Новости

Jun 03, 2023

Какие приоритеты определяют разработку аккумуляторных батарей?

Джеймс Итон исследует множество соображений, которые необходимо учитывать при разработке

Джеймс Итон исследует множество факторов, которые необходимо учитывать при разработке аккумуляторной батареи для электромобиля.

В настоящее время затраты на разработку электромобилей (EV) невероятно высоки, в основном из-за аккумуляторной батареи, а баланс между привлекательностью модели и ее стоимостью является проблемой даже для авторитетных автопроизводителей. Излишне говорить, что это еще сложнее для многих мелких производителей и нишевых производителей автомобилей, которые легко могут рассчитывать на сумму до 30 миллионов фунтов стерлингов (37 миллионов долларов США) только за дизайн аккумуляторной батареи. Хотя существует очевидная потребность в более экономичных и оптимизированных решениях для разработки продуктов, их по-прежнему мало. Столкнувшись с разработкой аккумуляторной батареи, многие до сих пор не понимают, с чего начать и чему отдать приоритет.

Плотность энергии является ключевым показателем для многих и очевидным приоритетом для производителей. Аккумуляторная батарея, которая не является энергоемкой, может привести к тому, что автомобиль станет тяжелым, большим и трудным в управлении, что не будет пользоваться большой популярностью у потребителей. Однако часто забывают, что увеличение напряжения может способствовать увеличению плотности энергии. Многие подходят к производству аккумуляторов с укоренившейся идеей, что напряжение в 400 В — это предел для электромобилей. Поскольку напряжение электромобиля может увеличиться до 800 или 900 вольт, установка напряжения в 400 вольт излишне ограничивает потенциал автомобиля. Электромобили с более высоким напряжением могут производить ту же мощность при меньшем токе, а это означает, что кабели, шины и другие компоненты могут быть меньше, и в результате аккумулятор становится легче.

Однако когда дело доходит до проектирования аккумуляторной батареи, почти каждая переменная зависит от другой и требует определенного компромисса. Напряжение от этого не освобождается. Как правило, по мере увеличения напряжения инверторы и другие компоненты увеличиваются в размерах из-за изоляции напряжения, поэтому общая трансмиссия может стать больше.

Необходимость идти на компромиссные решения распространяется и на другие факторы, рассматриваемые при проектировании аккумуляторной батареи, и важно понимать, что некоторые комбинации параметров не всегда достижимы. Способность учитывать дизайн и по-настоящему понимать, что важно для вашего автомобиля и привлекательно для потребителя, имеет решающее значение. Часто думают, что малое время зарядки невероятно желательно для электромобиля, и хотя это может быть так, более быстрая зарядка может привести к увеличению деградации аккумулятора и может привести к более быстрому сокращению запаса хода автомобиля с течением времени. Существуют хитрые способы достижения хорошего баланса, такие как разработка более мощных систем терморегулирования, которые позволят сократить время зарядки, но это может привести к тому, что другие системы автомобиля станут больше и дороже.

Когда дело доходит до проектирования аккумуляторной батареи, почти каждая переменная зависит от другой.

Хотя в большинстве областей компромиссы неизбежны, безопасность – это область, в которой нет никаких компромиссов. В целом, большинство аккумуляторных элементов и модулей должны соответствовать UN38.3, но некоторые правила, такие как Правила 100 ЕЭК ООН, могут сразу показаться ненужными, и в результате более мелкие производители могут уклоняться от них. Хотя на начальном этапе при очень небольших объемах можно избежать, правил безопасности можно избежать в пользу более быстрой и дешевой разработки, особенно небольшими OEM-производителями, которые находятся под различным давлением. Однако крайне важно создать максимально безопасный аккумулятор. Помимо очевидных рисков производства электромобиля, безопасность которого не была тщательно проверена, важно учитывать, что они являются стандартными для массового производства, поэтому любой уровень масштаба в конечном итоге потребует таких испытаний. Избегая испытаний на безопасность, многие мелкие производители создают более серьезные проблемы на будущее, когда автомобиль будет перепроектирован с учетом этих правил.

В ближайшие несколько лет в автомобильном секторе произойдут большие изменения. Учитывая беспрецедентный уровень потребительского интереса к электромобилям, рынок будет быстро расти. Неудивительно, что этот рост привлек все типы OEM-производителей, и на рынок электромобилей вкладывается больше времени и усилий, чем когда-либо прежде. Чтобы добиться успеха, производителям необходимо разработать продукт, который будет конкурентоспособным на момент запуска и останется конкурентоспособным на долгие годы. Быть умным и экономичным, а также понимать потребности аккумуляторной батареи сейчас важнее, чем когда-либо прежде.