Kasi Ma Module gha Batiri Ni Vichi?

Ma module gha mabatire ni maungano ghapakati agho ghakusazga maselo ghanandi gha mabatire mu mzere panji mu ndondomeko zakuyana kuti ŵafiske nkhongono za magesi zapachanya na nkhongono zakufumiramo. Kanandi vigaŵa ivi vikuŵa na maselo ghake, vyakukolerana vya magesi nga ni mabasi, Battery Management System (BMS), vigaŵa vyakulongozgera kutentha, na nyumba zakuvikilira.

Mu ndondomeko ya mabatire, vigaŵa vikugwira ntchito nga ni bulawuro wakuzirwa pakati pa maselo gha munthu waliyose na mabatire ghose. Selo yimoza ya lithiamu-ion kanandi yikupanga 3.2 mpaka 3.7 volts, kweni mapulogalamu nga ni magalimoto gha magesi ghakukhumbikwira 400 mpaka 800 volts. Ma module ghakumazga mphambano iyi ya magesi mwa kulumikizga maselo mwamahara uku ghakusunga kukura kwakulongozgeka na kugwira ntchito.

Kupangika kwa vigaŵa vya mabatire

Ma module gha mabatire ghali na vigaŵa vinandi vyakukolerana ivyo vikugwira ntchito pamoza kuti nkhongono ziŵe zakuvikilirika na zakwenelera.

Fawundeshoni iyi yili na maselo gha mabatire agho ghali kuŵikika mu nthowa zakupambanapambana. Maselo agha ghangaŵa gha silinda (nga ni mitundu ya 18650 panji 21700), gha prismatic (mabuloko gha makona ghatatu), panji gha thumba (mathumba ghakuphapha ghakusinthasintha). Kusankha kukuthemba pa nkhongono zakukhumbikwa, mikhaliro ya kutentha, na vyakukanizga vya kapangidwe ka galimoto. Maselo gha prismatic ghakalamuliranga 48.4% ya msika wa magalimoto gha magesi mu 2024 chifukwa cha malo ghawo - nkhongono zakuŵika makora na kusintha katundu wakulongozga kutentha.

Kulumikizana kwa magesi kukupanga ndondomeko ya kuzungulira kwa ma module. Mabasi ghakupangika kufuma ku mkuwa panji aluminiyamu kulumikizga maselo mu mndandanda wakuŵerengeka-kukhazikika kwakuyana. Kulumikizana kwa mndandanda kukusazgirako magesi apo kulumikizgana kwakuyana kukusazgirako nkhongono. Munthu uyo ​​wakuchita EV wangakolerana na maselo 12 mu mzere (1P12S configuration) kuti wafiske pafupifupi 44 volts, ndipo vigaŵa vinandi vikusazgana mu phukusi.

Nthowa yakulongozgera mabatire yikwimira chigaŵa cha vinjeru. BMS hardware yikuwonelera magesi mu maselo ghaliyose, yikulondezga kutentha pa malo ghanandi, yikupima umo magesi ghakuchitira, na kupenda umo magesi ghakuŵira. Mayuniti gha mazuŵa ghano gha BMS ghakudumbiskana kwizira mu ndondomeko ya basi ya CAN, kupangiska kuti nyengo yeneco-kusinthaniske data na ndondomeko zakulongozgera galimoto. Nthowa iyi yikulinganiska maselo pa nyengo yakulipiliska kuti magesi ghaleke kusunkhunyika pakati pa mayuniti, agho ghangapangiska kuti umoyo wa paketi uŵe wakucepa na 20-30%.

Nthowa yakulongozgera kutentha yikulaŵilira kutentha kwa ntchito. Ma module ghanandi ghakusazgapo panji mbale zakuzizimiskira maji panji nthowa za mphepo. Nthowa zakuzizimiskira maji zikuzungulira glycol -based coolant kwizira mu mbale za aluminiyamu mu kukhwaskana kwakutentha kwakudunjika na maselo, kusunga kutentha kwakuyana mukati mwa 2-3℃mu chigaŵa chose. Kulongosora uku kukukanizga malo ghakotcha ghakukhalapo agho ghakupangiska kuti kutentha kunangike panji, mu nyengo zakofya, vyakuchitika vyakuchimbira vyakutentha.

Nyumba ya module yikupereka chitetezo cha makina na kupatula magesi. Ŵanthu awo ŵakupanga vinthu ivi ŵakugwiliskira ntchito vinthu ivyo vikupangiska kuti moto uleke kugolera nga ni polypropylene panji polycarbonate. Casing yikwenera kuzizipizga kugwedezeka, nkhongono zakukhwaska para yagwa, na kukhwaskika na chilengiwa uku yikulekeska kunjira kwa chinyezi icho chingananga vyakukolerana.

Nthowa zakupangira vinthu vyakukolerana na umo vikugwiriskikira nchito

Nthowa iyo maselo ghakukolerana mukati mwa ma module yikupangiska chomene mikhaliro ya kachitiro.

Kusintha kwa mndandanda kukusazgirako magesi mwa kulumikizga chigaŵa chiwemi cha selo limoza na chigaŵa chiheni cha selo linyake. Para maselo ghanayi gha 3.2V lithiamu iron phosphate ghakulumikizgika mu mzere, chigaŵa ichi chikufumiska 12.8V uku chikusunga msinkhu wa nkhongono ya selo yimoza -. Magalimoto gha magesi ghakugwiriskira ncito comene vigaŵa vyakukolerana cifukwa magesi ghakuru ghakovwira kuti magesi ghapelekeke makora na kucepeskako magesi ndiposo vipimiro vya waya vicokovicoko.

