Tổng quan về các mô-đun pin
Các mô-đun pin là một phần quan trọng của xe điện. Chức năng của chúng là kết nối nhiều tế bào pin lại với nhau để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh, cung cấp đủ năng lượng cho xe điện hoạt động.
Các mô-đun pin là các thành phần pin được cấu tạo từ nhiều tế bào pin và là một phần quan trọng của xe điện. Chức năng của chúng là kết nối nhiều tế bào pin với nhau để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh, cung cấp đủ năng lượng cho xe điện hoặc các hoạt động lưu trữ năng lượng. Mô-đun pin không chỉ là nguồn cung cấp năng lượng cho xe điện mà còn là một trong những thiết bị lưu trữ năng lượng quan trọng nhất của chúng.
Sự ra đời của các mô-đun pin
Từ góc nhìn của ngành công nghiệp sản xuất máy móc, pin đơn cell gặp phải các vấn đề như tính chất cơ học kém và giao diện bên ngoài không thân thiện, chủ yếu bao gồm:
1. Trạng thái vật lý bên ngoài như kích thước và hình dáng không ổn định và sẽ thay đổi đáng kể trong suốt vòng đời;
2. Thiếu giao diện lắp đặt và cố định cơ khí đơn giản và đáng tin cậy;
3. Thiếu giao diện kết nối đầu ra và giám sát trạng thái thuận tiện;
4. Khả năng bảo vệ cơ học và cách điện yếu.
Do pin đơn cell gặp phải những vấn đề nêu trên, cần phải bổ sung thêm một lớp để thay đổi và giải quyết chúng, giúp việc lắp ráp và tích hợp pin vào toàn bộ xe dễ dàng hơn. Mô-đun gồm vài đến mười hoặc hai mươi pin, với trạng thái bên ngoài tương đối ổn định, giao diện cơ khí, đầu ra và giám sát tiện lợi và đáng tin cậy, cùng với khả năng cách điện và bảo vệ cơ học được tăng cường là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên này.
Mô-đun tiêu chuẩn hiện nay giải quyết được nhiều vấn đề của pin và có những ưu điểm chính sau:
1. Nó có thể dễ dàng thực hiện sản xuất tự động và có hiệu suất sản xuất cao, đồng thời chất lượng sản phẩm và chi phí sản xuất tương đối dễ kiểm soát;
2. Nó có thể tạo ra mức độ tiêu chuẩn hóa cao, giúp giảm đáng kể chi phí dây chuyền sản xuất và nâng cao hiệu quả sản xuất; giao diện và thông số kỹ thuật tiêu chuẩn tạo điều kiện thuận lợi cho cạnh tranh thị trường toàn diện và lựa chọn hai chiều, đồng thời duy trì khả năng vận hành tốt hơn của việc sử dụng theo tầng;
3. Độ tin cậy tuyệt vời, có thể cung cấp khả năng bảo vệ cơ học và cách điện tốt cho pin trong suốt vòng đời;
4. Chi phí nguyên vật liệu tương đối thấp sẽ không gây áp lực quá lớn lên chi phí lắp ráp hệ thống điện cuối cùng;
5. Giá trị đơn vị bảo trì tối thiểu tương đối nhỏ, điều này có tác động đáng kể đến việc giảm chi phí hậu mãi.
Cấu trúc thành phần của mô-đun pin
Cấu trúc của một mô-đun pin thường bao gồm các cell pin, hệ thống quản lý pin, hộp pin, đầu nối pin và các bộ phận khác. Cell pin là thành phần cơ bản nhất của mô-đun pin. Nó được cấu tạo từ nhiều đơn vị pin, thường là pin lithium-ion, có đặc điểm là mật độ năng lượng cao, tỷ lệ tự phóng điện thấp và tuổi thọ cao.
Hệ thống quản lý pin (BMS) được thiết kế để đảm bảo an toàn, độ tin cậy và tuổi thọ lâu dài của pin. Các chức năng chính bao gồm giám sát trạng thái pin, kiểm soát nhiệt độ pin, bảo vệ pin khỏi sạc quá mức/xả quá mức, v.v.
