Semua yang anda ingin ketahui mengenai bateri kenderaan elektrik

Kelajuan, jarak tempuh, tork dan semua parameter penting seperti kereta elektrik hanya bergantung pada spesifikasi motor dan pek bateri yang digunakan di dalam kereta. Walaupun menggunakan motor yang kuat bukanlah masalah besar, masalahnya adalah dengan merancang Bateri yang dapat menghasilkan arus yang cukup untuk motor untuk waktu yang lama tanpa merendahkan jangka hayatnya. Untuk mengatasi voltan dan permintaan semasa pengeluar EV harus menggabungkan beratus-ratus jika tidak ribuan sel bersama-sama untuk membentuk Pek Bateri untuk satu kereta. Untuk memberi idea, model Tesla S mempunyai kira-kira 7,104 sel dan daun Nissan mempunyai kira-kira 600 sel. Sebilangan besar sel ini dengan sifat sel Lithium yang tidak stabil menjadikannya sukar untuk merancang Pek Bateri untuk Kereta Elektrik. Dalam artikel ini mari kita meneroka bagaimana Pek Bateri Kenderaan Elektronik dirancang untuk EVdan apakah parameter penting yang berkaitan dengan bateri yang harus dijaga.

Apa yang ada di dalam Pek Bateri Kenderaan Elektrik?

Sekiranya anda telah membaca artikel Pengenalan kepada kenderaan elektrik, anda sudah dapat menjawab soalannya sekarang. Bagi orang yang baru izinkan saya memberikan topi semula cepat. Gambar di bawah menunjukkan pek bateri Nissan Leaf dipecah ke paras sel dari Peknya.

Kereta elektrik moden menggunakan bateri Lithium untuk menghidupkan kereta mereka kerana beberapa sebab yang jelas yang akan kita bincangkan kemudian dalam artikel ini. Tetapi, bateri Lithium ini hanya mempunyai sekitar 3.7V setiap sel sedangkan sebuah Kereta EV memerlukan sekitar 300V. Untuk mencapai voltan tinggi dan Ah Rating sel Lithium digabungkan secara bersiri dan gabungan selari untuk membentuk modul dan modul ini bersama dengan beberapa litar perlindungan (BMS) dan sistem penyejukan disusun dalam selongsong mekanikal yang secara kolektif disebut sebagai Bateri seperti yang ditunjukkan di atas.

Jenis Bateri

Walaupun kebanyakan kereta menggunakan Bateri Lithium, kami tidak hanya terhad kepadanya. Terdapat banyak jenis kimia bateri yang ada. Secara amnya bateri boleh dikelaskan kepada tiga jenis.

Bateri Utama: Ini adalah bateri yang tidak boleh dicas semula. Iaitu ia dapat menukar tenaga kimia menjadi tenaga elektrik dan bukan sebaliknya. Contohnya ialah penggunaan bateri Alkaline (AA, AAA) untuk mainan dan alat kawalan jauh.

Bateri Sekunder: Ini adalah bateri yang kami minati untuk kenderaan elektrik. Ia dapat menukar tenaga kimia menjadi tenaga elektrik untuk menghidupkan EV dan juga dapat mengubah tenaga elektrik menjadi tenaga Kimia semula semasa proses pengisian. Bateri ini biasanya digunakan dalam telefon bimbit, EV dan kebanyakan elektronik mudah alih yang lain.

Rizab Bateri: Ini adalah jenis bateri khas yang digunakan dalam aplikasi yang sangat unik. Seperti namanya, bateri disimpan sebagai simpanan (bersedia) untuk sebahagian besar masa hayatnya dan dengan itu mempunyai kadar pelepasan diri yang sangat rendah. Contohnya ialah bateri Life vest.

Kimia Asas Bateri

Seperti yang diberitahu sebelumnya, terdapat banyak jenis kimia yang tersedia untuk bateri. Setiap kimia mempunyai kebaikan dan keburukannya sendiri. Tetapi tanpa mengira jenis kimia terdapat beberapa perkara yang biasa untuk semua bateri, mari kita melihatnya tanpa banyak membahas tentang kimianya.

