パワーバッテリーの主な技術的パラメーターは何ですか

開回路電圧は、その名前が示すように、つまり、バッテリーが外部負荷または電源に接続されていない場合、バッテリーの正極と負極の間の電位差、つまりバッテリーの開回路電圧を測定します。開回路電圧に対応する動作電圧、つまり、バッテリーが負荷または電源に外部接続されている場合、バッテリーに電流が流れ、正極と負極の電位差が測定されます。

バッテリーの内部抵抗が存在するため、放電時（外部負荷）は開回路電圧よりも動作電圧が低く、充電時（外部電源）は開回路電圧よりも動作電圧が高くなります。

バッテリー容量（Ah）

Q、Q = It、つまり、バッテリー容量（Ah）=電流（A）x放電時間（h）、単位は通常Ah（アンペア時）またはmAh（ミリアンペア時）です。

たとえば、車のバッテリーに16Ahのラベルが付いている場合、理論的には、電流が1Aのときに16時間使用できます。

バッテリーエネルギー（Wh）

バッテリーによって蓄積されたエネルギー（Wh（ワット時）、エネルギー（Wh）=電圧（V）バッテリー容量（Ah））。

下の図に示すように、バッテリーは3.7v / 10000mAhとマークされており、そのエネルギーは37Whです。このようなバッテリーを4つ直列に接続すると、電圧が14.8v、容量が10000mAhのバッテリーパックが形成されます。バッテリー容量は向上していませんが、総エネルギーは4倍になります。

（ここでは、充電器のロゴを確認し、160Whを超えて持ち運べない民間航空規制を検索しました...）

高校の知識を復習して、ちょっと乾物になります...

エネルギー密度（Wh / L＆Wh / kg）

単位体積または質量あたりのバッテリーから放出されるエネルギー。

それが単位体積、つまり体積エネルギー密度（Wh / L）である場合、多くの場所で直接エネルギー密度と呼ばれます。

単位質量の場合、Wh / kg単位の質量エネルギー密度であり、多くの場所で比エネルギーとも呼ばれます。

リチウム電池の重量が300g、定格電圧が3.7v、静電容量が10Ahの場合、その比エネルギーは123Wh / kgです。

2016年に発行された「省エネ・新エネルギー車技術ロードマップ」によれば、パワーバッテリーの開発動向を大まかに把握することができます。下図に示すように、2020年までに純電気自動車のバッテリーユニットの比エネルギーは350Wh / kgに達するはずです。

電力密度（W / L＆W / kg）

エネルギーを時間で割ると、WまたはkWのいずれかで電力が得られます。同様に、電力密度とは、単位質量（または、場合によっては特定の電力）あたり、またはバッテリーの単位体積あたりの出力をW / kgまたはW / Lで表します。

比出力は、バッテリーが電気自動車の加速性能を満たしているかどうかを評価するための重要な指標です。

比エネルギーと比電力の違いは何ですか？

グラフィックの例を次に示します。

より高いエネルギーを備えたパワーバッテリーは、カメとウサギの間の競争におけるカメのようです。

バッテリーの電力よりも高いのは、レースでのカメやウサギのようなものです。高速で、高い瞬間電流を供給できるため、車の加速性能が良好になります。

次のパラメータは少し複雑です...

バッテリー放電率（C）

放電率とは、指定された時間内に定格容量（Q）を放電するのに必要な電流のことで、バッテリーの定格容量の倍数に相当します。すなわち、充電および放電電流（A）/定格容量（Ah）、単位は一般にC（c-rateの略語）で、0.5c、1C、5Cなどです。

たとえば、24Ahバッテリーの場合：

48Aで放電、その放電比は2C、逆に2C放電、放電電流は48A、0.5時間の放電が完了しました。

充電に12Aを使用する場合、充電比は0.5cです。逆に、充電には0.5cを使用し、充電電流は12Aです。

バッテリーの充電と放電の速度によって、バッテリーに一定量のエネルギーを蓄える速度、またはバッテリーにエネルギーを放出する速度が決まります。

Soc（％）

SOCはStateofChargeの略で、残留電荷としても知られています。これは、完全充電状態の容量に対する、放電後のバッテリーの残存容量の比率を表します。

その値の範囲は0〜1です。 SOC = 0の場合、バッテリーが完全に放電されていることを意味します。 SOC = 1の場合、バッテリーが完全に充電されていることを意味します。バッテリー管理システム（BMS）は、バッテリー管理の中核であり、主にSOCの管理と見積もりを行うことにより、バッテリーの効率的な動作を保証します。

現在、SOC推定には、主に開回路電圧法、アンペア時測定法、人工ニューラルネットワーク法、カルマンフィルター法などが含まれていますが、これについては後で詳しく説明します。

内部抵抗

内部抵抗は、動作中にバッテリーを流れる電流に対する抵抗です。オーム内部抵抗および分極内部抵抗を含み、オーム内部抵抗は、電極材料、電解質、ダイアフラム抵抗、および各部品の抵抗を含む。分極抵抗には、電気化学的分極抵抗と濃度分極抵抗が含まれます。

データに関して、下の図はバッテリーの放電曲線を表し、X軸は放電を表し、Y軸はバッテリーの開回路電圧を表し、バッテリーの理想的な放電状態は黒い曲線であり、赤い曲線は実際の曲線です。バッテリーの内部抵抗を考慮したときの状態。

