تستخدم السيارات الكهربائية التقليدية بشكل أساسي بطاريات الرصاص باعتبارها جوهر الطاقة ، مما يؤدي إلى قيادة صناعة السيارات الكهربائية لعقود من الزمن. ومع ذلك ، نظرًا لقصر عمرها الافتراضي (200-300 دورة) ، وحجمها الكبير ، وكثافتها منخفضة السعة ، فقد تم تقريبًا التخلي عن بطاريات الرصاص في عصر مصادر الطاقة الكبيرة. تحظى بطاريات الليثيوم بشعبية كبيرة بين الأشخاص في صناعة الطاقة الجديدة نظرًا لصغر حجمها وخفة وزنها وعمرها الطويل وكثافتها العالية للطاقة. لقد تم تصنيفهم على أنهم الناقلون الأكثر شعبية للطاقة.

صورة
بطارية الليثيوم مصطلح عام. إذا تم تقسيمها إلى الداخل ، فعادة ما يتم تقسيمها وفقًا للشكل المادي ونظام المادة ومجال التطبيق.

وفقًا للشكل المادي ، تنقسم بطاريات الليثيوم إلى ثلاثة أنواع: أسطوانية ، ومعبأة برفق ، ومربعة ؛

وفقًا لنظام المواد ، تنقسم بطاريات الليثيوم إلى: ثلاثية (النيكل / الكوبالت / المنغنيز ، NCM) ، فوسفات حديد الليثيوم (LFP) ، منغنات الليثيوم ، أكسيد الكوبالت الليثيوم ، تيتانات الليثيوم ، الليثيوم متعدد المركبات ، إلخ ؛

تنقسم بطاريات الليثيوم إلى نوع الطاقة ونوع الطاقة ونوع الطاقة وفقًا لمجال التطبيق ؛

تختلف مدة خدمة وسلامة بطاريات الليثيوم اختلافًا كبيرًا باختلاف أنظمة المواد ، وتتبع القواعد التالية تقريبًا.

عمر الخدمة: تيتانات الليثيوم> فوسفات حديد الليثيوم> الليثيوم المركب المتعدد> الليثيوم الثلاثي> منغنات الليثيوم> حمض الرصاص

الأمان: حمض الرصاص> تيتانات الليثيوم> فوسفات حديد الليثيوم> منغنات الليثيوم> الليثيوم المركب المتعدد> الليثيوم الثلاثي

في صناعة المركبات ذات العجلتين ، تحتاج بطاريات الرصاص الحمضية عادةً إلى الاستبدال بعد عام إلى عامين من الاستخدام ، والضمان هو أنه يمكن استبدالها مجانًا في غضون ستة أشهر. عادة ما يكون ضمان بطارية الليثيوم من 2 إلى 3 سنوات ، ونادرًا 5 سنوات. الأمر المربك هو أن الشركة المصنعة لبطاريات الليثيوم تعد بأن دورة حياتها لا تقل عن 2000 مرة ، وأن الأداء يصل إلى 4000 مرة ، لكنها لن تتمتع بضمان لمدة 5 سنوات. إذا تم استخدامها مرة واحدة في اليوم ، يمكن استخدام 2000 مرة لمدة 5.47 سنة ، حتى بعد 2000 دورة ، لا تتضرر بطارية الليثيوم على الفور ، وسيظل هناك حوالي 70 ٪ من السعة المتبقية. وفقًا لقاعدة الاستبدال التي تنص على أن قدرة حمض الرصاص تتحلل إلى 50٪ ، فإن دورة حياة بطارية الليثيوم لا تقل عن 2500 مرة ، وعمر الخدمة يصل إلى 7 سنوات ، والعمر يقترب من عشرة أضعاف عمر الرصاص -حمض ، لكنك رأيت كم عدد بطاريات الليثيوم التي يمكن استخدامها لمدة 7 سنوات فردية؟ لا يوجد سوى عدد قليل من المنتجات التي لم تتضرر بعد 3 سنوات من الاستخدام. هناك فرق كبير بين النظرية والواقع. ماهو السبب؟ ما المتغير الذي تسبب في مثل هذه الفجوة الكبيرة؟

سيأخذك المحرر التالي إلى تحليل متعمق.