Kusintha kwakuyana kukukuzga nkhongono mwa kuphatikizga vigaŵa vyose viwemi pamoza na vigaŵa vyose viheni pamoza. Usange maselo ghatatu gha 50Ah ghakulumikizgika mwakuyana, chigaŵa chikupereka 150Ah pa magesi gha selo limoza -. Manozgano ghakuyana waka ghakuyana na mapulogalamu agho ghakukhumbikwira nyengo yitali yakugwira ntchito pa magesi ghapasi, nga ni malo ghakusungirako nkhongono ghakunyamulika panji ndondomeko za magesi ghakusungirako.

Mndandanda-kuphatikiza kwakuyana kukupangiska kuti magesi na nkhongono ziŵe ziwemi. Chigaŵa cha 2P12S chikulumikizga maselo ghaŵiri mwakuyana, ndipo pamanyuma chikulumikizga khumi na ghaŵiri gha ŵaŵiri aŵa ŵakuyana mu mzere. Ici cikupereka nkhongono kaŵiri za selo limoza pa nkhongono zake zakukwana khumi na ziŵiri. Kusinthasintha kwa mndandanda-kupanga mwakuyana kukupangiska ŵakupanga kuti ŵapimire ndondomeko ya mabatire mwakuyana na ivyo vikukhumbikwa.

Kukwera kwa ma modular architecture kukayamba chomene mu 2024 apo ŵakupanga ŵakapenja nthowa zakusinthasintha, zakukwana. Data ya mafakitale yikulongora kuti mndandanda -mapangidwe ghakuyana waka ghakakura chomene chifukwa cha vifukwa viŵiri vikuru: malango gha ndege ghakukanizga kunyamura -pa mabatire kufika pa 100 watt-maora, kupanga mapaketi gha modular na mayuniti ghakusinthana ghakugwira ntchito chomene, ndipo mapulogalamu gha vipangizo vya kuwaro ghakusanga phindu kufuma ku field min.

Mitundu ya vigaŵa vya batire na chemistry ya maselo

Ma chemistry ghakupambanapambana gha lithiamu - ion ghakupanga ma module agho ghali na ndondomeko zakupambanapambana zakuchitira vinthu.

Nickel Manganese Cobalt (NMC) vigaŵa vikupereka nkhongono zinandi, chomenechomene 150 -220 Wh / kg pa msinkhu wa chigaŵa. Ici cikuŵapangiska kuŵa ŵawemi ku magalimoto gha magesi ghakwendeska ŵanthu apo msinkhu pa unit weight ukupangiska kuti ŵamalonda ŵazomerezgeke. Maselo gha NMC ghakupereka nkhongono zakukhora zakufumiskiramo mwaluŵiro uku ghakusunga umoyo wa msinkhu wakukwana wa 1,000-2,000 msinkhu wose wa mtengo-kufumiska. Kweni ŵakukhumbikwira kuti ŵaŵapwelelerenge makora chifukwa chakuti ŵakutenthema chomene pakuyaniska na makemikolo ghanyake.

Ma module gha lithiamu Iron Phosphate (LFP) ghakuŵika pakwamba chivikiliro na umoyo utali. Nkhongono zikuchimbira pasi pa 90-140 Wh / kg, kweni ma module gha LFP ghakuzizipizga 3,000-5,000 mzere pambere ghandafike pa 80% nkhongono. Kukhazikika kwawo kwapadera kwa kutentha kukupangiska kuti ŵatemweke mu magalimoto gha malonda, mabasi, na malo ghakusungirako nkhongono ghambura kugwedezeka. Ma module gha LFP ghakalamuliranga pa kupanga EV ya ku China mu 2024, apo ŵakupanga ŵa ku Western ŵakaŵazomerezga chomene kuti ŵaŵe na mitundu yakunjira na ya pakati.

Ma module gha sodium - ion ghakawoneka nga ni tekinoloje yinyake mu 2024. Makampani nga ni BYD ghakaŵika ndalama zakukwana madola 30 biliyoni mu malo ghakupangira sodium -ion gha 30 GWh. Ma module agha ghakugwiriskira ncito sodium yinandi m’malo mwa lithiamu, ndipo ghakucepeskako mtengo wa vyakupangira vinthu ndiposo kupwetekeka kwa vyakupeleka. Maselo gha sodium - ion ghakugwira ntchito makora mu nyengo yakuzizima, kusunga 80% nkhongono pa -20 digiri pakuyaniska na lithiamu -ion ya 50-60% kusunga. Mapulogalamu gha malonda ghakamba kuwoneka mu magalimoto gha mawilo ghaŵiri na ghatatu.

Litiyamu Titanate Oxide (LTO) vigaŵa vikuchita makora chomene mu mapulogalamu gha niche agho ghakukhumba umoyo utali chomene. Maselo gha LTO ghakuzizipizga mzere wa 20,000-30,000, ndipo ghakupangiska kuti ghaŵe ghakukwana pa mabasi gha mu matawuni na pa sitima nangauli nkhongono zake zikukwana 60-80 Wh/kg pera. Nkhongono ya kulipira mwaluŵiro yikupangiska kuti ma module gha LTO ghafike pa 80% mu mphindi 10-15 kwambura kunangika.

Nthowa zakupangira na kuwunganya vinthu

Kupanga vigaŵa vya mabatire kukusazgako uinjiniya wakukwana na malango ghakukhozga gha chivikiriro.

Ndondomeko iyi yikwamba na kuwoneseska maselo agho ghakwiza. Maselo ghakwiza kufuma ku awo ŵakupeleka vinthu mu mathumba ghakuvikilirika ndipo ghakuyezgeka magesi, nkhongono, na kukana kwa mukati. Ŵanthu awo ŵakupanga vinthu ŵakupima vigaŵa ivi kuti ŵamanye maselo agho ghali na mikhaliro yakuyana-voltage mukati mwa 5 millivolts na nkhongono mukati mwa 1% ya vigaŵa ivyo ŵakukhumba. Maselo agho ghakuwira kuwaro kwa vizomerezgo vyakumanyikwa ghakukanizgika, pakuti maselo ghambura kukolerana ghakupangiska kuti kulipira kwambura kulinganizgika uko kukuchepeska umoyo wa module.

