Silindirik pil VS yumuşak paket pil, hangi tür güç pilleri daha iyidir?
Metin / Gu Jiadong
Sıradan insanların pil kavramı genellikle küçük cihazlar için AA piller ve uzaktan kumandalar için AA piller gibi silindirik pillerden gelir. Ancak, silindirik piller birçok pil türünden yalnızca biridir. Şu anda, yukarıdakiler dışında, otomobil güç pilleri için esas olarak üç çeşit pil bulunmaktadır. Silindirik pil Ayrıca var Kare pil Hem de Yumuşak pil .
Araba akü paketi olarak silindirik akü kullanan birkaç otomobil üreticisi yok, en ünlüsü ABD'den Tesla.
Örneğin, Tesla Model S pil takımının önceki 85kWh versiyonu 700018650 silindirik lityum piller oluşmaktadır! Ama şimdi Tesla'nın bataryası orijinal 18650'den 21700 bataryaya değiştirildi.
Tek bir silindirik pilin boyutu büyüdü ve güç miktarı da daha fazla. Bu şekilde, pil sayısı büyük ölçüde azaltılabilir, bu da Tesla'yı pil sisteminin kontrolünde daha kullanışlı hale getirir.
Tesla'nın, batarya paketleri ve elektrikli tahrik sistemleri de dahil olmak üzere küresel elektrikli araçlar alanında öncü olduğu doğrudur. Ama aslında, Tesla gibi pek çok yerli üretici, bir pil paketi oluşturmak için binlerce silindirik pili bir araya getirmeyi seçmiyor, hesaplaması zorsa, ortaya çıkan yerli otomobil üreticileri olabilir. Sıfır çalışan araba Bir örnek verelim, S01 modellerinde Tesla ile aynı özelliklere sahip 18650 pil kullanılmaktadır.
Diğer daha fazla otomobil üreticisi, nispeten daha yaygın alüminyum kabuklu kare aküyü tercih ediyor. Ancak birçok prizmatik pil paketi olduğu için, adı prizmatik bir pil olmasına rağmen, içsel öz hala daha sonra tartışılacak olan yumuşak paket pilidir. Bu makale kare pilleri tartışmayı atlıyor .
Buick VELITE 6 pil takımında kullanılan yumuşak paket pil
Ardından bu makalenin odaklandığı yumuşak paket pilden bahsedeceğiz!
Genel olarak, yumuşak paket pilin avantajları ve dezavantajları hemen hemen aynıdır.Yumuşak paket pilin şekli esnek bir şekilde tasarlandığından (müşteri ihtiyaçlarına göre özelleştirilir, hücreler de yeniden yapılır), bu nedenle birleşik bir modelin mevcut yumuşak paket pili Miktar çok azdır ve yeni bir yumuşak pil takımı geliştirmenin maliyeti de oldukça yüksektir.
Ancak yumuşak pillerin silindirik pillere ve kare pillere göre avantajları hala yeterlidir. Örnek olarak Buick VELITE 6 tarafından kullanılan modüler üçlü lityum iyon pil paketindeki yumuşak paket pilini ele alırsak, yerleşik bir güç pili olarak yumuşak paket pil arasındaki farkı bulabiliriz. Öncelikle soft pack bataryasının araca nasıl yerleştirildiğine bir göz atalım.
VELITE6 pil paketi modülünü çıkarıp bakarsak, pilin görünümünün "yumuşak paket pil" denen şeyle uyuşmayan "sert kabuklu büyük bir çanta" olduğunu görürüz. Aslında, bu "sert çantanın" içi aslında Lamine yumuşak paket pil , Yumuşak pil parçaları, oyun kağıdı gibi dikey olarak düzenlenmiştir.Elbette, mühendisin yaptığı şey onları bir araya getirmek değildir.
Resim bir MINI istifleme birimini göstermektedir
Genel iç mühendislere göre, her iki yumuşak paket pil, sözde bir "MINI İstifleme Ünitesi" Yapı temeli. Montaj hattı ile birlikte kaynaklanmıştır. Akü hücresi, bir alüminyum soğutma kanadı ile akü hücresinden ayrılır Soğutma sıvısı, soğutma kanadı üzerindeki "kılcal boruyu" doldurmak, sirküle ettirmek ve ısıyı almak için su enjeksiyon portundan enjekte edilir. Ayrıca soğutma sıvısı, bataryanın en uygun çalışma sıcaklığında olmasını sağlamak için aşırı soğuk bir ortamda bile bataryayı ısıtmak için batarya ile de ısıtılabilir.
İki yumuşak paket pil, bir parça "kılcal" soğutma kanadı, artı bir modül çerçevesi ve bir parça ısı yalıtım köpüğü, eksiksiz bir "MINI istifleme birimi" oluşturur. Ve bir akü modülü tertibatı 26 "MINI istifleme ünitesinden" oluşur.
gif sıvı soğutmalı hücre istiflemesinin şematik diyagramını gösterir
Ve VELITE 6, güç sağlamak için iki pil modülüne sahiptir, bu nedenle toplam 104 yumuşak paket pil kullanır (2 yumuşak paket pil x 26 istifleme ünitesi x 2 pil modülü). Tesla modellerinde binlerce silindirik pilden oluşan pil takımı ile karşılaştırıldığında, VELITE 6'nın soft pack bataryası toplam güç açısından üstünlüğe sahip değil.
