요약:
기자는 26일 중국과학원 대련화학물리연구소에서 국가에너지촉매변환핵심연구소 전력배터리 및 시스템 연구부 Chen Zhongwei 연구원팀과 스웨덴 찰머스 공과대학 Zou Changfu 교수팀, 베이징 공과대학 Jikrypton Technology Europe 관련 연구팀이 함께 실제 배터리 및 시스템 연구에서 새로운 진전을 이뤘다는 소식을 들었다. 전기차 동력배터리의 작동 저하 및 자원 활용.
연구팀은 장기간의 실제 차량 운행 데이터를 기반으로 차량 규모의 배터리 셀 노화 진단 및 전체 패키지 성능 평가 프레임워크를 구축했습니다. 이 시스템은 셀 불일치가 배터리 팩의 상태, 가용 전력, 수명, 전력 용량 및 전체 수명 에너지 자원 활용에 미치는 영향을 정량적으로 공개했습니다. 관련 연구 결과가 최근 '네이처·에너지'지에 게재됐다.
단일 성능 저하로 인해 전체 전원 배터리 팩의 성능이 제한됩니다. 인터뷰 대상 부서에서 제공한 사진
전기 자동차 전원 배터리 팩은 일반적으로 여러 개의 단일 셀로 통합됩니다. 동일한 배터리 팩에 들어 있더라도 원자재, 제조 공정, 그룹 매칭, 국부적인 온도 분포 및 실제 작동 조건의 차이로 인해 서로 다른 셀이 점차적으로 다른 노화 속도를 보일 수 있습니다. 이로 인해 배터리 팩은 전형적인 "배럴 효과"를 나타냅니다. 충전 시 용량이 더 작은 셀이 가장 먼저 전압 상한에 도달합니다. 방전 및 고전력 작동 중에는 내부 저항이 더 큰 셀이 가장 먼저 안전 경계에 닿습니다. 가장 빠르게 노화되는 셀이 폐기 임계값에 도달하면 전체 배터리 팩을 조기에 사용하지 않는 경우가 많습니다.
이러한 문제에 대해 연구팀은 삼원계 리튬 배터리를 탑재한 전기 승용차와 리튬인산철 배터리를 탑재한 전기 버스를 대상으로 장기 실차 운행 데이터에 대한 연구를 진행했다. 해당 차량은 운행 3년 이상, 누적 주행거리가 30만km에 달하는 차량입니다.
연구 결과에 따르면 연구 대상 여객기에서 마일리지가 낮은 단계의 장치 간 상태 차이는 일반적으로 더 작습니다. 누적 주행거리가 약 17만km를 초과하면 많은 차량의 개별 유닛이 가속 노후화 단계에 진입하기 시작하고 유닛 간의 차이가 크게 확대됩니다. 추가 계산에 따르면 조기 퇴직과 일관되지 않은 충전 상태의 영향을 고려하면 전기 승용차와 버스 배터리 팩의 전체 수명 에너지 자원 활용률은 각각 80.7%와 72.9%에 불과합니다. 즉, 가장 약한 셀로 인해 전체 배터리 팩이 폐기 조건에 도달할 때 잠재적 에너지 자원의 약 19.3% 및 27.1%가 여전히 완전히 활용되지 않습니다.
"연구에 따르면 전기 자동차 배터리 팩의 성능과 수명은 셀의 평균 노화 수준에 따라 결정될 뿐만 아니라 소수의 가속화된 노화 셀에 의해 크게 제한될 수 있는 것으로 나타났습니다. 실제 작동 조건에서 이 '가장 약한 셀' 효과를 정량화함으로써 배터리 활용도를 향상하고 수명 관리를 최적화하며 시스템 수준 설계를 최적화할 수 있는 기반을 제공할 수 있습니다." Chen Zhongwei가 말했습니다.
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