Egy szempillantás alatt ismét hidegre fordult az idő. Északon ugyan van bent fűtés, de olyan meleg van, hogy minden nap szeretnék fagyit enni, de amikor kimegyek, kb 40 fokos hőmérsékletkülönbséggel szembesülök, ami még mindig ijesztő.
Ha a zsebében lévő okostelefon valóban „okostelefon”, akkor nem akar kialudni és megfázni. miért? Mert a mobiltelefonok "élettartam" ereje ebben a szezonban mindig riasztó ütemben csökken.
Ebben a szezonban egy dolog erősen leárazott: az akkumulátor élettartama. Az elektromos járművek hatótávolsága északi télen csak 30%-nál alacsonyabb lehet, mint nyáron.
Élénk leírás van az interneten: télen ki kell mennem sürgős ügyekben. Előveszem a telefonom, és látom, hogy még van 50+ akkumulátorom. Magabiztosan megyek ki. Amikor célba érek, előveszem a telefonomat, és nem tudom, mikor változott az akkumulátor ikon, ami most zöld volt. 20% piros lett. Meglepetten bámulsz, és ez 1%-ra változik előtted. Megdöbbentél, levegőt vettél a telefonba és dörzsölgetted a kezeidet, de még mindig nem tudtad megakadályozni, hogy a telefon kihűljön...
Az alacsony hőmérséklet okozta számos fő kihívás
Mi a baj? Kiderült, hogy túl alacsony a hőmérséklet, és az akkumulátor "belsőleg lemerült".
Mielőtt megvizsgálnánk a belső akkumulátorfogyasztás okait, először ismerjük meg az akkumulátor működését.
Az akkumulátor fő összetevői: negatív elektróda (leginkább grafitot használnak negatív elektródaként), pozitív elektród (példaként lítium-vas-foszfátot használnak), szeparátor (a lítium-ionok átjuthatnak, de az elektronok nem) és az akkumulátor burkolat.
A lítium-ion akkumulátor feltöltésekor a pozitív elektródában lévő lítium-vas-foszfátból lítium-ionok szabadulnak fel, az elektrolitoldatban a negatív elektródhoz jutnak, és beágyazódnak a grafitba. A negatív elektródában lévő grafit elnyeli a pozitív elektródáról futó lítiumionokat és a huzalon áthaladó elektronokat. A kisülés során a grafitban tárolt lítium-ionok ismét kiszabadulnak, áthaladnak a szeparátoron az elektroliton keresztül, és visszatérnek a pozitív elektródához. Az elektronok nem tudnak átjutni a szeparátoron, és csak a külső vezetékről tudnak visszatérni a pozitív elektródához. Ez a művelet áramot generál a vezetékben, ami az elektromos készülék működését idézi elő.
Hogyan befolyásolja az alacsony hőmérséklet a lítium-ion akkumulátorok működését? Az alacsony hőmérsékletű környezet befolyásolja az akkumulátor anyagait és működési folyamatait. Ahogy az ujjak, amelyek télen túl sokáig vannak kitéve az időjárási hatásoknak, kevésbé rugalmasak, úgy az akkumulátorban lévő anyagok is. Alacsony hőmérsékletű környezetben az ionok nehezebben távoznak és beágyazódnak az anyagokba, nehezebben tudnak átjutni a membránon, és az ionok mozgási sebessége is csökken.
Alacsony hőmérsékletű kisülés során lelassul a lítium-ionok katódelektróda anyagába való beágyazódási sebessége. Az elülső lítium-ionok azelőtt érkeznek meg, hogy az elülső lítium-ionoknak lenne idejük beágyazódni az anyagba. A lítium-ionok elkezdenek elakadni, és nagy mennyiségű lítium-ion halmozódik fel az elektróda anyagának felületén, ami felgyorsítja a passzivációs réteg képződését (az iparban SEI filmnek nevezik, ez a film lelassítja a lítium-ionok beépülését az elektródába). Ily módon a beágyazás még nehezebb. A makroszkopikus megnyilvánulása az, hogy az akkumulátor belső ellenállása megnő, az akkumulátor elkezd "belső fogyasztani", és a külső teljesítmény csökken.
Alacsony hőmérsékletű töltés során a lítium-ionok a grafit negatív elektróda felé vándorolnak, de a lítium-ionok grafitba ágyazódásának sebessége is lelassul, miközben az elektronok a vezetéken keresztül boldogan elérhetik a negatív elektródát. Amikor az elektronok lítium-ionokkal találkoznak a negatív elektród felületén, fémes lítium keletkezik, és lítium-dendritek keletkeznek. Amint a lítium-dendritek megnövekednek, átszúrják az elválasztót, ami rövidzárlatot és hibás működést okoz az akkumulátorban.
Belső előmelegítés
Ezt a műszaki utat belső előmelegítésnek nevezzük. Akkumulátor készítéskor a gyártó egy vékony nikkelfóliadarabot tesz az akkumulátor szerkezetére, és azt elektromosan szigetelő polimerrel vonja be (hogy a vékony nikkelfólia ne zárja rövidre az akkumulátort). Ha az akkumulátor hőmérséklete túl alacsony lesz, a vezérlő áramot erőltet át az akkumulátoronnikkel fólia, nagy mennyiségű hőenergiát termelve az akkumulátor anyagának gyors felmelegítéséhez. Hagyja, hogy az akkumulátor mindig viszonylag jó üzemi hőmérsékleti tartományon belül kisüljön.
Ha alacsony hőmérsékleten szeretne tölteni, a töltőberendezés először alacsony teljesítménnyel tölti fel az akkumulátort, a töltés során maga az akkumulátor által termelt hőt használja fel az akkumulátor előmelegítésére, és várja meg, amíg az akkumulátor hőmérséklete megfelelő tartományba emelkedik, mielőtt nagy teljesítményt hajtana végre. teljesítmény gyorstöltés.
3. cikk: Külső fűtés. Hozzáadhat előmelegítő berendezést az akkumulátorhoz (például fűtőtesteket és elektromos kemencéket).
Az akkumulátor először az előmelegítő készüléket látja el kis teljesítményű árammal. Az előmelegítő berendezés hőt termel, és az akkumulátor hőmérsékletének emelkedését idézi elő. A megfelelő üzemi hőmérséklet elérése után az akkumulátor normál üzemi állapotba kerül. Egyes elektromos autókat akkumulátor-előmelegítő funkcióval látták el. Télen az autó használata előtt az akkumulátort elő kell melegíteni, hogy az autót normál üzemi állapotba helyezzük.
