- Ποιοι είναι οι λόγοι για την υποβάθμιση της μπαταρίας;
- Πώς να αυξήσετε τη διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας EV;
Μαζί με το άγχος του φάσματος και την έλλειψη υποδομής φόρτισης, η υποβάθμιση της μπαταρίας είναι επίσης ένα από τα κύρια εμπόδια στο να καταστούν τα ηλεκτρικά οχήματα εφικτά για τις μάζες. Διαφορετικοί τύποι μπαταριών λιθίου έχουν διαφορετικούς κύκλους ζωής ανάλογα με τη χημεία τους, κανονικά θα ήταν κάπου μεταξύ μερικές εκατοντάδες έως μερικές χιλιάδες. Κατά τη διάρκεια αυτού του κύκλου φόρτισης λόγω γήρανσης, οι μπαταρίες χάνουν το πρωτότυπο, πράγμα που σημαίνει ότι το όχημα δεν θα δώσει τόσο μεγάλη εμβέλεια σε σύγκριση με την αρχική του απόδοση με μία μόνο φόρτιση. Αυτό το μέτρο απώλειας χωρητικότητας της μπαταρίας ονομάζεται Αποικοδόμηση μπαταρίας. Εάν θέλουμε να έχουμε τη βέλτιστη απόδοση των μπαταριών καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής τους, πρέπει να λάβουμε τα κατάλληλα μέτρα για τη λειτουργία και την αποθήκευση της μπαταρίας. Σε αυτό το άρθρο ας συζητήσουμε τι προκαλείυποβάθμιση της μπαταρίας σε EV και πώς μπορεί να αποφευχθεί. Μπορείτε επίσης να διαβάσετε αυτό το άρθρο με μπαταρίες ηλεκτρικών οχημάτων εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις μπαταρίες EV και τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρικές συσκευές.
Ποιοι είναι οι λόγοι για την υποβάθμιση της μπαταρίας;
Είναι δύσκολο να επισημανθεί ένας συγκεκριμένος λόγος για την υποβάθμιση της μπαταρίας, μπορεί να οφείλεται σε πολλούς παράγοντες. Συνθήκες λειτουργίας και αποθήκευσης όπως υπερφόρτιση, βαθιά εκφόρτιση, φόρτιση με υψηλό ρυθμό C, αποθήκευση με πλήρη SOC, λειτουργία και αποθήκευση σε υψηλή θερμοκρασία είναι οι κύριες αιτίες που επηρεάζουν την υγεία της μπαταρίας και οδηγεί σε υποβάθμιση της μπαταρίας. Εσωτερικές χημικές αντιδράσεις όπως η ζημιά της κρυσταλλικής δομής της ανόδου, ο σχηματισμός στρώματος SEI και η διάβρωση προκαλούν επίσης υποβάθμιση της μπαταρίας.
Επίδραση υπερφόρτισης και βαθιάς εκφόρτισης μπαταριών EV:
Η φόρτιση της μπαταρίας στο μέγιστο επίπεδο και η αποφόρτισή της σε βάθος, μπορεί να δώσει μεγάλη απόσταση αλλά τονίζει την μπαταρία. Κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση καθώς το υλικό ανόδου απορροφά και απελευθερώνει το υλικό λιθίου, ο όγκος του θα ποικίλει. Κατά τη διάρκεια του κύκλου, αυτές οι μεταβολές όγκου αποδυναμώνουν την κρυσταλλική δομημένη άνοδο. Κατά τη διάρκεια της βαθιάς εκφόρτισης των μπαταριών, η διακύμανση του όγκου θα είναι μεγαλύτερη που προκαλεί μικρο-ρωγμές στην άνοδο. Αυτό εκθέτει τα νέα μέρη των σωματιδίων ανόδου σε ηλεκτρολύτες, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό SEI, με τη σειρά του, η SEI αυξάνει την εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας και καταναλώνει κάποια ποσότητα λιθίου για το σχηματισμό της με αποτέλεσμα την απώλεια της μπαταρίας μη αναστρέψιμη.