図：Qmaxは、バッテリー容量を最大化するためのものです。 Quseはバッテリーの実際の容量です。 Rbatはバッテリーの内部抵抗を表します。 EDVは放電終了電圧です。 Iは放電電流です。

図から、バッテリーの実際の容量はQuse <バッテリーの理論上の最大容量Qmaxであることがわかります。抵抗のため、バッテリーの実際の容量は減少します。また、バッテリーQuseの実際の容量は、放電電流Iとバッテリー内部抵抗Rbatの積、および放電終了電圧EDVの2つの要因に依存することがわかります。バッテリーの内部抵抗Rbatは、バッテリーの使用に伴って徐々に増加することに注意してください。

抵抗の単位は一般にミリオームΩ（m）であり、充電および放電時のバッテリーの内部抵抗、高い内部電力、深刻な発熱は、バッテリーの老化の加速と寿命の減衰につながる可能性があり、同時に大きな制限もあります充電と放電のアプリケーションの比率。したがって、内部抵抗が小さいほど、バッテリ寿命と乗算器の性能が向上します。通常、電池の内部抵抗測定法には、交流と直流の試験法があります。

自己放電

バッテリーの自己放電とは、開回路の静的プロセスでの電圧降下の現象を指し、バッテリーの電荷保持能力としても知られています。

一般的に、バッテリーの自己放電は、主に製造プロセス、材料、保管条件に影響されます。自己放電は、容量がなくなった後に自己放電が可逆的であるかどうかによって、2つのタイプに分けることができます。容量の不可逆的な損失は、容量を復元できないことを意味します。

バッテリーの自己放電の原因より多くの研究理論、要約は物理的理由（貯蔵環境、製造プロセス、材料など）と化学的（電解質不安定性の電極、内部生成化学反応、活物質消費、など）、バッテリーの自己放電は、バッテリーの容量とストレージのパフォーマンスを直接低下させます。

生活

バッテリー寿命は、サイクル寿命とカレンダー寿命の2つのパラメーターに分けられます。サイクル寿命とは、バッテリーを再充電および放電できる回数のことです。つまり、理想的な温度と湿度の下で、定格充電および放電電流が充電および放電に使用され、バッテリー容量が80％に減衰するサイクル時間が計算されます。

カレンダ寿命とは、動作条件下での特定の動作条件後のバッテリ寿命終了状態（容量が80％に低下）の期間を指します。カレンダーの寿命は、使用の特定の要件と密接に組み合わされており、通常、特定の作業条件、環境条件、保管間隔などを指定する必要があります。

サイクル寿命は理論上のパラメータですが、カレンダー寿命はより実用的な意味を持っています。ただし、カレンダーの寿命の計算は複雑で時間がかかるため、一般的にバッテリーメーカーはサイクル寿命のデータのみを提供します。

上図は、三元リチウム電池の充放電特性を示しています。異なる充放電モードがバッテリー寿命に異なる影響を与えることがわかります。上の図に示すように、25％〜75％の充放電の寿命は2500倍に達する可能性があります。つまり、バッテリーは浅く充電および放電されます。バッテリーの寿命については後で詳しく説明します。

バッテリーパックの一貫性

このパラメータは非常に興味深いものです。同じ仕様・機種の電池をグループ化しても、電圧、静電容量、内部抵抗、寿命などで性能が大きく異なります。電気自動車に使用した場合、性能指数に達しないことがよくあります。単一バッテリーの元のレベル。

現在の合理的な説明：

単電池を製造した後は、技術的な問題により、内部の構造や材質が完全に同じではなく、電池自体に一定の性能の違いがあります。連続充放電サイクルを使用する過程でのバッテリーとの初期不整合および累積は、各モノマーバッテリーのバッテリーパックの使用環境が異なり、より大きな違いにつながり、使用プロセス中の各モノマーバッテリーの状態は徐々に増幅し、場合によっては、モノマーバッテリーの性能が低下し、最終的には早期故障につながります。バッテリーパック

パワーバッテリーの性能は単一のバッテリーの性能に依存することを指摘しておく必要がありますが、それは単一のバッテリーの性能の単純な蓄積ではありません。単電池の性能にばらつきがあるため、電気自動車の繰り返し使用で電池パックにさまざまな問題が発生し、寿命が短くなります。

現在の業界では、製造および組み立てプロセス、厳密な制御プロセス、および単一バッテリーの一貫性の維持を試みる要件に加えて、バッテリーパックのバッテリーの一貫性を制御するために、バッテリー管理システムのバランスの取れた機能を一般的に使用しています。製品の寿命を延ばします。

に

バッテリーの製造プロセスに関連する最後のパラメーターについて話しましょう。

バッテリーの後に作られ、バッテリーの小電流充電が必要であり、その内部アノード材料が活性化され、不動態化層を形成するアノード表面、SEI（固体電解質界面）膜、バッテリー性能はより安定しており、バッテリーは実際の性能を反映できます、intoとして知られるプロセスに入った後。

形成プロセスにおける選別プロセスは、バッテリーパックの一貫性および最終的なバッテリーパックの性能を改善することができる。形成能力は、適格なバッテリーをスクリーニングするための重要な指標です。下のSEIフィルムは黒いバラのように見えます。

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