Was sind die Leistungsparameter von Elektrofahrzeugbatterien?

Wie wir alle wissen, ist das Wichtigste für ein Elektroauto die Leistung seiner Batterie. Eine gute Batterie ist definitiv eine gute Sache für ein Elektroauto. Was sind die Leistungsparameter von Elektrofahrzeugbatterien? Unten kleines Make-up für Sie, um es vorzustellen!

Leistungsparameter der Elektrofahrzeugbatterie: kurze Einführung

(1) elektromotorische Kraft

Die elektromotorische Kraft der Batterie, auch als Standard- oder theoretische Spannung der Batterie bekannt, ist die Potentialdifferenz zwischen dem positiven und dem negativen Pol, wenn die Batterie abgeschaltet wird. Die elektromotorische Kraft einer Batterie

Sie kann aus der Änderung der freien Energie der thermodynamischen Funktion des Batteriesystems berechnet werden.

Die Nennspannung

Die Nennspannung (oder Nennspannung) bezieht sich auf die akzeptierte Standardspannung, wenn die Batterie des elektrochemischen Systems arbeitet. Beispielsweise sind Zink-Mangan-Trockenzellen 1,5 V, Nickel-Cadmium-Batterien 1,2 V, Blei-Säure-Batterien 2 V und Lithium-Ionen-Batterien 3,6 V.

Selbstöffnende Spannung

Die Leerlaufspannung der Batterie ist die Batteriespannung ohne Last. Die Leerlaufspannung ist nicht gleich der elektromotorischen Kraft der Batterie. Es muss darauf hingewiesen werden, dass die elektromotorische Kraft der Batterie aus einer thermodynamischen Funktion berechnet wird, während die Leerlaufspannung der Batterie tatsächlich gemessen wird.

Von Betriebsspannung

Bezieht sich auf die tatsächliche Entladespannung einer Batterie unter Last, normalerweise innerhalb eines Spannungsbereichs. Zum Beispiel beträgt die Arbeitsspannung der Blei-Säure-Batterie 2 V ~ 1,8 V; Die Betriebsspannung der Nimh-Batterie beträgt 1,5 V ~ 1,1 V. Die Arbeitsspannung der Lithium-Ionen-Batterie beträgt 3,6 V ~ 2,75 V.

Abschlussspannung einstellen

Spannungswert am Entladungsabschluss, abhängig von Last und Serviceanforderungen. Nehmen Sie als Beispiel eine Blei-Säure-Batterie: Die elektromotorische Kraft beträgt 2,1 V, die Nennspannung beträgt 2 V, die Leerlaufspannung liegt nahe bei 2,15 V, die Arbeitsspannung beträgt 2 V ~ 1,8 V und die Abschlussspannung beträgt 1,8 V ~ 1,5 v (die Abschlussspannung ist je nach Entladerate unterschiedlich).

Leistungsparameter der Elektrofahrzeugbatterie: kurze Einführung

? Ladespannung

Bezieht sich auf die Spannung, die von der Gleichspannung des externen Stromkreises an die Batterieladung angelegt wird. Die allgemeine Ladespannung ist größer als die Leerlaufspannung der Batterie, normalerweise innerhalb eines bestimmten Bereichs. Beispielsweise liegt die Ladespannung von Nickel-Cadmium-Batterien zwischen 1,45 V und 1,5 V. Die Ladespannung des lithium-ionen-akkus beträgt 4,1 V ~ 4,2 V; Blei-Säure-Batterien werden mit 2,25 V bis 2,5 V aufgeladen.

Einmal Innenwiderstand

Der Innenwiderstand der Batterie umfasst den Widerstand der positiven und negativen Elektrodenplatte, den Widerstand des Elektrolyten, den Widerstand des Separators und den Widerstand des Steckverbinders.

A. Positiver und negativer Plattenwiderstand

Gegenwärtig wird die positive und negative Platte der Blei-Säure-Batterie geklebt, die aus einem Plattenrahmen aus Blei-Antimon-Legierung oder Blei-Calcium-Legierung und aktivem Material besteht. Daher setzt sich der Plattenwiderstand auch aus dem Plattengatterwiderstand und dem aktiven Materialwiderstand zusammen. In der inneren Schicht des aktiven Materials treten keine chemischen Änderungen auf, wenn das Gitter geladen oder entladen wird, so dass sein Widerstand der inhärente Widerstand des Gitters ist. Der Widerstand des aktiven Materials variiert mit dem Lade- und Entladezustand der Batterie.

Beim Entladen der Batterie wird das aktive Material der Elektrodenplatte in Bleisulfat (PbSO4) umgewandelt. Wenn der Akku aufgeladen wird, wird Bleisulfat zu Blei (Pb) reduziert. Je kleiner der Bleisulfatgehalt ist, desto geringer ist der Widerstand.