بادئ ذي بدء ، يعتمد عدد الدورات التي قدمتها الشركة المصنعة على اختبار مستوى الخلية المفردة. لا يمكن أن يكون عمر الخلية مساويًا بشكل مباشر لعمر نظام حزمة البطارية. الفرق بين الاثنين بشكل رئيسي على النحو التالي.

1. تحتوي الخلية المفردة على مساحة كبيرة لتبديد الحرارة وتبديد جيد للحرارة. بعد تشكيل نظام Pack ، لن تتمكن الخلية الوسطى من تبديد الحرارة جيدًا ، والتي سوف تتحلل بسرعة كبيرة. يعتمد عمر نظام حزمة البطارية على الخلية ذات أسرع توهين. يمكن ملاحظة أن الإدارة الحرارية الجيدة وتصميم التوازن الحراري مهمان للغاية!

2. تعتمد دورة حياة خلية البطارية التي وعد بها مصنعو بطاريات الليثيوم على بيانات الاختبار عند درجة حرارة محددة ومعدل الشحن والتفريغ المحدد ، مثل شحن 0.2C / تفريغ 0.3 درجة مئوية عند درجة حرارة عادية تبلغ 25 درجة مئوية. في الاستخدام الفعلي ، يمكن أن تصل درجة الحرارة إلى 45 درجة مئوية ومنخفضة تصل إلى -20 درجة مئوية.

اشحنه مرة واحدة تحت ظروف درجة حرارة عالية أو درجات حرارة منخفضة ، سيتم تخفيف العمر من 2 إلى 5 مرات. المفتاح هو كيفية التحكم في معدل تفريغ الشحن والتفريغ في بيئات درجات الحرارة العالية والمنخفضة. سيتم تقليل عمر بطاريات الليثيوم بشكل كبير عند استخدام أجهزة الشحن ذات التيار العالي أو المركبات المزودة بوحدات تحكم عالية الطاقة.

3. لا يعتمد عمر خدمة نظام حزمة البطارية على أداء خلية البطارية فحسب ، بل يعتمد أيضًا على أداء المكونات الأخرى ارتباطًا وثيقًا. مثل برامج وأجهزة لوحة الحماية BMS ، وتصميم سلامة الوحدة ، ومقاومة اهتزاز الصندوق ، وختم مقاوم للماء ، وعمر قابس الموصل وما إلى ذلك.

ثانيًا ، هناك فجوة كبيرة في الأسعار بين بطاريات الليثيوم وبطاريات حمض الرصاص. معظم بطاريات الليثيوم المستخدمة في المركبات ذات العجلتين هي بطاريات لا يمكن فحصها في تطبيقات الطاقة مثل السيارات وتخزين الطاقة. حتى أن بعضها مفكك. متقاعد من القيادة. هذا النوع من بطاريات الليثيوم به عيوب معينة بطبيعته أو تم استخدامه لفترة من الوقت ، ولا يمكن ضمان العمر الافتراضي.

أخيرًا ، حتى لو كانت بطارية ذات مستوى عالمي ، فقد لا تتمكن من إنشاء نظام حزمة بطارية من الطراز العالمي. تعد البطاريات عالية الجودة والأداء شرطًا ضروريًا لنظام حزمة بطارية عالي الجودة. لاستخدام بطاريات جيدة لإنشاء نظام حزمة بطارية جيد ، هناك العديد من الروابط والعوامل التي يجب مراعاتها.

يُظهر التحليل أعلاه أن جودة بطاريات الليثيوم في السوق لا يتم تحديدها بالكامل من خلال خلية البطارية ، ولكن من خلال تصميم نظام حزمة البطارية ، واستراتيجية برامج وأجهزة BMS ، وهيكل وحدة الصندوق ، ومواصفات الشاحن ، وطاقة وحدة التحكم في السيارة ، ودرجة الحرارة الإقليمية . نتيجة توليف العوامل الأخرى.