Kunozga malo kukulondezgapo kuwoneseska. Kutozga na laser kukuwuskapo vigaŵa vya oxide na vinthu vyakufipirwa kufuma ku maselo ghakumalira. Sitepe iyi yikulongora kuti njakuzirwa chomene pa mtundu wa kuwotcha; nanga ni vigaŵa vichokovichoko pakati pa malo ghakuwotchera vingapanga viŵaro vyakukhozga chomene ivyo vikupangiska kuti paŵe kutentha pa nyengo yakugwira ntchito.

Kuŵika maselo pamoza kukuŵika maselo ghakwenelera mu ndondomeko yawo yakusankhika. Nthowa zakujiyimira paŵekha zikuŵika maselo na sub-millimeter mwakukwana mwakugwiliskira nchito nthowa zakuwonera za CCD izo zikumanyiska malo ghakumalira. Ma spacers pakati pa maselo ghakupanga mipata ya mphepo kuti yizizime panji kuŵikamo vinthu vyakukhwaskana na kutentha ivyo vikulongozga kutentha ku mbale zakuzizimira.

Busbar kuwotcha kulumikiza maselo magesi. Mizere ya mazuŵa ghano yakupangira vinthu yikugwiriskira ncito laser welding m’malo mwa nthowa zakukanizga panji za ultrasonic. Kuwotcha na laser kukupereka nkhongono zakwenelera ku mgwirizano kwambura kutentha chomene uko kungananga maselo. Ndondomeko iyi yikupanga welds na kukana kwa magesi pasi pa 0.1 milliohm. Nthowa zakuwonelera mtundu zikuchita nyengo yeneco-kuwoneseska mwakugwiliskira nchito masensa ghakuwonera agho ghakukhozgera geometry ya weld na kuwoneseska kwa X-ray uko kukuvumbura viheni vya mukati.

Kuphatikizgika kwa BMS kukuchitika pamanyuma pa kusonkhana kwa makina. Ŵanthu awo ŵakugwira ntchito panji ma roboti ŵakuŵika mawaya ghakumanyira magesi pa selo yiliyose, ŵakuŵika vinthu ivyo vikumanyiska kutentha pa malo ghakwenelera, na kulumikizga BMS circuit board. Nthowa iyi yikuyezgeka apo mzere wakuyezgelera wa kulipira na kufumiska magesi ukukhozgera kuti BMS yikuwonelera makora vigaŵa vyose na kuchita milimo ya chivikiliro.

Msonkhano wa nyumba za module ukujalira vigaŵa. Mbale yakukhazikika, iyo kanandi yili na nthowa zakuzizimiskiramo, yikupokera kugwiriskira ncito vinthu vyakukhwaskana na kutentha. Ŵantchito panji awo ŵakugaŵira vinthu mwamahara ŵakuŵika phala lakutenthemeska panji lakumatira pa malo agho ghakukhwaskana. Mulu wa maselo ukukwera pa mbale iyi, ndipo chibenekelero cha nyumba chikujara msonkhano.

Ŵanthu awo ŵakayezgeka paumaliro ŵakamalizga masambiro ghawo ghakukhwaskana na magesi, kutentha, na kukhozgera makina. Mayeso ghakupima magesi agho ghali pasi pa katundu, kukhozgera umo dongosolo la kuzizimiskira likugwira ntchito makora, kuwona usange gasi panji vyakuzizimiska vikudontha, na kukhozgera kuti vyakukolerana vikuzizipizga kugwedezeka. Ma module pera agho ghakujumpha ndondomeko zose ndigho ghazomerezgeka kuwungana pamoza.

Nthowa zakulongozgera vyakutentha na vyakuvikilira

Kulaŵilira kutentha kukuyimilira nga ni ntchito yakuzirwa chomene ya chivikiliro mu vigaŵa vya mabatire.

Maselo gha lithiamu- ion ghakugwira ntchito makora pakati pa 20-40 digiri. Kugwira ntchito pachanya pa 60℃kukupangiska kuti nkhongono zileke kuŵapo mwaluŵiro, ndipo 10℃yiliyose yakutentha yikukwera pafupifupi kaŵiri viŵelengero vya kunangika. Kutentha kwakujumpha 80-90℃kuli pa ngozi ya kutentha-kujipwelelera kwa exothermic reaction apo kuvunda kwa maselo kukupanga kutentha mwaluŵiro kuluska umo ndondomeko zakuzizimiskira zingawuthandazgira.

Kuzizima kwa mphepo kukuyimira nthowa yipusu chomene yakulongozgera kutentha. Mafani ghakuchichizga mphepo kujumpha mu nthowa pakati pa maselo, kuwuskapo kutentha kwizira mu convection. Mabatire gha Honda Insight na Toyota Prius ghakugwiliskira ntchito mphepo yakuzizima. Nangauli nchakukhumbikwa ndalama, mphepo yakuzizima yikulimbana na kusunga mtundu wa kutentha, ndipo pali kusiyana kwa madigiri 10-15 pakati pa vigaŵa vyakunjilirapo na vyakufumiramo vya vigaŵa. Kuzizima kwambura kuyana uku kukupangiska kuti maselo agho ghali pa nyengo yakupambanapambana ghacekuruke pa mlingo wakupambanapambana.