Vỏ pin là lớp vỏ ngoài của mô-đun pin, được sử dụng để bảo vệ mô-đun pin khỏi các tác động từ môi trường bên ngoài. Vỏ pin thường được làm bằng kim loại hoặc nhựa, có khả năng chống ăn mòn, chống cháy, chống nổ và các đặc tính khác.
Đầu nối pin là một bộ phận kết nối nhiều cell pin lại với nhau. Nó thường được làm bằng vật liệu đồng, có khả năng dẫn điện tốt, chống mài mòn và chống ăn mòn.
Các chỉ số hiệu suất của mô-đun pin
Điện trở trong là điện trở của dòng điện chạy qua pin khi pin hoạt động, bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như vật liệu pin, quy trình sản xuất và cấu trúc pin. Nó được chia thành điện trở trong ohmic và điện trở trong phân cực. Điện trở trong ohmic bao gồm điện trở tiếp xúc của vật liệu điện cực, chất điện phân, màng ngăn và các bộ phận khác; điện trở trong phân cực là do sự phân cực điện hóa và phân cực chênh lệch nồng độ.
Năng lượng riêng – năng lượng của pin trên mỗi đơn vị thể tích hoặc khối lượng.
Hiệu suất sạc và xả – thước đo mức độ chuyển hóa năng lượng điện mà pin tiêu thụ trong quá trình sạc thành năng lượng hóa học mà pin có thể lưu trữ.
Điện áp – hiệu điện thế giữa cực dương và cực âm của pin.
Điện áp mạch hở: điện áp của pin khi không có mạch ngoài hoặc tải ngoài nào được kết nối. Điện áp mạch hở có mối quan hệ nhất định với dung lượng còn lại của pin, vì vậy điện áp pin thường được đo để ước tính dung lượng pin. Điện áp làm việc: hiệu điện thế giữa cực dương và cực âm của pin khi pin đang hoạt động, tức là khi có dòng điện chạy qua mạch. Điện áp ngắt xả: điện áp đạt được sau khi pin được sạc đầy và xả hết (nếu tiếp tục xả, pin sẽ bị xả quá mức, điều này sẽ làm giảm tuổi thọ và hiệu suất của pin). Điện áp ngắt sạc: điện áp khi dòng điện không đổi chuyển sang chế độ sạc điện áp không đổi trong quá trình sạc.
Tốc độ sạc và xả – xả pin với dòng điện cố định trong 1 giờ, tức là 1C. Nếu pin lithium có dung lượng định mức 2Ah, thì 1C của pin là 2A và 3C là 6A.
Mắc song song – Dung lượng của pin có thể được tăng lên bằng cách mắc song song chúng, và dung lượng = dung lượng của một pin đơn * số lần mắc song song. Ví dụ, với mô-đun Changan 3P4S, dung lượng của một pin đơn là 50Ah, thì dung lượng của mô-đun = 50*3 = 150Ah.
Mắc nối tiếp – Điện áp của pin có thể được tăng lên bằng cách mắc nối tiếp. Điện áp = điện áp của một pin * số lượng pin mắc nối tiếp. Ví dụ, với mô-đun Changan 3P4S, điện áp của một pin là 3,82V, thì điện áp của mô-đun = 3,82*4 = 15,28V.
Là một thành phần quan trọng trong xe điện, các mô-đun pin lithium công suất cao đóng vai trò then chốt trong việc lưu trữ và giải phóng năng lượng điện, cung cấp điện năng, quản lý và bảo vệ bộ pin. Chúng có những điểm khác biệt nhất định về thành phần, chức năng, đặc tính và ứng dụng, nhưng tất cả đều có tác động quan trọng đến hiệu suất và độ tin cậy của xe điện. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ và sự mở rộng ứng dụng, các mô-đun pin lithium công suất cao sẽ tiếp tục phát triển và đóng góp lớn hơn nữa vào việc thúc đẩy và phổ biến xe điện.
Thời gian đăng bài: 26/7/2024