Ancak ağırlık ve güvenlik performansı açısından, yumuşak paket pil takımının bir avantajı olduğuna ve VELITE 6 pil takımının başka bir güçlü noktaya, yani eşleşen pil termal yönetim sistemine sahip olduğuna şüphe yoktur.
Yumuşak pillerin birçok avantajı olduğu doğrudur, ancak aynı zamanda bariz eksiklikleri de vardır. "tutarlılık" Nispeten zayıf. Sözde "pil tutarlılığı" pil takımının genel performansını ifade eder, çünkü pilin farklı sıcaklıklarda ısı tüketim oranı (üretilen her 1kW saat elektrik için tüketilen ısı) farklıdır, bu pilin içindeki kimyasaldan kaynaklanır Reaksiyon, sıcaklıkla yakından ilgilidir.
Pil, yalıtım veya yüksek sıcaklık gibi yetersiz ısı transferinin olduğu bir iç ortamda çalıştırılırsa, pilin sıcaklığı önemli ölçüde yükselecek ve pil takımı içinde "sıcak noktalar" oluşmasına neden olacak ve sonuçta kontrol kaybına neden olabilir.
Bu nedenle, pilin tutarlılığı, tüm pil paketinin performansı ve ömrü üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Yumuşak bataryayı elektrikli araçlara başarıyla uygulamak ve dengeyi korumak istiyorsanız, çok güçlü bir batarya termal yönetim sistemi ile donatmalısınız!
Termal yönetim sistemi açısından, diğer üreticilerin modül düzeyinde soğutma ile karşılaştırıldığında, VELITE 6'nın yumuşak paket pil paketi, hücre düzeyinde bağımsız sıvı soğutmayı benimser. Pil paketinin ısı yayma ve soğutma döngüsü, her bir hücre birimine dağıtılır, böylece hücre sıcaklığı farkı kendi içinde kontrol edilir 2 içinde, pilin tutarlılığını sağlamaya çalışın. Aslında biraz daha basit, yani yukarıda bahsedilen "kılcal" soğutma kanadı ...
Aslında, bu yaklaşım Teslanın silindirik pil paketine benzer. Teslanın pil paketinin içinde, termal yönetim sisteminin özü, dikey olarak düzenlenmiş silindirik pillerin su-glikol iletken alüminyumla doldurulmasıdır. Tüple çevrili, alüminyum tüpün dışında turuncu renkli bir yalıtım bandı tabakası vardır.
Tesla Model S pil paketi sökme yapı şeması
Buick Velite 6'dan sadece farklı. "Aktif Sıvı Soğutma Sistemi" , Tesla soğutucu alüminyum borusundaki "soğutucu" akmıyor! Batarya sıcaklığının tutarlılığını korumak için ısıyı transfer etmek için alüminyum tüpe güvenir.Pasif olarak soğutulmasına rağmen, neyse ki Tesla'nın yönetim sistemi daha akıllıdır ve araçlarda batarya aşırı ısınması nedeniyle nadiren sorun yaşanır.
Zero Run S01'de kullanılan pil takımı
Ama dikkatlice düşünün.Soğuk bir ortamda çalışmayı düşünürseniz, aktif sıvı soğutma daha güvenilirdir Sonuçta ek bir ısıtma fonksiyonu olabilir, ancak maliyet yüksektir. Bunu söyledikten sonra, sıfır çalışan arabanın kullandığı silindirik bataryanın araç aküsü olarak kullanıldığını da belirtmek isterim.Daha önce Tesla'nın kullandığı 18650 batarya gibi olduğunu söylemiştim.Ağırlık ve şekil olarak hiçbir avantajı olmamasına rağmen bir nevi tecrübe. Test edilen pil tipi, teknik yol olgun, yönetim maliyeti düşük ve düşük konumlandırmalı elektrikli araçlar için daha uygundur.
Zero Run Car S01
Aksine, soft pack batarya, başlangıç maliyeti ve yönetim zorluğu nedeniyle birçok avantaja sahip olmasına rağmen, düşük konumlu elektrikli araçlar için uygun olmayıp, yüksek kaliteli elektrikli araçlar için daha uygundur. Yeni geliştirilen modellerin, yukarıda bahsettiğimiz zero-run otomobillerde olduğu gibi silindirik aküleri atlayarak soft pack akülere geçmeye başladıkları bildirildi.İç mühendislerine göre ileride araç aküsü olarak soft pack aküleri de seçecekler.
Genel olarak, silindirik piller ve yumuşak paket pillerin kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Elektrikli araçların güçlü bir şekilde gelişmesiyle, gelecekte sistemlerinin enerji yoğunluğu öne çıkıp çıkamayacaklarının anahtarı olabilir.
Bununla birlikte, Buick VELITE 6'da kullanılanlar gibi soft pack bataryaların avantajları göz önünde bulundurulduğunda, sektör uzmanları batarya yollarının gelişmesiyle birlikte soft pack bataryaların yeni enerjili araç pazarındaki penetrasyon oranının artmaya devam edeceğini, ileride çeşitli bataryalarda soft pack bataryaların kullanılacağını tahmin ediyor. In oranının artmaya devam etmesi bekleniyor.