Terdapat tiga lapisan utama dalam bateri iaitu Cathode, Anode dan Separator. Cathode adalah lapisan positif bateri dan anod adalah lapisan negatif bateri. Apabila beban disambungkan ke terminal bateri, arus (elektron) mengalir dari Anode ke Cathode. Begitu juga ketika pengecas disambungkan ke terminal bateri aliran elektron terbalik, iaitu dari Cathode ke Anode seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas.

Agar bateri berfungsi, tindak balas kimia yang disebut Reaksi Pengurangan-Pengoksidaan harus berlaku. Kadang-kadang disebut juga sebagai Reaksi Redoks. Tindak balas ini berlaku antara Anode dan Kod bateri melalui elektrolit (pemisah). Sisi Anod bateri akan bersedia memperoleh elektron dan oleh itu reaksi oksidasi akan berlaku dan sisi katod bateri akan rela melepaskan elektron dan oleh itu Reaksi Pengurangan akan berlaku. Kerana reaksi ini ion dipindahkan dari Cathode ke bahagian Anode bateri melalui pemisah. Akibatnya akan ada lebih banyak ion yang terkumpul di Anode. Untuk meneutralkan Anode ini harus mendorong elektron dari sisinya ke katod.

Tetapi Pemisah hanya membenarkan aliran ion melaluinya dan menyekat pergerakan elektron dari Anode ke Katod. Jadi satu-satunya cara bateri dapat memindahkan elektron adalah melalui terminal luarnya, inilah sebabnya apabila kita menyambungkan muatan ke terminal bateri, kita dapat memikirkan arus (elektron) yang mengalir.

Asas Kimia Bateri Lithium

Oleh kerana kita akan membincangkan tentang bateri litium kerana ia adalah bateri yang paling disukai untuk EV, mari kita menggali sedikit lebih banyak mengenai kimianya. Terdapat banyak jenis Bateri Lithium sekali lagi, Lithium-nikel kobalt Aluminium (NCA), Lithium-nikel manganese kobalt (NMC), Lithium-manganese Spinel (LMO), Lithium Titanate (LTO), Lithium-iron Phosphate (LFP) adalah yang paling banyak yang biasa. Sekali lagi setiap kimia mempunyai ciri tersendiri yang menggambarkan gambar di bawah rapi oleh kumpulan Boston Consulting.

Dari jumlah ini, Lithium nikel Cobalt Aluminium adalah yang paling banyak digunakan kerana harganya yang rendah. Kami akan membahas lebih banyak parameter ini dalam artikel ini. Tetapi satu perkara biasa yang dapat anda perhatikan di sini ialah Lithium terdapat dalam semua bateri. Ini terutama disebabkan oleh konfigurasi elektron Lithium. Atom logam Lithium neutral ditunjukkan di bawah.

Ia mempunyai nombor atom tiga yang bermaksud tiga elektron akan berada di sekitar nukasesnya dan cangkang paling luar hanya mempunyai satu elektron valensi. Semasa tindak balas elektron valance ini ditarik keluar sehingga memberi kita satu elektron dan ion litium dengan dua elektron membentuk ion litium. Seperti yang dibincangkan sebelumnya, elektron akan mengalir seperti arus melalui terminal luar bateri dan ion litium akan mengalir melalui elektrolit (pemisah) semasa tindak balas redoks.

Asas Bateri Kenderaan Elektrik

Sekarang kita tahu bagaimana bateri berfungsi dan bagaimana ia digunakan dalam Kenderaan Elektrik, tetapi untuk melanjutkan dari sini kita perlu memahami beberapa terminologi asas yang biasanya digunakan ketika merancang pek bateri. Mari kita bincangkan mereka…

Penarafan Voltan: Dua penarafan yang sangat biasa yang anda dapati ditandakan pada bateri ialah kadaran voltan dan Penarafan Ah. Bateri asid plumbum biasanya 12V dan bateri litium 3.7V. Ini dipanggil voltan nominal bateri. Ini tidak bermaksud bateri akan menyediakan 3.7V di terminal-terminalnya sepanjang masa. Nilai voltan akan berbeza-beza berdasarkan kapasiti bateri. Kami akan membincangkan