B. Elektrolytbeständigkeit

Der Widerstand des Elektrolyten variiert je nach Konzentration. Sobald eine Konzentration innerhalb des angegebenen Konzentrationsbereichs ausgewählt wurde, variiert der Elektrolytwiderstand mit dem Lade- und Entladegrad. Wenn die Batterie aufgeladen wird, steigt die Elektrolytkonzentration an, während das aktive Material der Elektrode verringert wird, und sein Widerstand nimmt ab. Wenn die Batterie entladen ist, nimmt die Elektrolytkonzentration ab und ihr Widerstand steigt gleichzeitig mit dem Schwefel des aktiven Materials auf der Elektrodenplatte.

C. Barrierewiderstand

Der Widerstand der Prallplatte variiert mit der Porosität der Prallplatte. Der Widerstand der Prallplatte der neuen Batterie ist tendenziell ein fester Wert, aber mit der Verlängerung der Batteriebetriebszeit steigt der Widerstand. Da ein Teil des Bleis und anderer Sedimente in der Batterie auf dem Abscheider laufen, nimmt die Porosität des Abscheiders ab und der Widerstand nimmt zu.

D. Steckerwiderstand

Der Verbinder enthält den inhärenten Widerstand des Metalls, wie z. B. den Verbindungsstreifen, wenn die einzelne Batterie in Reihe geschaltet ist, den Verbindungswiderstand zwischen den Batterieplatten und den Metallwiderstand des Verbindungskörpers, der aus positiven und negativen Platten besteht. Wenn das Schweißen und der Verbindungskontakt gut sind, kann der Widerstand des Verbindungskörpers als fester Widerstand angesehen werden.

Der Innenwiderstand jeder Batterie ist die Summe des Widerstands der oben genannten Objekte. Das Verhältnis des Innenwiderstands R der Batterie zur elektromotorischen Kraft, Klemmenspannung und Entladestrom: Rs = (e-uf) If.

Der Innenwiderstand der Batterie nimmt während des Entladens zu und während des Ladens ab. Daher ändert sich beim Laden und Entladen auch die Klemmenspannung aufgrund der Änderung ihres Innenwiderstands. Daher ist die Klemmenspannung beim Entladen niedriger als die elektromotorische Kraft der Batterie und beim Laden höher als die elektromotorische Kraft der Batterie.

Kapazität sein

Die Kapazitätseinheit der Batterie ist Coulomb (C) oder Amperestunde (Ah). Es werden drei Begriffe verwendet, um die Kapazitätseigenschaften einer Batterie zu beschreiben:

A. theoretische Kapazität. Bezieht sich auf die elektrische Größe, die gemäß der elektrochemischen Äquivalentzahl des an der elektrochemischen Reaktion beteiligten Wirkstoffs berechnet wird. Im Allgemeinen gibt 1 elektrochemisch äquivalente Substanz theoretisch 1 Faraday-Ladung ab, nämlich 96500C oder 26,8ah (1 Menge elektrochemischer äquivalenter Substanz, gleich dem Atom- oder Molekulargewicht des Wirkstoffs geteilt durch die Anzahl der Elektronen in der Reaktion). .

B. Nennkapazität. Bezieht sich auf die Mindestmenge an Elektrizität, die von der Batterie unter bestimmten Entladebedingungen während der Konstruktion und Herstellung der Batterie freigesetzt oder garantiert werden muss.

C. Tatsächliche Kapazität. Bezieht sich auf die Elektrizitätsmenge, die von der Batterie vor dem Ende der Spannung unter bestimmten Entladebedingungen, nämlich unter bestimmten Entladeströmen und -temperaturen, freigesetzt werden kann.

Die tatsächliche Kapazität des Akkus ist normalerweise 10% ~ 20% größer als die Nennkapazität.

Die Größe der Batteriekapazität hängt von der Menge und Aktivität der Wirkstoffe auf den positiven und negativen Elektroden sowie von der Struktur und dem Herstellungsprozess der Batterie und den Entladebedingungen (Strom und Temperatur) der Batterie ab.

Der umfassende Index, der die Batteriekapazität beeinflusst, ist die Nutzungsrate des aktiven Materials. Mit anderen Worten, je mehr aktives Material verwendet wird, desto höher ist die von der Batterie gegebene Kapazität.

Die Verwertungsrate von Wirkstoffen kann definiert werden als:

Auslastung = (tatsächliche Batteriekapazität / theoretische Batteriekapazität) 100%.

Oder Verwertung = (theoretische Wirkstoffdosis / tatsächliche Wirkstoffdosis) 100%.

