Technologie de charge rapide et système de gestion de batterie pour batteries au lithium

Technologie de charge rapide et système de gestion de batterie pour batteries au lithium

La technologie de charge rapide et le système de gestion des batteries au lithium constituent des axes de recherche importants dans les domaines des véhicules électriques et des appareils portables. La technologie de charge rapide peut réduire considérablement le temps de chargement de la batterie et améliorer le confort de chargement de l'utilisateur, tandis que les systèmes de gestion de batterie peuvent garantir la sécurité et la durée de vie du chargement de la batterie. Nous présenterons brièvement l’état de la recherche, les défis et les perspectives de la technologie de charge rapide des batteries au lithium et des systèmes de gestion de batterie.

1、 Technologie de charge rapide pour les batteries au lithium

（1） Principe et conception de la charge rapide

1）. Principe de charge rapide : La technologie de charge rapide des batteries au lithium est principalement obtenue en optimisant les matériaux de la batterie, en améliorant la structure de la batterie et en contrôlant le processus de charge. Par exemple, l'utilisation de matériaux d'électrode de haute capacité, la modification de la structure des électrodes, l'ajustement de la composition de l'électrolyte, etc. peuvent améliorer la vitesse de charge et l'utilisation de la capacité des batteries.

2）. Conception d'alimentation de charge rapide : afin de répondre aux besoins de charge de haute puissance, il est nécessaire de concevoir une alimentation de charge efficace et stable. Par exemple, l’utilisation de chargeurs haute puissance et l’adoption d’une conception collaborative de matériel logiciel peuvent améliorer efficacement l’efficacité de la charge et la stabilité de l’alimentation.

3）. Conception de gestion thermique et de refroidissement : lors d'une charge rapide, une grande quantité de chaleur est générée, et une gestion thermique et une conception de refroidissement efficaces sont nécessaires pour éviter la surchauffe et les dommages de la batterie. L'utilisation de dispositifs de dissipation thermique, de caloducs, de refroidissement liquide et d'autres technologies peuvent contrôler efficacement la température pendant le processus de charge.

（2） Types de charge rapide

1）. Charge haute puissance : en augmentant le courant de charge pour améliorer la vitesse de charge, mais en tenant compte de la sécurité et de la durée de vie de la batterie.

2）. Algorithme de charge rapide : en optimisant les stratégies de contrôle du courant et de la tension pendant le processus de charge, il améliore l'efficacité et la vitesse de charge.

3）. Matériaux de charge rapide : développez des matériaux d'électrodes positives et négatives avec une conductivité ionique élevée et des capacités d'insertion/extraction rapides des ions lithium pour améliorer la vitesse de charge.

2、Système de gestion des batteries au lithium

Le système de gestion de batterie (BMS) est un système critique responsable de la surveillance, du contrôle et de la protection des batteries au lithium. Il comprend principalement les fonctions suivantes :

1）. Surveillance de l'état de la batterie : le système de gestion de la batterie doit surveiller l'état de la batterie, y compris des paramètres tels que la tension, le courant et la température. En utilisant des capteurs et des circuits de surveillance, des informations sur l'état de la batterie en temps réel peuvent être obtenues.

2）. Contrôle du processus de charge : le système de gestion de la batterie doit contrôler le processus de charge pour optimiser le taux de charge, le temps de charge, etc. L'utilisation d'algorithmes de charge intelligents et de stratégies de contrôle peuvent garantir la sécurité et l'efficacité du processus de charge.

3）. Technologie d'équilibrage de la batterie : pendant le processus de charge, il peut y avoir des déséquilibres entre les cellules de la batterie, entraînant une diminution de l'efficacité de la charge et de la durée de vie de la batterie. L'utilisation de techniques d'équilibrage de batterie, telles que l'équilibrage dynamique et l'équilibrage statique, peut améliorer les performances et la durée de vie des blocs-batteries.

4）. Diagnostic et protection des défauts : le système de gestion de la batterie doit effectuer un diagnostic des défauts et une protection pour éviter les dommages aux performances de la batterie ou les accidents de sécurité causés par une surcharge, une décharge, une surintensité et d'autres situations. En adoptant des mesures de détection et de protection des défauts, la fiabilité et la sécurité des batteries peuvent être améliorées.

3、Défis rencontrés

1）. Contrôle de l'augmentation de la température : lors d'une charge rapide, une grande quantité de chaleur est facilement générée et il est nécessaire de contrôler et de gérer efficacement la température de la batterie pour éviter la surchauffe et les dommages à la batterie.

2）. Exigences en matière d’équipement de recharge : parvenir à une recharge rapide nécessite une puissance plus élevée et des équipements de recharge plus avancés, et la construction et l’investissement des infrastructures associées constituent également des défis.

3）. Sécurité : La charge rapide présente certains risques pour la sécurité, tels que la surchauffe et la surcharge de la batterie. Un système strict de gestion de la batterie est nécessaire pour garantir la sécurité du processus de charge.

4）. Tenir compte de la durée de vie de la batterie : le processus de charge rapide a un impact significatif sur la durée de vie de la batterie, et un équilibre entre les performances et la durée de vie de la batterie doit être pris en compte de manière globale dans la conception de la technologie de charge rapide et des systèmes de gestion de batterie.

4、Orientation R&D

1）. Recherche et développement de nouveaux matériaux : recherchez et développez des matériaux d'électrode à haute capacité, haute conductivité et bonne stabilité de cyclage pour répondre aux besoins de charge rapide.

2）. Technologie des équipements de charge : développer des chargeurs et des systèmes d’alimentation efficaces et de grande puissance pour améliorer l’efficacité et la stabilité de la charge.

3）. Gestion intelligente de la batterie : basé sur l'intelligence artificielle et la technologie Big Data, développez un système de gestion intelligent de la batterie pour obtenir un contrôle de charge et une prédiction des défauts plus précis, améliorer les performances et la durée de vie de la batterie.

4）. Normes de charge rapide unifiées : Développer des normes et des protocoles de charge rapide unifiées, promouvoir l'interopérabilité entre les équipements de charge et les batteries, et promouvoir le développement industriel et l'application technologique.