Kuzizima kwa maji kukukwaniska kugwira ntchito makora chomene. Mafuta ghakuzizima ghakujumpha mu nthowa izo zili mu mbale za aluminiyamu izo zikuŵikika pakati pa vigaŵa vya maselo panji zikuŵikika pa vigaŵa vya module. Kutentha kwa aluminiyamu na nkhongono yikuru ya kutentha kwa maji ghakuzizima kukupangiska kuti kutentha kuŵe kwakukhora. Mabatire gha Tesla ghakugwiriskira ncito nthowa zakuzizimira za njoka izo zikusunga mphambano ya kutentha kwa maselo pasi pa madigiri 5 . Nthowa za maji zikusazgapo kusuzga, kulemera, na malo agho ghangaŵa ghakudontha, kweni vyakuguliska ivi vikulongora kuti ni vyakuzirwa chomene ku mapulogalamu ghakugwira ntchito makora.

Vinthu vyakusintha vya chigaŵa vikupereka vyakulongozga vyakutenthemeska. Ma PCM ghakutora kutentha apo ghakusungunuka, kusunga kutentha kwa nyengo zose pa nyengo ya kusintha kwa chigaŵa. Para dongosolo la batire lazizima, PCM yikukhozga na kufumiska moto uwo wasungika. Kafukufuku mu 2024 wakalongora kuti PCM -based modules yikachepeska kutentha kwapachanya na 15-20℃pa nyengo yakufumiska mwaluŵiro uku yikusunga kutentha kwakuyana waka. Ndipouli, PCMs zikukhumbikwira kupangika mwakupwelelera kuti ziwoneseske kuti kutentha kwakukwana kuti kuzizime kwachiŵiri para vinthu vyasungunuka chomene.

Nthowa zakuvikilira zakujumpha pa kulaŵilira kwa kutentha zikusazgapo maseŵero ghakucepeskako magesi agho ghakukanizga magesi ghakujumphizga pa nyengo ya viheni, kuwoneseska magesi agho ghakudumura vigaŵa ivyo vikujumpha pa vipimo vyakuvikilirika, na vipata vyakuwovwilira para vyaphulika ivyo vikufumiska mphepo pambere nkhongono zindaphwanye vidindo vya nyumba. BMS yikupanga vitetezgo ivi, kanandi yikugwiriskira ncito masensa ghanandi ghambura kukhumbikwa na fundo zakujalira nthowa ziŵiri- kuti yileke kutondeka pa fundo yimoza -.

Udindo muBatiri ya galimoto ya lithiamuNthowa

Vigaŵa vya mabatire vikugwira ntchito nga ni vigaŵa vyakuzirwa chomene vya kusunga nkhongono za galimoto za magesi.

Magalimoto gha magesi ghakusazga vigaŵa mu mapaketi kwizira mu kuwungana kwa makina na magesi. Batiri ya EV yakumanyikwa yili na vigaŵa 6-12 kuyana na kukura kwa galimoto na vigaŵa ivyo vikukhumbikwa. Ma EV ghachokoghachoko ghangagwiliskira ntchito vigaŵa 6 ivyo vikukwana na 40-50 kWh, apo ma EV ghapachanya gha mtunda utali ghakusazgapo vigaŵa khumi na viŵiri panji vinandi ivyo vikujumpha 100 kWh.

Kuŵika vinthu pa malo ghakuyana waka kukupangiska kuti vinthu viŵe vipusu pakupanga na kupeleka uteŵeti. Para ŵakupanga vinthu ŵakupanga vinthu ivyo vikuŵa na vigaŵa vyakuyana waka ndiposo ivyo vikupangika na magesi, ŵangasazgako maselo ghakupambanapambana panji nkhongono zawo pa mizere ya viyelezgero uku ŵakugwiliskira nchito vipangizo vyakumanyikwa. Modularity iyi yikuchepeska ndalama zakupangira vipangizo na kusuzga kwa katundu. Usange chigaŵa chinyake chatondeka kugwira ntchito, ŵasayansi ŵangasintha chigaŵa chimoza m’malo mwa chigaŵa chose, ndipo ivi vikupangiska kuti ndalama zakunozga zichepeko chomene.

Ndondomeko ya module yikulongosoraso za chivikiliro kwizira mu kugaŵika. Mabatire gha EV gha mazuŵa ghano ghakugwiriskira ncito vipingo vyakukhozga moto- pakati pa vigaŵa. Usange thermal runaway yikuchitika mu selo limoza, vipingo vikuŵa na ivyo vikuchitika ku chigaŵa ichi, kukanizga kutondeka kwa cascade mu paketi yose. General Motors wakapanga ndondomeko yakulongozgera kuthandazgika kwa kutentha iyo yikuwonelera vigaŵa paŵekha na kupatura vigaŵa ivyo vikutondeka pambere vigaŵa vyapafupi vindafike pa msinkhu wakofya.

Kuphatikizgika kwa galimoto kukukhumba kughanaghanira makora umo vigaŵa viŵikikenge. Ma EV ghanandi ghakuŵika batire pasi pakati pa matayala, ndipo ghakupanga malo ghapasi ghakuguza vinthu agho ghakovwira kuti munthu waŵe na mwaŵi wa kugwiliskira ntchito. Mu envulopu iyi, ma module ghakwenera kukwana kuzingilizga magalimoto ghakuyendeska galimoto, vigaŵa vyakuyimika, na vipangizo vya ngozi. Nissan's universal stack structure yikuzomerezga kusintha vigaŵa vya module-kusinthasintha maselo na kuŵika -kuti malo ghagwiriskike nchito makora mu mapulatifomu ghakupambanapambana gha magalimoto.