Spezifische Energie und spezifische Leistung

Die Ausgangsenergie der Batterie bezieht sich auf die elektrische Arbeit, die die Batterie unter bestimmten Entladebedingungen ausführen kann, die gleich dem Produkt aus der Entladekapazität der Batterie und der durchschnittlichen Arbeitsspannung der Batterie ist, und ihre Einheit wird üblicherweise ausgedrückt als Wattstunde (Wh).

Es gibt zwei spezifische Energien einer Batterie. Man nennt spezifische Energie nach Gewicht, ausgedrückt in Wattstunden pro Kilogramm (Wh / kg); Die andere wird als volumenspezifische Energie bezeichnet, ausgedrückt in Wattstunden pro Liter (Wh / L). Die physikalische Bedeutung der spezifischen Energie ist die effektive elektrische Energie einer Batterie pro Gewichtseinheit oder Volumen. Dies ist ein wichtiger Indikator für den Vergleich der Batterieleistung.

Es muss darauf hingewiesen werden, dass sich die spezifische Energie einer einzelnen Batterie von der eines Batteriepacks unterscheidet. Die spezifische Energie eines Akkus ist immer geringer als die eines einzelnen Akkus, da der Akku immer eine Verbindungsleiste, einen externen Behälter, eine interne Verpackungsschicht usw. aufweist.

Die Leistung der Batterie bezieht sich auf die Energie, die die Batterie unter bestimmten Entladebedingungen in Zeiteinheiten abgeben kann. Das Gerät ist Watt (W) oder Kilowatt (kW). Die Leistung pro Gewichtseinheit oder Volumen einer Batterie wird als spezifische Leistung der Batterie in Watt pro Kilogramm (W / kg) oder Watt pro Liter (W / L) bezeichnet. Wenn die spezifische Leistung einer Batterie groß ist, bedeutet dies, dass mehr Energie in Zeiteinheit, Gewichtseinheit oder Volumeneinheit abgegeben wird, was darauf hinweist, dass sich die Batterie mit einem größeren Strom entladen kann. Daher ist die spezifische Leistung der Batterie auch einer der wichtigen Indizes zur Bewertung der Leistung der Batterie.

Wir behalten die Lagereigenschaften und die Selbstentladung bei

Nach trockener Lagerung (ohne Elektrolyt) oder nasser Lagerung (mit Elektrolyt) für einen bestimmten Zeitraum nimmt die Kapazität der Batterie von selbst ab. Dieses Phänomen nennt man Selbstentladung. Die sogenannte "Speicherleistung" bezieht sich auf den offenen Batteriekreis in einem bestimmten Zustand (wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit) nach einer bestimmten Zeit der Selbstentladungsgröße des Speichers.

Während der Lagerzeit gibt die Batterie zwar keine elektrische Energie ab, es tritt jedoch immer ein Selbstentladungsphänomen in der Batterie auf. Auch Trockenlagerung, da die Abdichtung nicht streng ist, in Wasser, Luft und Kohlendioxid und anderen Substanzen, so dass im thermodynamisch instabilen Zustand eines Teils der positiven und negativen Elektrode aktive Materialien einen Mikrobatteriekorrosionsmechanismus, REDOX-Reaktion und bilden Abfallverbrauch. Dies gilt insbesondere dann, wenn es nass gelagert wird. Das aktive Material im Elektrolyten ist ebenfalls instabil. Die meisten negativ aktiven Materialien sind aktive Metalle, die eine anodische Autolyse erfahren. In saurer Lösung ist das negative Metall instabil und in alkalischer Lösung und neutraler Lösung nicht sehr stabil.

Die Größe der Selbstentladung der Batterie wird im Allgemeinen als Prozentsatz der Kapazitätsreduzierung pro Zeiteinheit ausgedrückt, dh:

Selbstentladung = (co-ct / Cot) 100%.

Typ: Co ─ ─ vor der Akkukapazität, Ah;

Ct ─ ─ nach Speicherkapazität, Ah;

T ─ ─ Lagerzeit, Tag, Woche, Monat oder Jahr.

Die Größe der Selbstentladung kann auch durch die Anzahl der Tage ausgedrückt werden, an denen der Akku bis zu einer bestimmten Kapazität gelagert wird, die als Lagerlebensdauer bezeichnet wird. Es gibt zwei Arten der Lagerfähigkeit, nämlich Trockenlagerung und Nasslagerung. Die Batterielebensdauer des vor der Verwendung zugesetzten Elektrolyten wird auch als Trockenlagerdauer bezeichnet. Die Trockenlagerung kann sehr lang sein. Für die Batterielebensdauer, die vor Verlassen des Werks mit Elektrolyt versetzt wurde, wird dies üblicherweise als Nasslagerzeit (oder Nassladelebensdauer) bezeichnet. Die Selbstentladung ist bei Nasslagerung schwerwiegend und die Lebensdauer ist kurz. Beispielsweise kann die Trockenlagerfähigkeit von Silber-Zink-Batterien 5 bis 8 Jahre erreichen, die Nasslagerzeit beträgt jedoch normalerweise nur wenige Monate.

