Gambaran umum modul baterai
Modul baterai merupakan bagian penting dari kendaraan listrik. Fungsinya adalah untuk menghubungkan beberapa sel baterai bersama-sama membentuk satu kesatuan untuk menyediakan daya yang cukup bagi kendaraan listrik untuk beroperasi.
Modul baterai adalah komponen baterai yang terdiri dari beberapa sel baterai dan merupakan bagian penting dari kendaraan listrik. Fungsinya adalah untuk menghubungkan beberapa sel baterai bersama-sama untuk membentuk satu kesatuan guna menyediakan daya yang cukup untuk kendaraan listrik atau operasi penyimpanan energi. Modul baterai bukan hanya sumber daya kendaraan listrik, tetapi juga salah satu perangkat penyimpanan energi yang paling penting.
Kelahiran modul baterai
Dari perspektif industri manufaktur mesin, baterai sel tunggal memiliki masalah seperti sifat mekanik yang buruk dan antarmuka eksternal yang tidak ramah, terutama meliputi:
1. Kondisi fisik eksternal seperti ukuran dan penampilan tidak stabil, dan akan berubah secara signifikan seiring dengan proses siklus hidup;
2. Kurangnya antarmuka pemasangan dan pengikatan mekanis yang sederhana dan andal;
3. Kurangnya koneksi output yang mudah digunakan dan antarmuka pemantauan status;
4. Perlindungan mekanis dan isolasi yang lemah.
Karena baterai sel tunggal memiliki masalah-masalah di atas, perlu ditambahkan lapisan untuk mengubah dan mengatasinya, sehingga baterai dapat dirakit dan diintegrasikan dengan seluruh kendaraan dengan lebih mudah. Modul yang terdiri dari beberapa hingga sepuluh atau dua puluh baterai, dengan kondisi eksternal yang relatif stabil, antarmuka mekanis, keluaran, dan pemantauan yang nyaman dan andal, serta isolasi dan perlindungan mekanis yang ditingkatkan, adalah hasil dari seleksi alam ini.
Modul standar saat ini memecahkan berbagai masalah baterai dan memiliki keunggulan utama sebagai berikut:
1. Sistem ini dapat dengan mudah mewujudkan produksi otomatis dan memiliki efisiensi produksi yang tinggi, serta kualitas produk dan biaya produksi relatif mudah dikendalikan;
2. Hal ini dapat membentuk tingkat standardisasi yang tinggi, yang membantu mengurangi biaya lini produksi secara signifikan dan meningkatkan efisiensi produksi; antarmuka dan spesifikasi standar kondusif untuk persaingan pasar penuh dan seleksi dua arah, serta mempertahankan pengoperasian pemanfaatan berjenjang yang lebih baik;
3. Keandalan yang sangat baik, yang dapat memberikan perlindungan mekanis dan isolasi yang baik untuk baterai sepanjang siklus hidupnya;
4. Biaya bahan baku yang relatif rendah tidak akan terlalu menekan biaya perakitan sistem tenaga akhir;
5. Nilai unit minimum yang dapat dipertahankan relatif kecil, yang memiliki pengaruh signifikan dalam mengurangi biaya purna jual.
Struktur komposisi modul baterai
Struktur komposisi modul baterai biasanya meliputi sel baterai, sistem manajemen baterai, kotak baterai, konektor baterai, dan bagian-bagian lainnya. Sel baterai adalah komponen paling dasar dari modul baterai. Sel baterai terdiri dari beberapa unit baterai, biasanya baterai lithium-ion, yang memiliki karakteristik kepadatan energi tinggi, tingkat pengosongan sendiri rendah, dan masa pakai yang lama.
Sistem manajemen baterai hadir untuk memastikan keamanan, keandalan, dan umur panjang baterai. Fungsi utamanya meliputi pemantauan status baterai, pengendalian suhu baterai, perlindungan terhadap pengisian berlebih/pengosongan berlebih baterai, dan lain sebagainya.