Kulipiliska vyakupangika vikukolerana na ma module kwizira mu pack-level BMS. Pa nyengo ya DC mwaluŵiro kulipira, sonosono ukunjira mu paketi pa viŵelengero vyakujumpha 250 kW mu ndondomeko zinyake. BMS yikugaŵira nkhongono izi mu vigaŵa vyose uku yikuwoneseska kuti magesi ghakuyana yayi na kukwera kwa kutentha. Cell-level BMS units mukati mwa module yiliyose yikulongosora umo vinthu viliri ku BMS yikuru, iyo yikusintha mitengo ya kulipira panji kulongozgaso magesi kuti yileke kunangika.

Mapangidwe ya module yapamwamba yikulutilira kusintha. Cell -to -Pack (CTP) tekinoloje yikuwuskapo vigaŵa vya chikhalidwe mwa kuŵika maselo mwaluŵiro mu nyumba ya pack. CATL na BYD ŵakambiska mapulani a CTP agho ghakusazgirako nkhongono na 10-15% kwizira mu kuchepeska ndalama zakupakira. Selo -ku -Chassis (CTC) yikutora ichi kulutilira mwa kuphatikiza maselo mu vigaŵa vyakupangika na galimoto. Ivyo vikupangika vikupangiska kuti paŵe mzere pakati pa vigaŵa na mapaketi, kweni milimo yakuzirwa-kulumikizgana kwa magesi, kulongozga kutentha, na kuwoneseska-vikulutilira kuŵa vyakuzirwa nangauli nyumba ya vigaŵa vyakupatulika yikusoŵa.

Mapulogalamu Kuluska pa Magalimoto gha Magesi

Ma module gha mabatire ghakugwira ntchito mu mafakitale ghakupambanapambana na vyakukhumbikwa vyakupambanapambana.

Nthowa zakusungirako nkhongono za Grid-scale zikugwiriskira nchito vigaŵa kuti zileke kupanga nkhongono zakuzgoŵezgeka. Mafamu gha zuŵa na mphepo ghakupanga magesi mwakupambanapambana, ndipo ivi vikupangiska kuti ivyo vikukhumbikwa vileke kukolerana. Mabatiri ghakusungirako nkhongono zinandi pa nyengo iyo ŵakupanga vinthu vinandi ndipo ŵakufumiska nkhongono pa nyengo iyo ŵakukhumba chomene. Kuŵika kwakumanyikwa kwa utility-scale kungatumizga mazana ghanandi gha ma module ghakukwana maora ghanandi gha megawatt-. Mu 2024, kuŵika mabatire ghakusungirako mabatire gha ku US kukafika pa 9.2 gigawatts, na mapulani agho ghakupangiska kuti nkhongono ziŵe zinandi apo vyakukhumbikwa vya nkhongono vikukura.

Vinthu vyakunyamulira vinthu nga ni ma forklift vikugwiliskira ntchito chomene ma module gha lithiamu-ion. Komatsu wakayezga sodium -ion modules mu 1.5-tani kilasi forklifts mu 2024, kulongora kuti kemiko yinyake yingateŵetera mu mafakitale. Nthowa za mabatire ghakupangika na vigaŵa vinyake zikovwira awo ŵakugwira ntchito mu ngalaŵa kuti ŵasungilire mabatire ghanyake agho ghali na magesi kuti ŵasinthe mwaluŵiro, ndipo ivi vikupangiska kuti nyengo iyo vipangizo vikukhalira viŵe vichoko chomene pakuyaniska na mabatire gha lead-acid agho ghakukhumbikwira kuti ghaŵikidwe maora ghanandi.

Vipangizo vyakuzenga vyakuzirwa chomene vikukumana na vinthu vyakusuzga chomene. Moog Kuzenga wakayambiska Nthowa ya Mabatiri ya ZQuip Modular mu 2024, iyo yikaŵa na vigaŵa vyakusinthana vya 70 kWh na 140 kWh. Kusintha uku kukupangiska kuti awo ŵakugwira ntchito ŵaŵikepo nkhongono zawo kuti ŵachitenge ivyo ŵakukhumba-kugwiriskira ntchito vigaŵa vichokovichoko kuti ŵachepeske kulemera kwa galimoto na vigaŵa vikuruvikuru kuti ŵachitenge ntchito yitali. Kusinthana kwa mabatire kukupangiska kuti galimoto yilutilire kugwira ntchito mwa kusinthaniska ma module agho ghali kumara na ma unit agho ghali na charge kwambura kuti galimoto yileke nchito.

Vipangizo vya magesi vyakunyamulika na vya magesi vikugwiriskira ntchito vigaŵa vichokovichoko. Vipangizo vya magesi vya mtundu wa nkhwantha vikugwiriskira ncito vigaŵa ivyo vili na maselo gha lithiamu 5 ({7}} ion, ndipo vikupereka 18-36V pa nkhongono ya 2-5 Ah. Nthowa ya modular yikovwira kuti mabatire ghaŵe ghakukolerana, apo kapangidwe ka module kamoza kakupereka nkhongono ku mitundu yinandi ya vipangizo mukati mwa mzere wa katundu wa ŵakupanga.

Nthowa zakupelekera magesi ghambura kugaŵikana (UPS) zikuvikilira vinthu vyakuzirwa kuti magesi ghaleke kugaŵikana. Malo ghakusungamo data na vipatala vikuŵika ma lithiamu-ion module arrays agho ghakupereka nkhongono zakusungamo magesi para magesi yazima na kukhazikiska magesi para magesi yasokonezgeka. Modular architecture yikuzomerezga kuti nkhongono ziŵe zakuyana na ivyo vikukhumbikwa pa katundu wakuvikilirika ndipo vikupangiska kuti kunozga kuŵe kwambura kusuzga kwizira mu kusintha kwa module-mlingo m'malo mwa kugwira ntchito ya batire-yose.

