Las mismas baterías tendrán una vida útil completamente diferente en diferentes condiciones de funcionamiento. Los principales factores que afectan la vida útil de la batería son: alta temperatura (que acelera las reacciones secundarias internas); baja temperatura (fácil de reducir los iones metálicos, fácil de depositar litio, fácil de destruir la estructura cristalina de los materiales activos); alto SOC o sobrecarga (descomposición de electrolitos, electrolito y electrodo positivo) reacciones secundarias, deposición de iones de litio); bajo SOC, bajo o sobredescarga (el colector de corriente de cobre del ánodo es fácil de corroer y la estructura cristalina del material activo es fácil de colapsar); alta tasa de carga y descarga (la estructura cristalina del material activo es fácil de dañar por fatiga, la alta tasa hace que la temperatura aumente, lo que acelera las reacciones laterales internas). Generalmente hablando, las baterías tienen una ventana operativa razonable. El objetivo principal de BMS y TMS es hacer que la batería funcione en un área de trabajo de larga duración y alto rendimiento, y para evitar que la batería funcione en un área peligrosa, se debe tomar una alarma y tomar medidas a tiempo.

(1) Influencia de la temperatura

La temperatura es uno de los factores más importantes que afectan la vida útil de la batería. Tanto las temperaturas altas como las bajas acelerarán la degradación de la batería. En términos generales, para la mayoría de las baterías comerciales de iones de litio, el rango de temperatura de funcionamiento adecuado es de 15 a 35 ℃. Las reacciones principales y las reacciones secundarias de varias velocidades de reacción dentro de la batería están relacionadas con la temperatura. Cuanto más alta es la temperatura, más rápida es la velocidad de la reacción secundaria. Además, si la batería supera cierta temperatura, el autocalentamiento puede activarse aún más, lo que resulta en una fuga térmica de la batería. A baja temperatura, la polarización aumenta debido al aumento de la resistencia interna, lo que puede causar reacciones secundarias adicionales. En particular, la carga a baja temperatura puede provocar la deposición de litio, lo que provoca un deterioro rápido de la batería e incluso problemas de seguridad. La fragilización de los materiales a bajas temperaturas también puede afectar la vida útil de la batería. Por lo tanto, asegurarse de que la batería funcione dentro de un rango de temperatura adecuado es la clave para mejorar la vida útil de la batería.
La temperatura de la batería está determinada por muchos factores, incluida la temperatura ambiente, la capacidad de calor de la batería, la conductividad térmica de la batería, la generación de calor de la batería, el sistema de calefacción y refrigeración TMS, etc.

La temperatura ambiente tiene un gran impacto en la duración de la batería. Para la batería de energía en la mayoría de los vehículos eléctricos, el estado más común es en realidad el estado de almacenamiento, que corresponde al estado estacionado del vehículo. En este punto, todos los sistemas eléctricos del vehículo están apagados y la temperatura de la batería está determinada básicamente por la temperatura ambiente. Los factores clave que afectan la vida útil programada de la batería son la temperatura y el SOC. Estado de almacenamiento en áreas con alta temperatura ambiente, la pérdida de capacidad es grande. Además, el ciclo de vida de una batería también está relacionado con la temperatura. La temperatura ambiente está determinada por una combinación de factores como el clima, el tiempo y la estación, que pueden estar relacionados con la ubicación geográfica del vehículo. Generalmente se acepta que cuanto menor es la latitud, mayor es la temperatura. Los datos muestran que la tasa de pérdida de capacidad de la batería de los automóviles American Leaf en regiones de baja latitud es significativamente mayor que en regiones de alta latitud. En latitudes altas, dado que las temperaturas invernales pueden estar por debajo de los 0 °C, es necesario emplear sistemas de calefacción para evitar la deposición de litio causada por la carga a baja temperatura, lo que puede generar problemas de seguridad y durabilidad para las baterías de iones de litio.