Η υπερφόρτιση των μπαταριών λιθίου θα επηρεάσει το αρνητικό ηλεκτρόδιο της μπαταρίας. Η υπερφόρτιση προκαλεί το σχηματισμό δενδρίτη στην άνοδο και επίσης προκαλεί ξαφνική αύξηση της τάσης που σχετίζεται με την αύξηση της εσωτερικής αντίστασης της μπαταρίας. Η υπερφόρτιση προκαλεί επίσης αύξηση της εσωτερικής θερμοκρασίας που μπορεί να προκαλέσει θερμική διαφυγή και πυρκαγιά μπαταρίας
Επίδραση της θερμοκρασίας στην ηλεκτρική μπαταρία οχήματος:
Βασικά για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, το βέλτιστο εύρος θερμοκρασίας είναι μεταξύ 15 ° C – 35 ° C. Η λειτουργία εκτός αυτού του άνετου εύρους θα επιταχύνει την υποβάθμιση της μπαταρίας. Σε χαμηλή θερμοκρασία η ιονική αγωγιμότητα του ηλεκτρολύτη και η διάχυση ιόντων λιθίου στα ηλεκτρόδια θα μειωθεί. Χρειάζεται περισσότερος χρόνος για τη φόρτιση των μπαταριών σε χαμηλές θερμοκρασίες λόγω της επιβράδυνσης της παρεμβολής ιόντων λιθίου στις άνοδοι. Αυτό θα οδηγήσει στην εναπόθεση ιόντων λιθίου στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και προκαλεί την υποβάθμιση της μπαταρίας.
Η λειτουργία σε υψηλή θερμοκρασία μειώνει τη διάρκεια ζωής των μπαταριών ιόντων λιθίου. Η υψηλή θερμοκρασία βελτιώνει την αποσύνθεση αγώγιμου άλατος (Εξαφθοροφωσφορικό λίθιο) σε ηλεκτρολύτες. Επίσης αυξάνει τις ανόργανες ενώσεις στα στρώματα SEI. Αυτό αυξάνει την εσωτερική αντίσταση των μπαταριών που αυξάνει περαιτέρω τις εσωτερικές μπαταρίες θερμοκρασίας. Εάν αυτή η θερμότητα παραμείνει ανεξέλεγκτη, δεν προκαλεί μόνο υποβάθμιση της μπαταρίας, αλλά και προκαλεί θερμική διαφυγή.
Ένας άλλος λόγος για την υποβάθμιση της μπαταρίας είναι η διάβρωση. Η παρουσία ίχνους νερού στην κατασκευή της μπαταρίας οδηγεί σε διάβρωση. Το LiPF6, το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο άλας λιθίου στον ηλεκτρολύτη αντιδρά στο νερό και σχηματίζει υδροφουρικό οξύ. Αυτό το υδροφουρικό οξύ είναι διαβρωτικό για τον μεταλλικό συλλέκτη προκαλεί υποβάθμιση της μπαταρίας.
Πώς να αυξήσετε τη διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας EV;
Οι μπαταρίες που λειτουργούν έξω από την ασφαλή περιοχή λειτουργίας τους οδηγούν σε υποβάθμιση της μπαταρίας. Παρόλο που οι μπαταρίες είναι εξοπλισμένες με σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS), πρέπει να προσέξουμε σωστά τις μπαταρίες για τη μεγάλη διάρκεια ζωής και τη βέλτιστη απόδοση του ηλεκτρικού οχήματος.
Αποφύγετε την πλήρη φόρτιση και την βαθιά εκφόρτιση: Για μεγάλη διάρκεια ζωής και βέλτιστη απόδοση φόρτισης και εκφόρτισης μπαταρίας μεταξύ 80% έως 20% SOC. Στην μπαταρία, το BMS δεν επιτρέπει την φόρτιση της μπαταρίας στο 100% και δεν θα την αποφορτίσει στο 0%. θα υπάρχει πάντα 10% buffer.
Αποφύγετε τη συχνή γρήγορη φόρτιση: Η γρήγορη φόρτιση οδηγεί σε αύξηση της θερμοκρασίας της μπαταρίας, η οποία οδηγεί περαιτέρω σε υποβάθμιση της μπαταρίας. Για παρατεταμένη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, αποφύγετε τη γρήγορη φόρτιση όταν δεν είναι απαραίτητη.
Μην αποθηκεύετε τις μπαταρίες σε κατάσταση 100% SOC ή σε κατάσταση βαθιάς αποφόρτισης: Είναι πάντα προτιμότερο να αποθηκεύετε τις μπαταρίες σε ημι φορτισμένη κατάσταση. αφήνοντας το όχημά σας για μεγάλο χρονικό διάστημα φορτίστε το στο 50% ή το εκφορτίστε στο 50%.
Διατηρήστε την μπαταρία στη βέλτιστη θερμοκρασία: Ποτέ μην σταθμεύετε το ηλεκτρικό όχημα σε άμεσο ηλιακό φως για μεγαλύτερες περιόδους όταν η θερμοκρασία είναι υψηλή. Είναι πάντα προτιμότερο να σταθμεύετε τις μπαταρίες στη σκιά όταν η θερμοκρασία είναι μεγαλύτερη από 30 0 C