Mapulogalamu gha ndege ghakukhumba ma module ghakunozgeka kuti ghaŵe ghakuzirwa na kugomezgeka. Ndege za magesi na drone zikugwiriskira ncito vigaŵa ivyo vili na maselo ghakusankhika mwakupambanapambana kuti ghagwirenge nchito mwakuyana mu vigaŵa vyakutentha comene ivyo vikukumana navyo pa mtunda. Nthowa za BMS zakusazgikira na mphepete zakutenthemeska zakukhozga zikupangiska kuti paŵe chivikiliro mu mapulogiramu agho kutondeka kwa batire kungapangiska masuzgo ghakuru.

Kulaŵilira Uwemi na Miyezo

Kuyezgeka mwakupwelelera kukupangiska kuti chigaŵa chiŵe chakugomezgeka mu umoyo wose.

Kuyezga magesi kukukhozgera magesi, nkhongono, na kukana mukati. Ma module ghakuchitika na charge- discharge cycling pa ma currents ghakulaŵilirika uku ghakuwonelera ma curves gha magesi. Miyeso ya nkhongono yikwenera kugwa mu 2-3% ya viyezgo vyakumanyikwa. Kuyezgeka kwakukana mukati pa maboma ghakupambanapambana gha mtengo kukumanyiska kulumikizgana kwakukhozgeka yayi uko kungapangiska kuti paŵe masuzgo ghakugomezgeka.

Kuyezgeka kwa kutentha kukupangiska kuti paŵe kutentha kwakujumphizga. Vipinda vikuzungulira vigaŵa vya -40℃mpaka +60℃ranges, kuyezgelera umo chilengiwa chikuwonekera mu nyengo kufuma ku nyengo ya chiwuvi ya arctic kufika ku nyengo ya chilimwe ya mapopa. Kuyezgeka kwa kutentha kukusintha mwaluŵiro pakati pa kutentha kwakujumphizga kuti ŵakhozgere kuti kukura kwa vinthu vyakupambanapambana kukupangiska yayi kuti makina ghatondeke.

Kuyezgeka kwa vibration kukuyezgelera vyakwendekwenda na masuzgo ghakugwira ntchito. Ma module ghakukwera pa multi-axis shakers agho ghakupanga ma profile gha pafupipafupi kufuma ku kugwedezeka kwa msewu, kugwira ntchito kwa makina, panji kukhwaskika. Accelerometers yikuwoneseska umo magesi ghakuchitira, ndipo magesi ghakulutilira kuwoneseska kuti ghawone usange ghakutondeka nyengo na nyengo chifukwa cha kusuzgika kwa makina.

Kuyezgelera kwa chitetezo kukusazgapo kuŵika magesi ghakujumpha muyezo, kuŵika magesi ghakujumpha mu -, magesi ghafupi, na vyakuchitika vyakuphwanya. Kuyezgeka kwa nkhaza kukukankhira dala ma module kuluska mphaka ya ntchito yakuvikilirika pasi pa mikhaliro yakulaŵilirika kuti ŵakhozgere kuti ndondomeko zakuvikilira zikugwira ntchito makora ndiposo kuti thermal runaway, usange yapangika, yikukhala mukati mwa module. Mayesero ghakunanga agha ghakupereka sembe za viyezgelero kuti ŵakhozgere mphepete za chivikiliro cha kapangidwe.

Kuyezgelera kwa chilengiwa kukukhozgera chivikiliro cha ingress ku fuvu na maji. Ma module ghakuyezgeka na kuyezgeka na kujiŵika mu maji ghakuyana na IP rating yawo. Kanandi vigaŵa vya magalimoto vikufika pa msinkhu wa IP67, kung’anamura kuti vikuzizipizga para vyabizgika mu maji gha mita yimoza kwa nyengo yichoko waka kwa maminiti 30.

Vikalata vya mtundu vikupambana kuyana na umo munthu wakugwiliskira ntchito. Ma module gha magalimoto ghakulondezga UL 2580, ghakukhwaskana na chivikiliro cha mabatire gha lithiamu - ion kuti galimoto ziyendenge, na ISO 26262 kuti ziŵe zakuvikilirika pakugwira ntchito. Kusunga nkhongono zakukhazikika kukulondezga UL 9540 kwa ndondomeko zakusungirako nkhongono. Mayendero ghakukumana na ivyo UN 38.3 yikukhumba kuti mabatire gha lithiamu ghatumizgike makora. Ŵanthu awo ŵakupanga vinthu ŵakwenera kulemba kuti ŵakulondezga malango agha kwizira mu kuyezga na kusunga ndondomeko yiwemi pasi pa ISO 9001 panji malango gha IATF 16949 ghakukhwaskana na magalimoto.

Kughanaghanira vya chuma na msika

Mtengo wa chigaŵa cha mabatire ukukhwaska chomene chuma cha ndondomeko yose.

Mitengo ya vigaŵa mu 2024 yikaŵa pafupifupi $80-120 pa kilowatt-ora pa mlingo wa kuguliska, kuyimira 25-35% ya mtengo wose wa batire. Kugula maselo kukupangiska 65-75% ya mtengo wa module, na BMS hardware, vigaŵa vyakulongozgera kutentha, na ntchito ya kusonkhana iyo yikupangika na vyakukhalapo. Pakuti mitengo ya maselo yikakhira kufuma pa $ 139 / kWh mu 2023 kufika pa $ 115 / kWh mu 2025, mitengo ya module yikalondezganga nthowa zakuyana waka.

Msika wa mabatire gha EV pa charu chose ukafika pa $ 124.4 biliyoni mu 2024, ndipo ukukura pa 12.8% pachaka. Maselo gha Prismatic ghakaŵa na msika ukuru chomene, kweni maselo gha cylindrical ghakakura pa 13% pachaka chifukwa cha kuzomerezga maselo ghakuru nga ni 4680 cylindrical design. Selo iyi yili na msinkhu wa 46mm na utali wa 80mm, ndipo yikupereka nkhongono zakukwana kankhondi na kaŵiri za maselo ghakale gha 2170 uku yikupangiska kuti kuzenga kwa module kuŵe kwambura kusuzga kwizira mu kuchepeska chiŵelengero cha maselo.