Kotak baterai adalah cangkang luar modul baterai, yang digunakan untuk melindungi modul baterai dari lingkungan luar. Kotak baterai biasanya terbuat dari bahan logam atau plastik, dengan ketahanan terhadap korosi, tahan api, tahan ledakan, dan karakteristik lainnya.
Konektor baterai adalah komponen yang menghubungkan beberapa sel baterai menjadi satu kesatuan. Biasanya terbuat dari bahan tembaga, dengan konduktivitas, ketahanan aus, dan ketahanan korosi yang baik.
Indikator kinerja modul baterai
Resistansi internal mengacu pada hambatan arus yang mengalir melalui baterai saat baterai beroperasi, yang dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti material baterai, proses pembuatan, dan struktur baterai. Resistansi internal terbagi menjadi resistansi internal ohmik dan resistansi internal polarisasi. Resistansi internal ohmik terdiri dari hambatan kontak material elektroda, elektrolit, diafragma, dan berbagai bagian lainnya; sedangkan resistansi internal polarisasi disebabkan oleh polarisasi elektrokimia dan polarisasi perbedaan konsentrasi.
Energi spesifik – energi baterai per satuan volume atau massa.
Efisiensi pengisian dan pengosongan – ukuran sejauh mana energi listrik yang dikonsumsi oleh baterai selama pengisian diubah menjadi energi kimia yang dapat disimpan oleh baterai.
Tegangan – perbedaan potensial antara elektroda positif dan negatif pada baterai.
Tegangan rangkaian terbuka: tegangan baterai ketika tidak ada rangkaian eksternal atau beban eksternal yang terhubung. Tegangan rangkaian terbuka memiliki hubungan tertentu dengan kapasitas baterai yang tersisa, sehingga tegangan baterai biasanya diukur untuk memperkirakan kapasitas baterai. Tegangan kerja: perbedaan potensial antara elektroda positif dan negatif baterai ketika baterai dalam keadaan kerja, yaitu, ketika ada arus yang mengalir melalui rangkaian. Tegangan penghentian pengosongan: tegangan yang dicapai setelah baterai terisi penuh dan dikosongkan (jika pengosongan berlanjut, akan terjadi pengosongan berlebih, yang akan merusak masa pakai dan kinerja baterai). Tegangan penghentian pengisian: tegangan ketika arus konstan berubah menjadi pengisian tegangan konstan selama pengisian.
Laju pengisian dan pengosongan – kosongkan baterai dengan arus tetap selama 1 jam, yaitu 1C. Jika baterai lithium memiliki kapasitas 2Ah, maka 1C baterai adalah 2A dan 3C adalah 6A.
Koneksi paralel – Kapasitas baterai dapat ditingkatkan dengan menghubungkannya secara paralel, dan kapasitasnya = kapasitas baterai tunggal * jumlah koneksi paralel. Misalnya, modul Changan 3P4S, kapasitas baterai tunggal adalah 50Ah, maka kapasitas modul = 50*3 = 150Ah.
Koneksi seri – Tegangan baterai dapat ditingkatkan dengan menghubungkannya secara seri. Tegangan = tegangan satu baterai * jumlah rangkaian. Misalnya, modul Changan 3P4S, tegangan satu baterai adalah 3,82V, maka tegangan modul = 3,82*4 = 15,28V.
Sebagai komponen penting dalam kendaraan listrik, modul baterai lithium daya memainkan peran kunci dalam menyimpan dan melepaskan energi listrik, menyediakan daya, serta mengelola dan melindungi paket baterai. Meskipun memiliki perbedaan dalam komposisi, fungsi, karakteristik, dan aplikasi, semuanya memiliki dampak penting pada kinerja dan keandalan kendaraan listrik. Dengan kemajuan teknologi yang berkelanjutan dan perluasan aplikasi, modul baterai lithium daya akan terus berkembang dan memberikan kontribusi yang lebih besar terhadap promosi dan popularisasi kendaraan listrik.
Waktu posting: 26 Juli 2024
