia sukauptos elektros energijos, srovė patenka į prietaisą iš neigiamo elektrodo, o ličio jonai juda atvirkščiai iš neigiamo elektrodo į elektrolitą tarp teigiamų elektrodų ir tada atgal į teigiamą elektrodo medžiagą. Šio proceso metu ličio jonų judėjimas sukelia elektros srovės tekėjimą ir išskiria sukauptą elektros energiją.

Mobiliųjų variklinių transporto priemonių akumuliatoriaus energijos kaupimui taip pat reikia atsižvelgti į kai kuriuos pagrindinius rodiklius, tokius kaip akumuliatoriaus talpa ir įtampa. Talpa reiškia elektros energiją, kurią ličio jonų akumuliatorius gali saugoti ir išleisti, paprastai matuojamas ampervalandomis (Ah). Įtampa yra ličio jonų akumuliatoriaus elektros energijos potencialų skirtumas. Paprastai naudojama nuolatinė įtampa, pvz., 3,7 V, 7,4 V ir kt.

Siekiant efektyvaus energijos kaupimo ir iškrovimo, mobiliose transporto priemonėse taip pat reikalinga akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS). BMS yra įrenginys, atsakingas už akumuliatoriaus bloko stebėjimą ir valdymą, galintis užtikrinti akumuliatoriaus saugumą, pailginti jo tarnavimo laiką ir pagerinti energijos vartojimo efektyvumą.

BMS daugiausia apima temperatūros jutiklius, srovės jutiklius, įtampos jutiklius ir valdymo lustus. Temperatūros jutiklis naudojamas akumuliatoriaus temperatūrai stebėti, kad būtų išvengta perkaitimo ar peršalimo; srovės jutiklis naudojamas akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo srovei aptikti, siekiant užtikrinti, kad srovė būtų saugiame diapazone; įtampos jutiklis naudojamas akumuliatoriaus bloko įtampai stebėti, siekiant užtikrinti, kad jis nebūtų perkrautas arba neperkrautas. Valdymo lustas yra atsakingas už jutiklio duomenų rinkimą ir akumuliatoriaus valdymą bei valdymą naudojant algoritmus.

Be to, norint pagerinti ličio jonų akumuliatorių energijos kaupimo efektyvumą, taip pat reikalinga optimali akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo kontrolė. Pavyzdžiui, įkrovimo metu galima naudoti nuolatinės srovės įkrovimą ir nuolatinės įtampos įkrovimą, o iškrovimo metu iškrovos srovę ir įtampą galima reguliuoti pagal poreikius. Protingai kontroliuojant įkrovimo ir iškrovimo procesą, galima maksimaliai padidinti akumuliatoriaus energijos konversijos efektyvumą ir pailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką.

Paprastai tariant, mobiliųjų variklių energijos kaupimas pasiekiamas naudojant ličio jonų baterijas. Šios baterijos kaupia elektros energiją ir išleidžia ją, kai reikia. Naudojant akumuliatoriaus valdymo sistemą, galima užtikrinti akumuliatoriaus saugumą ir veikimą. Tuo pačiu optimizavus įkrovimo ir iškrovimo valdymą, galima pagerinti energijos kaupimo efektyvumą ir pailginti akumuliatoriaus veikimo laiką. Nuolatinis energijos kaupimo technologijų vystymas ir inovacijos dar labiau skatins mobiliojo ryšio kūrimą ir pritaikymą