Kupanga vyachuma kukutemwa kuphatikizgika kwakuyimilira. Makampani agho ghakupanga maselo na ma module ghakukwaniska 10-15% ya mtengo wakukwana kuluska awo ŵakugura maselo kuwaro. Ici cikapangiska kuti ŵakupanga mabatire ŵasazgireko kupanga ma module assembly ndipo ŵakupanga magalimoto ŵapangire mabatire gha mu nyumba. Fluence wakamba kupanga ma module gha ku US mu Seputembala 2024, kuphatikiza maselo kufuma ku Tennessee ŵakupeleka ma module ku malo gha Utah-nthowa yakunozga kuti ŵaŵe ŵakwenelera kupokera ngongoli za msonkho wa mu charu cha Inflation Reduction Act.

Nthowa zakuŵika vigaŵa vyakuyana zikukhumba kuchepeska ndalama kwizira mu chuma cha mlingo. MEB (Modular Electric Drive Matrix) ya gulu la Volkswagen yikulongosora vigaŵa vyakumanyikwa ivyo vikugwiriskirika nchito mu mitundu yinandi ya magalimoto na mitundu. Nthowa iyi yikapangiska kuti Volkswagen walekeske ndalama zakupangira vigaŵa na kupanga vipangizo pa mabuku ghanandi ghakupanga vinthu.

Kuseŵezeskaso vinthu vyakale na vyakuchitika vyachiŵiri- vya umoyo vikupanga milonga yakusazgikira ya mtengo. EV modules izo zikunangika mpaka 70 - 80% ya nkhongono zakwambilira zikukwaniskaso yayi ivyo vikukhumbikwa pa ntchito ya magalimoto kweni zikusunga ntchito pa mapulogalamu ghambura kukhumbikwa chomene. Ma module gha EV ghakupumura ghakusanga umoyo wachiŵiri mu kusunga nkhongono zakukhazikika, uko nkhongono zakukwana na mtengo wa mtengo vikukhumbikwa vichoko kuluska mu magalimoto. Kugwiriskira ncito vinthu vyakuzirwa kukusangaso vinthu vyakuzirwa-lithiamu, cobalt, nickel, mkuwa, na aluminiyamu-kucepeska kukhumbikwa kwa migodi ya vinthu vyambura kupangika.

Kutukuka na Vinthu Viphya

Ma tekinoloje ghasono ghakulayizga kuti ghasinthenge umo mabatire ghakupangikira.

Mabatire ghakukhora-ghakunjilirapo pa maji gha electrolytes na vinthu vyakukhora vya ceramic panji vya polymer. Ici cikuwuskapo nkhaŵa za moto ndipo cikupangiska kuti nkhongono ziŵe zinandi kwizira mu anode gha vitsulo vya lithiamu. QuantumScape, Nkhongono Yakukhora, na Toyota ŵalongora chiyelezgero cha maselo ghakukhora -boma, na vigaŵa vyakupanga ivyo vikukhumbikwa mu 2027-2028. Ma module ghakukhozga - ghangakwaniska 400-500 Wh / kg nkhongono, pafupifupi kaŵiri kugwira ntchito kwa lithiamu-ion, kweni masuzgo ghakupanga na ndalama sono vikupangiska kuti malonda ghaleke kuguliska.

Ma module gha mabatire ghakupangika ghakusazgapo kusungirako nkhongono mu vigaŵa vya chigaŵa cha galimoto. Mmalo mwakuŵika maselo mu chigaŵa chapadera, mapangidwe ghakupangika ghakugwiriskira nchito maselo nga ni vinthu vyakunyamura katundu-. Mabatire ghakuŵa viŵaro vyakupangika ivyo vikutora nkhongono za ngozi na kupereka kukhora kwa chassi. Tesla's 4680-based structural pack yikuwuskapo vigaŵa vya chikhalidwe chose, kukolerana maselo mu chigaŵa cha uchi icho chikupanga pasi pa galimoto. Nthowa iyi yikuponoska kulemera na kusazgirako malo gha mukati kweni yikupangiska kuti viŵe vyakusuzga kugwira ntchito.

Kulaŵilira kwa mabatire ghambura waya kukuwuskapo mawaya ghakumanyiska pakati pa maselo na BMS. Selo yiliyose yikupokera chipangizo chichoko waka chambura waya icho chikulongosora umo magesi ghakuŵira na kutentha kwake kwizira mu vimanyikwiro vya pafupipafupi vya pa wayilesi. Kuwonelera kwambura waya kwakugaŵika kukuchepeska kusuzga kwa waya, nyengo yakuwungana, na malo agho waya wangatondeka. General Motors wakapanga patent ya BMS yambura waya mu 2024, nangauli masuzgo ghakukhwaskana na magesi ghakukhalapo kuti ghapangike.

Silicon anodes yikwimira kuluta panthazi kwakusazgikira kweni kwakuzirwa. Kusintha ma anode gha graphite na silicon kukusazgirako nkhongono ya maselo na 20 - 40% chifukwa silicon wakusunga ma ayoni ghanandi gha lithiamu pa unit volume. Ŵanthu awo ŵakupanga vinthu ŵakambiska ma anode ghakusazgako silicon mu 2024, ndipo ma anode gha silicon ghawemi ghakunozga kuti ghaŵeko kuumaliro wa 2020s. Nkhongono zapachanya pa msinkhu wa maselo zikung’anamura mwaluŵiro ku vigaŵa vinandi vyakukhozga panji mtunda utali wa galimoto.