Durante el proceso de carga y descarga de la batería, se generará una gran cantidad de calor óhmico. El cambio de temperatura de la batería causado por esta parte depende de las características térmicas de la batería (capacidad calorífica, conductividad térmica, etc.), resistencia (resistencia interna de la batería y resistencia de los cables, barras colectoras, uniones soldadas) y la intensidad de la corriente que fluye a través de la batería. A través del diseño racional de la batería y el sistema, se pueden mejorar las características térmicas y la resistencia de la batería. Sin embargo, la corriente puede verse afectada por muchos factores, especialmente el diseño del vehículo. En los BEV, la tasa de descarga de la batería suele ser baja y la temperatura de la batería aumenta lentamente; mientras que en los vehículos eléctricos híbridos, las tasas de carga y descarga de la batería son respectivamente más altas, y la temperatura de la batería sube más rápido. Las condiciones de la carretera del vehículo y los hábitos de conducción del conductor determinan directamente el estado de funcionamiento de la batería; en condiciones de trabajo duras, la corriente será más extrema, lo que hará que la temperatura de la batería aumente significativamente. Y un BMS confiable puede estimar razonablemente el SOP de la batería para considerar los problemas de seguridad y vida, limitando la corriente a través de la batería. Además, el sistema de carga puede tener un gran impacto en la temperatura de la batería. Por ejemplo, la tasa de carga de ultra alta velocidad de 350 kW en el futuro será mucho más alta que la tasa de descarga durante la conducción. Durante el proceso de carga, la temperatura de la batería aumentará considerablemente, lo que afectará la vida útil de la batería. Las condiciones de la carretera del vehículo y los hábitos de conducción del conductor determinan directamente el estado de funcionamiento de la batería; en condiciones de trabajo duras, la corriente será más extrema, lo que hará que la temperatura de la batería aumente significativamente. Y un BMS confiable puede estimar razonablemente el SOP de la batería para considerar los problemas de seguridad y vida, limitando la corriente a través de la batería. Además, el sistema de carga puede tener un gran impacto en la temperatura de la batería. Por ejemplo, la tasa de carga de ultra alta velocidad de 350 kW en el futuro será mucho más alta que la tasa de descarga durante la conducción. Durante el proceso de carga, la temperatura de la batería aumentará considerablemente, lo que afectará la vida útil de la batería. Las condiciones de la carretera del vehículo y los hábitos de conducción del conductor determinan directamente el estado de funcionamiento de la batería; en condiciones de trabajo duras, la corriente será más extrema, lo que hará que la temperatura de la batería aumente significativamente. Y un BMS confiable puede estimar razonablemente el SOP de la batería para considerar los problemas de seguridad y vida, limitando la corriente a través de la batería. Además, el sistema de carga puede tener un gran impacto en la temperatura de la batería. Por ejemplo, la tasa de carga de ultra alta velocidad de 350 kW en el futuro será mucho más alta que la tasa de descarga durante la conducción. Durante el proceso de carga, la temperatura de la batería aumentará considerablemente, lo que afectará la vida útil de la batería. haciendo que la temperatura de la batería aumente significativamente. Y un BMS confiable puede estimar razonablemente el SOP de la batería para considerar los problemas de seguridad y vida, limitando la corriente a través de la batería. Además, el sistema de carga puede tener un gran impacto en la temperatura de la batería. Por ejemplo, la tasa de carga de ultra alta velocidad de 350 kW en el futuro será mucho más alta que la tasa de descarga durante la conducción. Durante el proceso de carga, la temperatura de la batería aumentará considerablemente, lo que afectará la vida útil de la batería. haciendo que la temperatura de la batería aumente significativamente. Y un BMS confiable puede estimar razonablemente el SOP de la batería para considerar los problemas de seguridad y vida, limitando la corriente a través de la batería. Además, el sistema de carga puede tener un gran impacto en la temperatura de la batería. Por ejemplo, la tasa de carga de ultra alta velocidad de 350 kW en el futuro será mucho más alta que la tasa de descarga durante la conducción. Durante el proceso de carga, la temperatura de la batería aumentará considerablemente, lo que afectará la vida útil de la batería. la tasa de carga de 350 kW de carga ultrarrápida en el futuro será mucho más alta que la tasa de descarga durante la conducción. Durante el proceso de carga, la temperatura de la batería aumentará considerablemente, lo que afectará la vida útil de la batería. la tasa de carga de 350 kW de carga ultrarrápida en el futuro será mucho más alta que la tasa de descarga durante la conducción. Durante el proceso de carga, la temperatura de la batería aumentará considerablemente, lo que afectará la vida útil de la batería.

Además, el diseño de TMS (incluida la función de calentamiento a baja temperatura, la función de enfriamiento a alta temperatura y las medidas de aislamiento térmico) puede garantizar que la batería funcione dentro de un rango de temperatura adecuado. Según el medio de enfriamiento, los sistemas de enfriamiento generalmente se clasifican en enfriamiento por aire (incluida la convección natural y la convección forzada, que generalmente se usa para BEV con un aumento de temperatura de batería más bajo), enfriamiento por líquido (generalmente se usa para HEV debido a su mayor conductividad térmica) y cambio de fase. enfriarse. El sistema de calefacción se puede dividir en calefacción interna y calefacción externa. Los métodos de calentamiento externo incluyen placa de calentamiento, película de calentamiento, calentamiento Peltier, etc. El método de calentamiento externo es fácil de realizar, pero la pérdida de energía es grande y la uniformidad de la temperatura de la batería es deficiente. El método de calentamiento indirecto consiste en calentar la batería calentando el medio, lo que puede hacer que la batería se caliente de manera uniforme. Los métodos de calentamiento interno incluyen el método de calentamiento de níquel incorporado, el método de calentamiento de CA, el método de calentamiento interno trapezoidal, etc. Estos métodos pueden calentar uniformemente la batería con baja pérdida de calor y alta eficiencia. Los vehículos eléctricos usan TMS confiable, que puede mantener la temperatura de la batería de manera efectiva y prolongar la vida útil de la batería. Para las baterías secundarias que trabajan en las estaciones de almacenamiento de energía, la temperatura suele estar bien controlada debido al uso de acondicionadores de aire de alto rendimiento. Estos métodos pueden calentar uniformemente la batería con baja pérdida de calor y alta eficiencia. Los vehículos eléctricos usan TMS confiable, que puede mantener la temperatura de la batería de manera efectiva y prolongar la vida útil de la batería. Para las baterías secundarias que trabajan en las estaciones de almacenamiento de energía, la temperatura suele estar bien controlada debido al uso de acondicionadores de aire de alto rendimiento. Estos métodos pueden calentar uniformemente la batería con baja pérdida de calor y alta eficiencia. Los vehículos eléctricos usan TMS confiable, que puede mantener la temperatura de la batería de manera efectiva y prolongar la vida útil de la batería. Para las baterías secundarias que trabajan en las estaciones de almacenamiento de energía, la temperatura suele estar bien controlada debido al uso de acondicionadores de aire de alto rendimiento.