تاثیرات بهینه شارژ فوق سریع بر قابلیت اطمینان و عمر چرخه باتری های اسید سرب

نکته کلیدی در توسعه باتری های ذخیره سازی برای وسایل نقلیه الکتریکی امکان شارژ مجدد سریع است. به طور گسترده ای شناخته شده است که سیستم سرب اسید به دلیل هزینه کم، دوام و انتظار بهبود در آینده نزدیک، کاندیدای عالی برای خودروهای الکتریکی است. اگر بتوان شارژ مجدد سریع را بدون کاهش عمر سیستم به کار برد، دوام باتری سرب اسید برای کاربردهای EV بسیار افزایش می یابد. مقاله حاضر نتایج به دست آمده با شبیه سازی رفتار شارژ با یک مدل ریاضی را گزارش می کند که قادر به پیش بینی رفتار سلول های سرب اسید غیرمتعارف در زمان تخلیه و شارژ مجدد است. اثرات پارامترهای مهم مانند ابعاد صفحه، توزیع اسید و تخلخل جرم فعال در نظر گرفته شده است . در این مقاله، مدل سازی پروفیل شارژ سریع بهینه برای باتری های سرب اسیدی نمونه آزمایشگاهی پیشنهاد شده است. مدل پیشنهادی یک جریان ثابت چند مرحله ای است که در آن مقادیر مختلف جریان به صورت نزولی به باتری اعمال می شود. بنابراین از پدیده اضافه ولتاژ و گاز گرفتگی در پایان فرآیند شارژ جلوگیری می کند و در عین حال زمان شارژ را کوتاه می کند. این مقاله قصد دارد یک بررسی به روز کلی در مورد روش های شارژ سریع برای باتری های وسایل نقلیه الکتریکی ایجاد کند. این مطالعه از مفاهیم اولیه مربوط به شارژ سلول تک باتری، استانداردهای شارژ فعلی و آینده شروع می شود رفتار سلول به صورت عددی برای شارژ سریع یک سلول سرب- اسید تحت جریان ثابت یا جریان پالسی بررسی می شود. مدل مورد استفاده در شبیه سازی برای پیش بینی عملکرد سلول با در نظر گرفتن واکنش حالت جامد در الکترود منفی ایجاد شده است. با استفاده از یک دوره استراحت و یک پالس دپلاریزاسیون در شارژ با نرخ بالا، می توان از بدتر شدن عملکرد سلول به دلیل افزایش مقاومت داخلی جلوگیری کرد. بنابراین، با وجود این واقعیت که جریان های بالاتری به سلول وارد می شوند، می توان به شارژ سریع یک سلول سرب -اسید بدون از دست دادن عمر چرخه دست یافت. سپس برخی از توپولوژی های محبوب مبدل قدرت به کار رفته برای این کاربرد معرفی می شوند و در نهایت خلاصه ای از راه حل های صنعتی موجود در بازار و همچنین پروژه های در حال انجام مربوط به گسترش شبکه شارژ سریع شدید ارائه می شود. بینش های عملی، با توجه به سناریوی فعلی، برای درک بهتر این موضوع استفاده می شود. توجه ویژه به رویکرد طراحی مدولار، تجزیه و تحلیل مزایای آن و برخی از عواملی که بر تعداد و اندازه ماژول هایی که با راه حل شارژر سریع مطابقت دارند، تاثیر می گذارد.

کلیدواژه ها:

شارژ سریع ، دپلاریزاسیون ، تجدیدپذیر ، ذخیره سازی