Tekinoloje yakuŵika magesi mu vigaŵa viŵiri yikovwira kuti ma module ghapokere waka magesi yayi, kweni ghatumizgeso magesi ku gridi. Galimoto-ku-Grid (V2G) ndondomeko zikugwiriskira ncito vigaŵa vya mabatire gha EV nga ni malo ghakusungirako nkhongono ghakugaŵika agho ghakovwira kuti gridi yiŵe yakukhora. Pa nyengo iyo ŵanthu ŵakukhumba chomene, vikwi vya ma EV ghakulumikizgika ghakufumiska nkhongono mu gridi; pa nyengo ya kukhumba kwakucepa, ŵakulipiraso. Ici cikupanga mwaŵi wa ndalama ku ŵaŵeneco ŵa EV uku ŵakupereka wovwiri wakuzirwa wa gridi. Module BMS yikwenera kukhozgeka kuti yilondezgenge umo nkhongono zikuchitira mu vigaŵa viŵiri na kulongozga mtengo wakusazgikira - wakufumiska uwo ntchito ya V2G yikuŵika.

Mafumbo agho Ŵanthu Ŵakufumba Kaŵirikaŵiri

Kasi pali mphambano wuli pakati pa selo ya batire, chigaŵa, na paketi?

Selo ya batire ndiyo yikupangiska kuti nkhongono ziŵe zakuzirwa chomene ndipo zikusungirako nkhongono kwizira mu vyakuchitika vya kemiko. Ma module ghakuwunganya maselo ghanandi ghakukolerana na magesi, kulongozga kutentha, na ndondomeko ya kuwonelera. Mapaketi ghakusazgako vigaŵa vinandi na master BMS, ndondomeko zakuzizimiskira, nyumba zakuvikilira, na kulumikizgana kwa magesi ghapachanya- kuti ŵapange ndondomeko yakukwana yakusungirako nkhongono. Nthowa iyi yikovwira kuti vinthu viŵe vyakukwana kufuma ku vya magesi vyakunyamulika kwizira mu kuŵika vinthu vyakukhumbikwa.{4}}scale.

Kasi ma module gha mabatire ghakukhala nyengo yitali wuli?

Umoyo wa module ukuthemba pa chemistry na umo ukugwiliskirikira ntchito. Ma module gha NMC ghakupereka 1,000 -2,000 mzere wose panji 8-10 vyaka mu mapulogalamu gha EV pambere ghandanangike kufika pa 80% nkhongono. Ma module gha LFP ghakukwaniska mzere wa 3,000-5,000 panji vyaka 10-15. Kuchekura kwa kalendara kukuchitika nangauli kwambura kugwiliskira ntchito, pafupifupi 2-3% kutaya kwa nkhongono pa chaka kufuma ku kuvunda kwa kemiko. Kupwetekeka kwa kutentha na kuzungulira kwakufumiska kwakuya kukupangiska kuti vinthu vinangikenge mwaluŵiro, apo nyengo yakugwilira ntchito yakuzizima na kuzungulira kwa njinga za mtundu unyake vikupangiska kuti umoyo uŵe utaliko.

Kasi vigaŵa vya mabatire vinganozga panji vikwenera kusinthika?

Nyengo zinyake para maselo ghanyake ghatondeka mukati mwa ma module, ghanganozga mwa kuŵika maselo ghanyake agho ghanangika, kweni ivi vikukhumbikwira vipangizo vyapadera na masambiro. Kuwotcha maselo ghaphya mu ma module agho ghalipo kale kukupangiska kuti maselo ghapafupi ghanangike chifukwa cha kutentha. Nthowa zinandi zakovwira zikunjilirapo pa vigaŵa vyose m'malo mwa kuyezga kunozga maselo-. Modular architecture mwadala yikupangiska kuti nthowa iyi yiŵeko, kuguliska vinthu vichokovichoko vyakuvunda kuti viŵe vyakuvikilirika na kugomezgeka.

Kasi ni viphapha wuli vyakuvikilira ivyo vigaŵa vya mabatire vikukhumbikwira?

Vikalata vyakukhumbikwa vikupambana kuyana na umo munthu wakugwiriskira nchito na msika. Ma module gha magalimoto ghakukhumbikwira UL 2580 kuti ghaŵe ghakuvikilirika pa batire la EV, UN 38.3 kuti ghaŵe ghakuvikilirika pa vyakwendekwenda, na ISO 26262 kuti ghaŵe ghakuvikilirika pakugwira ntchito. Misika ya ku Europe yikukhumba kulondezga chimanyikwiro cha CE. Ma module ghakusungirako vinthu ghakukhazikika ghakulondezga UL 9540 pa ndondomeko ya kusungirako nkhongono na UL 1973 pa ndondomeko ya mabatire. Ma module gha magesi ghakulondezga malango gha chivikiliro gha IEC 62133. Kuyezga kukukhwaska chivikiliro cha magesi, kuthandazgika kwa kutentha, kugwiliskira ntchito uheni makina, na kuvikilira chilengiwa.

Vigaŵa vya mabatire vikasintha umo nkhongono zikusungikira mwa kupanga vinthu vyakwenelera, vyakugwira ntchito pakati pa maselo ghachokoghachoko na mapaketi ghakurughakuru gha mabatire. Apo magalimoto gha magesi ghakulamulira vyakwendekwenda ndipo nkhongono zakuzgoŵezgeka zikupangaso ma gridi gha magesi, vigaŵa vizamulutilira kusintha-kuzgoka vyakupepuka, vyakuvikilirika, na nkhongono zinandi-kukhoma uku vikusunga milimo yakuzirwa ya kulumikizgana kwa magesi, kulongozga kutentha, na kuwoneseska ndondomeko ya mabatire ya mazuŵa ghano ivyo vikupangiska kuti viŵe vyamachitiko.