Terminal akıllı hızlı şarj teknolojisinin kodunun çözülmesi: şarj verimliliğini ve pil ömrünü iyileştirme

Örnek olarak Xingxing şarj yığınının verilerini alırsak, şarj eğrisi şu şekildedir:

%0-%50 aşaması: pil etkinliği kademeli olarak artar, şarj gücü hızla yükselir ve hız en hızlıdır;

%50-%80 aşaması: pilin aşırı ısınmasını veya aşırı voltajını önlemek için, BMS (pil yönetim sistemi) akımı kademeli olarak azaltır ve güç yavaşça azalır;

%80'in üzerindeki aşama: "damlama şarjı"na girin, pil ömrünü korumak için pil hücresi voltajını küçük bir akımla dengeleyin.

Şarjın ilk 20 dakikasında, pil ön ısıtma aşamasındadır, aktivite artmaya devam eder ve şarj gücü artmaya devam eder. SOC yaklaşık %50'ye ulaştığında, güç azalmaya başlar; SOC %80'e ulaştığında, hız daha da yavaşlar ve damlama şarj aşamasına girer.

Örnek olarak 2023'te en yüksek şarj hızına sahip iki modeli ele alalım:

Model A: %30-%80 şarj 21 dakika, %80-%100 19 dakika sürer;

Model B: %30-%80 şarj 30 dakika, %80-%100 21 dakika sürer.

Bu, terminal akıllı hızlı şarj teknolojisinin neden gerekli olduğunun önemli nedenlerinden biridir.

Ayrıca, Avrupa pazarında Tip 2 EV Fişinin (Avrupa standart AC fişi) yaygın olarak benimsenmesiyle, verimli ve akıllı şarj teknolojisi büyük otomobil şirketlerinin ve şarj ekipmanı tedarikçilerinin odak noktası haline geliyor. Tip 2 EV Fişi, güçlü uyumluluğu, daha yüksek güç desteği, güvenliği ve güvenilirliği ile dünyadaki ana akım AC şarj arayüzü haline gelmiştir.

2. Lityum pil şarj ve deşarj sürecinin analizi

2.1 Lityum pil yapısı

Lityum pilin iç yapısı (örneğin silindirik pil ele alındığında) sandviç şeklindedir ve ortada pozitif elektrot, negatif elektrot ve elektrolitten oluşur. Şarj ve deşarj süreci, lityum iyonlarının elektrolit aracılığıyla pozitif ve negatif elektrotlar arasında tekrar tekrar hareket etmesi sürecidir.

Pozitif plaka: yüksek saflıkta alüminyum içeren metal oksit;

Negatif plaka: katmanlı grafit;

Ayırıcı: elektrotlar arasındaki doğrudan temastan kaynaklanan kısa devreyi önler ve lityum iyon penetrasyonunu destekler;

Elektrolit: lityum iyonlarının serbestçe hareket etmesini sağlar.

2.2 Lityum pillerin sınıflandırılması

Farklı pozitif elektrot malzemelerine göre, lityum piller esas olarak şunlara ayrılır:

Üçlü lityum pil: pozitif elektrot malzemesi nikel-kobalt-manganez veya nikel-kobalt-alüminyumdur;

Lityum demir fosfat pil: pozitif elektrot malzemesi lityum demir fosfattır.

Her iki pil de negatif elektrot malzemesi olarak katmanlı grafit kullanır.

2.3 Lityum pillerin şarj ve deşarj süreci

Şarj: lityum iyonları pozitif plakadan başlar, ayırıcıdan negatif plakanın grafit tabakasına geçer ve depolanır;

Deşarj: lityum iyonları negatif elektrottan pozitif elektroda geri döner ve elektronlar motoru mekanik enerjiye dönüştürmek için harici devreden akım oluşturur.

AC şarjı için önemli bir arayüz olan Tip 2 EV Fişi, bu enerji dönüşüm sürecinin verimli, güvenli ve istikrarlı bir şekilde iletilmesini destekler ve elektrikli araçlar alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.

3. Şarj hızını sınırlayan temel faktörler

Lityum iyonlarının iletim hızı, aşağıdaki aşamalara ayrılan şarj verimliliğini belirlemenin anahtarıdır:

1. Aşama: lityum iyonları pozitif elektrot malzemesinden serbest bırakılır;
2. Aşama: lityum iyonları elektrolit içindeki diyaframa hareket eder;
3. Aşama: lityum iyonları diyaframdan geçer;
4. Aşama: lityum iyonları elektrolit içindeki negatif elektrota hareket etmeye devam eder;
5. Aşama: lityum iyonları negatif elektrot malzemesine gömülür.

Her aşamanın verimliliği genel şarj hızını etkileyecektir, bu nedenle mevcut Tip 2 AC şarj teknolojisi yükseltilmeye devam etmektedir.

4. BYD'nin çözümü - lityum iyon birikimini hafifletmek için negatif darbeli şarj

BYD, negatif darbe teknolojisiyle şarj terminali hızını ve pil ömrünü optimize eder:

4.1 Konsantrasyon polarizasyonunu giderin

Elektrolit konsantrasyon gradyanını dinamik olarak dengeleyerek lityum iyon iletim verimliliğini artırın.

4.2 Lityum çökelmesini engelleyin

Lityum dendritlerinin oluşumunu önlemek için lityum iyonlarının negatif elektroda düzgün bir şekilde gömülmesini sağlayın.

4.3 Katı faz difüzyonunu hızlandırın

Katı fazda lityum iyonlarının göç yolunu kısaltın.

4.4 Arayüz empedansını azaltın

SEI filminin kinetiğini optimize edin ve şarj ve deşarj reaksiyonlarının verimliliğini artırın.

4.5 Termal yönetimin işbirlikçi optimizasyonu

Akıllı darbeli kendi kendine ısıtma teknolojisiyle düşük sıcaklıkta şarj performansını iyileştirin.

Tip 2 EV Fişinin akıllı kontrolüyle birleştiğinde, BYD'nin negatif darbe teknolojisi hızlı şarjın potansiyelini tam olarak ortaya çıkarabilir ve güvenliği ve pil sağlığını garanti edebilir.

5. Özet

BYD'nin akıllı darbeli hızlı şarj teknolojisi, "şarj-durdur-ters ince ayar" stratejisiyle yüksek SOC aralığında birden fazla avantaj elde eder:

5.1 Terminal şarj süresini kısaltın

Negatif darbeli deşarj, konsantrasyon polarizasyonunu azaltır, SOC'nin şarj süresini %80-%100 oranında 30 dakikadan 18 dakikaya kısaltır ve şarj hızını %40 oranında artırır.

5.2 Düşük sıcaklıkta şarj performansını iyileştirin

-30℃ ortamındaki sıcaklık artış hızı %230 oranında artar, şarj süresi %40 oranında kısalır ve uzun süreli ön ısıtmaya gerek kalmaz. Şarj verimliliği normal sıcaklık seviyesine yakındır.

5.3 Pil ömrünü uzatın

Darbeli şarj, lityum dendritlerini etkili bir şekilde bastırır ve pil kapasitesi tutma oranı %90'a çıkar.

Akıllı hızlı şarj teknolojisi ve Tip 2 EV Fiş teknolojisinin birleşimiyle, gelecekteki elektrikli araç şarj deneyimi daha hızlı, daha güvenli ve daha verimli olacaktır. NexwayEV, kullanıcılara yeşil seyahatin yeni bir geleceğini yaratmaya yardımcı olmak için gelişmiş ve güvenilir EV şarj çözümleri sunmaya kendini adamıştır.