Bei den Maßnahmen zur Verringerung der Selbstentladung in der Batterie werden im Allgemeinen die Rohstoffe mit höherer Reinheit verwendet oder die Rohstoffe vorbehandelt, um die schädlichen Verunreinigungen zu entfernen. Zusätzlich können Metalle mit höherem Wasserstoffüberpotential wie Ag und Cd zum Metallgitter der negativen Elektrode hinzugefügt werden, und der Lösung können auch Korrosionsinhibitoren zugesetzt werden. Der Zweck besteht darin, die Ausfällung von Wasserstoff zu hemmen und das Auftreten einer Selbstentladungsreaktion zu verringern.

⑾ Leben

Die Batterielebensdauer hat zwei Konzepte: Trockenlagerung und Nasslagerung. Es muss darauf hingewiesen werden, dass diese beiden Konzepte nur für die Selbstentladungsgröße der Batterie gelten, nicht für die tatsächliche Lebensdauer der Batterie. Die tatsächliche Lebensdauer einer Batterie ist, wie lange die Batterie tatsächlich hält.

Bei Primärbatterien wird die Batterielebensdauer durch die Arbeitszeit bei gegebener Nennkapazität (die sich auf die Entladerate bezieht) charakterisiert.

Bei Sekundärbatterien wird die Batterielebensdauer in zwei Arten in Lade- und Entladezykluslebensdauer und Nassverwendungslebensdauer unterteilt.

Die Lebensdauer des Ladens und Entladens ist ein wichtiger Parameter zur Messung der Leistung von Sekundärbatterien. Es wird geladen und entladen, was als Zyklus (oder Zyklus) bezeichnet wird. Unter einem bestimmten Lade- und Entladesystem wird die Häufigkeit, mit der die Batterie standhalten kann, bevor die Batteriekapazität auf einen bestimmten festgelegten Wert abfällt, als Zykluslebensdauer der Sekundärbatterie bezeichnet. Je länger die Lebensdauer des Ladens und Entladens ist, desto besser ist die Batterieleistung. Unter den üblicherweise verwendeten Sekundärbatterien beträgt die Lebensdauer der Cadmium-Nickel-Batterie das 500- bis 800-fache, die Blei-Säure-Batterie das 200- bis 500-fache, die Lithium-Ionen-Batterie das 600- bis 1000-fache und die Zink-Silber-Batterie das 100-fache.

Die Lebensdauer der Sekundärbatterie hängt von der Entladungstiefe, der Temperatur sowie dem Lade- und Entlademodus ab. Die "Entladungstiefe" ist der Prozentsatz der von der Batterie freigesetzten Kapazität zur Nennkapazität. Die Zykluslebensdauer der Sekundärbatterie kann durch Verringern der Entladungstiefe ("flache Entladung") erheblich verlängert werden.

Die Lebensdauer von Nassregalen ist auch ein wichtiger Parameter zur Messung der Leistung von Sekundärbatterien. Dies bezieht sich auf die Zeit, zu der die Batterie nach dem Hinzufügen von Elektrolyt mit dem Lade- und Entladezyklus beginnt, bis die Zykluslebensdauer des Ladens und Entladens beendet ist (einschließlich der Zeit, zu der sich die Batterie im Lade- und Entladezyklus im Entladezustand eines feuchten Regals befindet). Je länger das nasse Regal ist, desto besser ist die Batterieleistung. Unter den häufig verwendeten Batterien beträgt die Haltbarkeit von Cadmium-Nickel-Batterien im feuchten Zustand 2 bis 3 Jahre, von Blei-Säure-Batterien 3 bis 5 Jahre, von Lithium-Ionen-Batterien 5 bis 8 Jahre und von Zink-Silber-Batterien mit nur etwa 1 Jahr die kürzeste.

Darüber hinaus ist die Leistung der Batterie: Niedertemperaturleistung, Überladungsbeständigkeit, Sicherheitsleistung.

Über die Einführung von Elektrofahrzeugbatterie Leistungsparameter, kleine Make-up für Sie, um 11 Punkte einzuführen, wissen nicht durch kleine Make-up der Einführung von jedem wissen, wie viel? Ich hoffe die Einführung von kleinem Make-up hilft Ihnen!

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