Підрахунок втрат місткості батареї
| Стан | Загальна ємність | Потеря (%) | Втрата місткості (кВт·год) | Енергія при 100% | Підрахунок втрат | Дальність | Оціночний час зарядки при швидкій зарядці 150 кВт DC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Нова батарея | 60 kWh | 0 | 0 kWh | 60 kWh | — | 450 km | ~24 min |
| 10% Потеря місткості | 54 kWh | 0.1 | 6 kWh | 54 kWh | 60 кВт*год х 0,10 = 6 кВт*год | 450 − (450×0.10) = 405 km | 54 / 150 × 60 = ~22 хв |
| 20% Потеря місткості | 48 kWh | 0.2 | 12 kWh | 48 kWh | 60 кВт·год × 0,20 = 12 кВт·год | 450 − (450×0.20) = 360 km | 48 / 150 × 60 = ~19 хв |
📌Цей таблиця заснована на автомобілі з батареєю 60 kWh та номінальною дальністю 450 км.Врахування припускає постійну швидкість та споживання, з розрахунком дальності лінійно. У реальному використанні фактори, такі як погода, швидкість руху, схил дороги, стан шин та ефективність системи можуть спричиняти відхилення щодо дальності та споживання.
⚡Час зарядки вказує мінімальний розрахунковий час.У реальних сценаріях швидкої зарядки DC Система управління батареєю (BMS) може поступово зменшувати потужність зарядки залежно від стану заряду (SOC), температури та стану елементів. Крім того, вплив потужності, яку підтримує станція зарядки та автомобіль, також впливає на час. Тому фактичний час зарядки може бути довшим, ніж розрахований.
🔍🔍 Опис: Хімічна структура батареї, BMS та зниження ефективності протягом часу
Цикли зарядки/відпалу, температура, високі рівні зарядки потужністю та зберігання спричиняють старіння батареї. Внутрішня хімічна структура деґрадує → клітини втрачають енергетичну місткість.
Зазвичай показує поточну максимальну місткість. Якщо є втрати 10%, 100% = 54 кВт*год; якщо 20% втрат, 100% = 48 кВт*год. Тому навіть якщо дисплей показує 100%, він не містить так багато енергії, як раніше (менше збереженої енергії).
Час зарядки зменшується трохи, оскільки менше енергії потрібно заповнити.
Аккумулятор не є електричним колом; тому його внутрішній стан не може бути відомий точно. Розрахунки здійснюються на основі потужності, напруги, енергії та електронного потоку, що потрапляє та виходить із батареї. Також оцінюються дані про кількість годин, протягом яких батарея була заряджена, та її вік для оцінки часу використання, а дисплей автомобіля показує енергетичний статус у вигляді % або діапазону. Система управління батареєю (BMS) постійно контролює цей електронний потік, тепло, напругу та потужність; вона обмежує батарею проти перевантаження, перевідпалювання та перегріву. Також вона генерує оцінені дані про стан батареї (SOH) з циклів заряду-відпалу.
Електроліт розчиняється, газ утворюється, температура зростає, відбувається розтягування елементів, підвищується ризик пожежі та значно скорочується термін служби батареї.
У хімічній структурі відбуваються протилежні реакції, електроди руйнуються, елемент цілком помирає та стає нерекуперним.
Потужність, відображена на станції зарядки та екрані автомобіля майже ідентична (наприклад, 11 кВт AC, 150 кВт DC). Однак фактична потужність, яка потрапляє в акумулятор, на 5–12% нижча за AC і на 3–7% нижча за DC через втрати в кабелі та підключенні. Система управління батареєю завжди враховує цю невелику різницю та захищає батарею від перевантаження чи недовантаження.
Коригує невизначеності, які виникають внаслідок хімічних змін батареї та дисбалансів між елементами, забезпечуючи, щоб дисплей автомобіля показував точну інформацію про енергію та стан батареї. Під час звичайного заряду енергія вхідна та вихідна можуть не бути ідеально точними через помилки вимірювання, старіння та втрати кабелю/роз'єму; калібрування дозволяє БМС побачити справжню ємність та стан батареї.
Перша річна втата відбувається швидко через "хімічне осадження та балансування клітин"; після цього батарея стабілізується та втрати знижуються (приблизно 95%→92%). У перших кількох циклах заряду-виведення утворюється шар SEI (Солідний електролітний інтерфейс); цей шар споживає енергію хімічно. Батарея нова, поверхні електродів та електроліт не повністю стабільні. Малі дисбаланси та різниці опору між клітинами також осідягаються. Отже, швидка початкова знижка.
Слої СЕІ вже встановилися, хімічні структури стабільні, клітини збалансовані. Під тією ж експлуатацією заряд-розрядні цикли спричиняють менше втрат. Результат: річна втата місткості нижча і не лінійна, поступово зростає.