مروری بر باتری های انرژی جدید خودرو

مروری بر باتری های انرژی جدید خودرو

باتری های برق منبع انرژی وسایل نقلیه الکتریکی، دستگاه های ذخیره انرژی و عامل کلیدی محدود کننده توسعه وسایل نقلیه الکتریکی هستند. به منظور رقابت خودروهای برقی با خودروهای سوخت‌رسان، کلید توسعه باتری‌های قدرت با انرژی ویژه بالا، توان ویژه بالا، عمر طولانی و هزینه کم است.

(1) شرایط رایج و شاخص های عملکرد باتری های برق خودروهای الکتریکی

وضعیت شارژ (SOC): درصد ظرفیت باقیمانده باتری به ظرفیت کل.

وضعیت سلامت (SOH): اطلاعاتی در مورد وضعیت سلامت باتری ارائه می دهد.

سیستم مدیریت باتری (BMS): نظارت بر زمان واقعی پارامترهای عملکرد باتری قدرت، تشخیص عیب، تخمین SOC، تخمین مسافت پیموده شده، حفاظت از اتصال کوتاه، نظارت بر نشتی، هشدار نمایشگر، انتخاب حالت شارژ و دشارژ و غیره برای اطمینان از کارآمد، قابل اعتماد و کارکرد ایمن خودروهای برقی

انرژی ویژه (Wh/kg): مقدار انرژی الکتریکی آزاد شده توسط واحد جرم ماده الکترود که نشان دهنده استقامت خودروهای الکتریکی در حالت الکتریکی خالص است.

توان ویژه (W/kg): توانی که یک واحد جرم باتری می‌تواند فراهم کند که برای قضاوت در مورد عملکرد شتاب و حداکثر سرعت خودروهای الکتریکی استفاده می‌شود و مستقیماً بر عملکرد قدرت خودروهای الکتریکی تأثیر می‌گذارد.

عمر چرخه: تعداد دفعاتی که یک باتری در یک هفته شارژ و دشارژ می شود که یک شاخص مهم برای اندازه گیری عمر باتری برق است. هرچه چرخه های بیشتر بیشتر باشد، باتری برق بیشتر می تواند استفاده شود. میزان دشارژ باتری، یعنی اندازه گیری سرعت تخلیه.

میزان دشارژ باتری C (چندین): میزان دشارژ باتری را نشان می دهد، یعنی اندازه گیری سرعت دشارژ. تخلیه کل ظرفیت باتری در 1 ساعت را تخلیه 1C می گویند.

عمق دشارژ (DOD): به نسبت ظرفیت تخلیه شده توسط باتری به ظرفیت نامی باتری اشاره دارد.

(2) الزامات عملکرد برای باتری های برق وسیله نقلیه الکتریکی

باتری های خودروهای الکتریکی به عنوان یک وسیله ذخیره انرژی برای وسایل نقلیه، باید انرژی کافی برای پاسخگویی به چرخه های رانندگی و مسافت پیموده شده خاص داشته باشند و همچنین باید حداکثر توان لازم برای دستیابی به عملکرد شتاب مشخص شده خودرو را فراهم کنند. به عبارت دیگر، باتری های برق باید عملکرد شارژ و دشارژ خوب، توان ویژه و انرژی ویژه بالا، قیمت پایین و استفاده و نگهداری آسان داشته باشند.

(3) انواع باتری های قدرت برای وسایل نقلیه الکتریکی

سه نوع باتری برق زیر معمولاً در وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می شود:

باتری شیمیایی: وسیله ای است که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. از نظر ساختاری به دو دسته اصلی تقسیم می شود: باتری ذخیره سازی و سلول سوختی.

باتری فیزیکی: دستگاهی است که برای تامین و ذخیره انرژی الکتریکی به تغییرات فیزیکی متکی است، مانند ابرخازن‌ها، باتری‌های فلایویل و سلول‌های خورشیدی.

باتری زیستی: وسیله ای است که از طریق واکنش های بیوشیمیایی الکتریسیته تولید می کند. برای مثال، باتری‌های میکروبی از آند باتری برای جایگزینی گیرنده‌های الکترون طبیعی مانند اکسیژن یا نیترات‌ها استفاده می‌کنند و از طریق انتقال مداوم الکترون‌ها انرژی الکتریکی تولید می‌کنند.