Литий батареяларына арналған жылдам зарядтау технологиясы және батареяны басқару жүйесі

Литий батареяларына арналған жылдам зарядтау технологиясы және батареяны басқару жүйесі

Литий батареяларының жылдам зарядтау технологиясы және аккумуляторды басқару жүйесі электрлі көліктер мен портативті құрылғылар саласындағы маңызды зерттеу бағыттары болып табылады. Жылдам зарядтау технологиясы батареяны зарядтау уақытын айтарлықтай қысқартады және пайдаланушының зарядтау ыңғайлылығын жақсартады, ал батареяны басқару жүйелері батарея зарядының қауіпсіздігі мен қызмет ету мерзімін қамтамасыз ете алады. Біз литий батареяларын жылдам зарядтау технологиясы мен батареяны басқару жүйелерінің зерттеу мәртебесін, қиындықтарын және болашағын қысқаша таныстырамыз.

1、 Литий батареяларына арналған жылдам зарядтау технологиясы

（1） Жылдам зарядтау принципі мен дизайны

1）. Жылдам зарядтау принципі: Литий батареяларын жылдам зарядтау технологиясы негізінен аккумулятор материалдарын оңтайландыру, батарея құрылымын жақсарту және зарядтау процесін басқару арқылы қол жеткізіледі. Мысалы, сыйымдылығы жоғары электродтық материалдарды пайдалану, электрод құрылымын өзгерту, электролит құрамын реттеу және т.б. батареяларды зарядтау жылдамдығын және сыйымдылықты пайдалануды жақсартуға болады.

2）. Жылдам зарядталатын қуат көзінің дизайны: жоғары қуатты зарядтау қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін тиімді және тұрақты зарядтау қуат көзін жобалау қажет. Мысалы, жоғары қуатты зарядтағыштарды пайдалану және бағдарламалық жабдықтың бірлескен дизайнын қабылдау зарядтау тиімділігі мен қуат тұрақтылығын тиімді түрде жақсартады.

3）. Жылумен басқару және салқындату дизайны: Жылдам зарядтау кезінде үлкен жылу мөлшері пайда болады және батареяның қызып кетуі мен зақымдалуын болдырмау үшін тиімді жылуды басқару және салқындату дизайны қажет. Жылу диссипациялау құрылғыларын, жылу құбырларын, сұйық салқындату және басқа технологияларды пайдалану зарядтау процесінде температураны тиімді басқаруға мүмкіндік береді.

（2） Жылдам зарядтау түрлері

1）. Жоғары қуатпен зарядтау: зарядтау жылдамдығын жақсарту үшін зарядтау тогын арттыру арқылы, бірақ батареяның қауіпсіздігі мен қызмет ету мерзімін ескере отырып.

2）. Жылдам зарядтау алгоритмі: зарядтау процесі кезінде ток пен кернеуді басқару стратегияларын оңтайландыру арқылы ол зарядтау тиімділігі мен жылдамдығын жақсартады.

3）. Жылдам зарядталатын материалдар: зарядтау жылдамдығын жақсарту үшін жоғары ион өткізгіштігі және жылдам литий ионын енгізу/шығару мүмкіндіктері бар оң және теріс электрод материалдарын жасаңыз.

2, Литий батареясын басқару жүйесі

Батареяны басқару жүйесі (BMS) литий батареяларын бақылауға, басқаруға және қорғауға жауапты маңызды жүйе болып табылады. Ол негізінен келесі функцияларды қамтиды:

1）. Батарея күйін бақылау: батареяны басқару жүйесі батарея күйін, соның ішінде кернеу, ток және температура сияқты параметрлерді бақылауы керек. Сенсорлар мен бақылау схемаларын пайдалану арқылы нақты уақыттағы аккумулятор күйі туралы ақпаратты алуға болады.

2）. Зарядтау процесін басқару: зарядтау жылдамдығын, зарядтау уақытын және т.б. оңтайландыруға қол жеткізу үшін аккумуляторды басқару жүйесі зарядтау процесін бақылауы керек. Зияткерлік зарядтау алгоритмдері мен басқару стратегияларын пайдалану зарядтау процесінің қауіпсіздігі мен тиімділігін қамтамасыз ете алады.

3）. Батареяны теңдестіру технологиясы: Зарядтау процесі кезінде батарея ұяшықтары арасында теңгерімсіздік болуы мүмкін, бұл зарядтау тиімділігі мен батареяның қызмет ету мерзімінің төмендеуіне әкеледі. Динамикалық теңгерімдеу және статикалық теңгерімдеу сияқты батареяны теңестіру әдістерін пайдалану батарея жинақтарының өнімділігін және қызмет ету мерзімін жақсартуы мүмкін.

4）. Ақауларды диагностикалау және қорғау: батареяны басқару жүйесі батарея өнімділігінің бұзылуын немесе шамадан тыс зарядтау, зарядсыздандыру, шамадан тыс ток және басқа жағдайлардан туындаған қауіпсіздік апаттарын болдырмау үшін ақаулық диагностикасын және қорғауды жүргізуі керек. Ақауларды анықтау және қорғау шараларын қолдану арқылы батареялардың сенімділігі мен қауіпсіздігін арттыруға болады.

3、 Қиындықтар

1）. Температураның жоғарылауын бақылау: Жылдам зарядтау кезінде үлкен жылу мөлшері оңай түзіледі және батареяның қызып кетуін және зақымдалуын болдырмау үшін батареяның температурасын тиімді бақылау және басқару қажет.

2）. Зарядтау жабдығына қойылатын талаптар: Жылдам зарядтауға қол жеткізу үшін жоғары қуат пен жетілдірілген зарядтау жабдығы қажет, сонымен қатар тиісті инфрақұрылымды салу мен инвестициялау да қиындықтар туғызады.

3）. Қауіпсіздік: Жылдам зарядтау батареяның қызып кетуі және шамадан тыс зарядталуы сияқты белгілі бір қауіпсіздік қауіптерін тудырады. Зарядтау процесінің қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін батареяны басқарудың қатаң жүйесі қажет.

4）. Батареяның қызмет ету мерзімін қарастырыңыз: жылдам зарядтау процесі батареяның қызмет ету мерзіміне айтарлықтай әсер етеді және батарея өнімділігі мен қызмет ету мерзімі арасындағы теңгерімді жылдам зарядтау технологиясы мен батареяны басқару жүйелерін жобалау кезінде жан-жақты ескеру қажет.

4, ҒЗТКЖ бағыты

1）. Жаңа материалды зерттеу және дамыту: жылдам зарядтау қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін жоғары сыйымдылығы, жоғары өткізгіштігі және жақсы айналу тұрақтылығы бар электродтық материалдарды зерттеңіз және жасаңыз.

2）. Зарядтау жабдығы технологиясы: зарядтау тиімділігі мен тұрақтылығын жақсарту үшін тиімді және жоғары қуатты зарядтағыштар мен қуат жүйелерін жасаңыз.

3）. Аккумуляторды интеллектуалды басқару: жасанды интеллект және үлкен деректер технологиясы негізінде зарядтауды дәлірек басқаруға және ақауларды болжауға қол жеткізу, батарея өнімділігі мен қызмет ету мерзімін жақсарту үшін батареяны басқарудың интеллектуалды жүйесін жасаңыз.

4）. Бірыңғай жылдам зарядтау стандарттары: Бірыңғай жылдам зарядтау стандарттары мен хаттамаларын әзірлеу, зарядтау жабдықтары мен батареялар арасындағы өзара әрекеттестікке ықпал ету және саланың дамуы мен технологияны қолдануды ынталандыру.