Pin Lithium-ion cho Xe điện

Pin xe điện

Pin xe điện (EVB, còn được gọi là pin kéo) là một loại pin được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các động cơ điện của xe chạy bằng pin (BEV). Loại pin này thường là pin có thể sạc lại và thường là pin lithium-ion. Những loại pin này được thiết kế đặc biệt để có công suất ampe giờ (hoặc kilowatt-giờ) cao.

Pin xe điện khác với pin khởi động, chiếu sáng và đánh lửa (SLI) vì chúng được thiết kế để cung cấp năng lượng trong một khoảng thời gian dài và là loại pin chu kỳ sâu. Pin dành cho xe điện được đặc trưng bởi tỷ lệ công suất trên trọng lượng, mật độ năng lượng riêng và năng lượng tương đối cao; pin nhỏ hơn, nhẹ hơn là mong muốn vì chúng làm giảm trọng lượng của xe và do đó cải thiện hiệu suất của nó. So với nhiên liệu lỏng, hầu hết các công nghệ pin hiện tại có năng lượng riêng thấp hơn nhiều và điều này thường ảnh hưởng đến phạm vi hoạt động toàn điện tối đa của xe.

Lịch sử pin xe

Loại pin phổ biến nhất trong các loại xe điện hiện đại là lithium-ion và lithium polymer, vì mật độ năng lượng cao so với trọng lượng của chúng. Các loại pin có thể sạc lại khác được sử dụng trong xe điện bao gồm axit chì (axit chì "ngập nước", chu trình sâu và được điều chỉnh bằng van), niken-cadmium, niken-hydrua kim loại và ít phổ biến hơn là kẽm-không khí và niken natri pin clorua ("ngựa vằn"). [1]Lượng điện (tức là điện tích) được lưu trữ trong pin được đo bằng ampe giờ hoặc bằng coulom, với tổng năng lượng thường được đo bằng kilowatt-giờ. Kể từ cuối những năm 1990, những tiến bộ trong công nghệ pin lithium-ion đã được thúc đẩy bởi nhu cầu từ các thiết bị điện tử cầm tay, máy tính xách tay, điện thoại di động và công cụ điện. Thị trường BEV và HEV đã gặt hái được những lợi ích từ những tiến bộ này cả về hiệu suất và mật độ năng lượng. Không giống như các nhà máy hóa học pin trước đó, đặc biệt là niken-cadmium, pin lithium-ion có thể được xả và sạc lại hàng ngày và ở bất kỳ trạng thái sạc nào.

Pin cho Pin xe tốc độ thấp thuần điện

Vật liệu cháy

Các thiết kế bộ pin dành cho Xe điện rất phức tạp và khác nhau tùy theo nhà sản xuất và ứng dụng cụ thể. Tuy nhiên, tất cả chúng đều kết hợp sự kết hợp của một số hệ thống thành phần cơ và điện đơn giản thực hiện các chức năng cơ bản cần thiết của gói.

Các tế bào pin thực tế có thể có hóa học, hình dạng vật lý và kích thước khác nhau tùy theo ưu tiên của các nhà sản xuất gói khác nhau. Bộ pin sẽ luôn kết hợp nhiều tế bào rời rạc được kết nối nối tiếp và song song để đạt được tổng điện áp và dòng điện yêu cầu của bộ pin. Bộ pin cho tất cả các EV truyền động điện có thể chứa vài trăm ô riêng lẻ. Mỗi tế bào có điện áp danh định 3-4 vôn, tùy thuộc vào thành phần hóa học của nó.

Để hỗ trợ sản xuất và lắp ráp, ngăn xếp ô lớn thường được nhóm lại thành các ngăn xếp nhỏ hơn được gọi là mô-đun. Một số mô-đun này sẽ được đặt trong một gói duy nhất. Trong mỗi mô-đun, các tế bào được hàn với nhau để hoàn thành đường dẫn điện cho dòng điện. Các mô-đun cũng có thể kết hợp các cơ chế làm mát, màn hình nhiệt độ và các thiết bị khác. Các mô-đun phải duy trì trong một phạm vi nhiệt độ cụ thể để có hiệu suất tối ưu.

Ngăn xếp pin có cầu chì chính giới hạn dòng điện của gói trong điều kiện ngắn mạch. Có thể tháo "phích cắm dịch vụ" hoặc "ngắt kết nối dịch vụ" để chia ngăn xếp pin thành hai nửa cách ly về điện. Khi rút phích cắm bảo dưỡng, các đầu nối chính tiếp xúc của pin không có nguy cơ cao về điện đối với các kỹ thuật viên bảo dưỡng.

Bộ pin cũng chứa các rơ le, hoặc bộ tiếp điểm, điều khiển việc phân phối năng lượng điện của bộ pin đến các cực đầu ra. Trong hầu hết các trường hợp, sẽ có tối thiểu hai rơ le chính kết nối ngăn xếp pin với các cực đầu ra âm và dương chính của gói, sau đó cung cấp dòng điện cao cho động cơ truyền động điện. Một số thiết kế gói sẽ bao gồm các đường dẫn dòng điện thay thế để sạc trước hệ thống truyền động thông qua một điện trở sạc trước hoặc để cấp nguồn cho một bus phụ cũng sẽ có các rơ le điều khiển riêng. Vì lý do an toàn, tất cả các rơ le này đều mở bình thường.

Bộ pin cũng chứa nhiều loại cảm biến nhiệt độ, điện áp và dòng điện. Việc thu thập dữ liệu từ các cảm biến gói và kích hoạt rơle gói được thực hiện bởi Bộ phận Giám sát Pin (BMU) hoặc Hệ thống Quản lý Pin (BMS) của gói. BMS cũng chịu trách nhiệm liên lạc với xe bên ngoài bộ pin.

Phạm vi chẵn lẻ

Phạm vi lái xe ngang bằng nghĩa là xe điện có phạm vi hoạt động tương đương với xe đốt cháy toàn phần trung bình, với pin có năng lượng riêng lớn hơn 1 kWh /kg. Phạm vi cao hơn có nghĩa là xe điện sẽ chạy được nhiều km hơn mà không cần sạc lại.

Tiết kiệm chi phí

Về chi phí vận hành, giá điện để chạy BEV là một phần nhỏ so với chi phí nhiên liệu cho động cơ đốt trong tương đương, phản ánh hiệu suất năng lượng cao hơn.