Parámetros básicos y diseño general de la batería BYD DM-I

Entre los las 10 empresas de baterías más importantes del mundoLGES, BYD, SKon, CALB y Envision AESC están trazando rutas de laminación.

En este artículo se presentan los parámetros básicos y el diseño general de la batería BYD DM-I.

Batería BYD DM-I

El paquete de baterías BYD DM-I utiliza baterías de "hoja de bolsa". Es decir, varias celdas desnudas se conectan en serie en una carcasa cuadrada de aluminio, lo que resulta conveniente para aumentar el voltaje de todo el paquete.

La batería de hoja de bolsa de DM-i adopta una solución de 8 series. El voltaje nominal de toda la célula de la batería es de 25,6 V, y la capacidad de carga es de aproximadamente 1,22 kWh.

Las baterías actuales de la serie de cuchillas de BYD se dividen principalmente en cuchillas largas, cuchillas cortas, cuchillas blandas y cuchillas cuadradas. Sólo las baterías de cuchillas blandas utilizan esta idea de agrupar celdas desnudas.

El interior de la batería de la DM-i blade sigue siendo una batería de litio hierro fosfato. Aunque el fosfato de hierro y litio es más seguro y estable, su densidad energética no puede competir con la del fosfato de hierro y litio. batería ternaria de litio.

La batería BYD DM-i pouch blade adopta la tecnología CTP (Cell To Pack), es decir, el pack de baterías está compuesto directamente por pilas.

Gracias al proceso de embalaje CTP, se reducen los cables y las piezas estructurales del interior de la batería, se reduce su volumen y aumenta su densidad energética.

En esencia, una pila de tipo "pouch blade" equivale a un pequeño módulo. Por lo tanto, las baterías BYD pouch blade tienen sus propias interfaces independientes de alta y baja tensión.

Hay un problema más grave con la hoja de bolsa, que es la fuga de líquido. Al estar conectada en serie con múltiples células desnudas, existen múltiples puntos de conexión, lo que hace que tenga una frecuencia relativamente alta de fugas de electrolito.

Diseño general del pack de baterías BYD DM-I

Si tomamos como ejemplo el pack de baterías DM-i del producto V67, la capacidad nominal es de 47,7Ah, y la tensión nominal es de 384V. La superficie exterior de DM-i está equipada con una capa de medidas de aislamiento, y la capa de aislamiento y la placa fría forman un conjunto de cubierta.

La caja inferior está dividida en dos áreas, una es el área de agrupación de celdas, un total de 15 celdas de hoja de bolsa están dispuestas a lo largo de la dirección axial de la batería.

La otra zona es la de control de alta y baja tensión, es decir, la caja de distribución y el BMS. Entre el núcleo de la batería y la placa fría se disponen una cola conductora térmica y una película calefactora.

La disposición plana y la estructura en dirección Z de todo el sistema de baterías son las siguientes:

Refrigeración directa y autocalentamiento de la batería BYD DM-I

BYD ha adoptado la tecnología de refrigeración directa a gran escala en los modelos de la serie DM-i. La diferencia en la trayectoria del flujo hace que la eficiencia de la refrigeración sea diferente.

Según los responsables de BYD, en comparación con la refrigeración líquida, la refrigeración directa tiene una etapa menos de intercambio de calor, lo que aumenta la eficiencia de intercambio de calor del sistema en 20%.

Los refrigerantes son fluidos bifásicos, y el desarrollo de la refrigeración directa es más difícil que la refrigeración líquida, principalmente en el diseño de la placa fría y el control estratégico. Además de la falta de medios de simulación, medios de prueba y medios de sellado.

Si la batería tiene que cargarse y descargarse a gran velocidad, debe refrigerarse de forma eficiente, o hay que tener en cuenta el riesgo que suponen las fugas de líquido.

Las siguientes ventajas de la tecnología de refrigeración directa:

● La velocidad de enfriamiento es rápida, la temperatura de evaporación del refrigerante es baja y falta la conversión de refrigeración líquida del enfriador;

● Alta eficiencia de refrigeración y bajo consumo de energía, menor interacción entre el refrigerante del enfriador y el refrigerante;

● Alta seguridad, no causará cortocircuito como la refrigeración líquida;

● Puede reducir el peso de todo el vehículo y ahorrar parte del peso de las piezas y del refrigerante;

● Reducir costes y ahorrar algunas piezas.

Los ingenieros de BMW intentaron explorar la tecnología de refrigeración directa por refrigerante en la primera generación del BMW I3. La mayoría de los modelos híbridos enchufables de BMW utilizan la tecnología de refrigeración directa por refrigerante.

El sistema de gestión térmica de la batería de refrigeración directa por refrigerante utilizado en el PHEV de BMW utiliza actualmente un condensador refrigerado por agua, y el refrigerante condensado se divide en dos circuitos para su suministro a través de la tubería de refrigerante.

Para la calefacción, BYD no adoptó el mismo canal de refrigeración que la calefacción directa, ni utilizó una bomba de calor o aprovechó el calor residual del motor. En su lugar, adoptó por primera vez la tecnología de autocalentamiento por impulsos de la batería.

Esta novedosa tecnología de autocalentamiento por impulsos se basa en el control activo de los tiempos y la potencia de carga y descarga de alta frecuencia de la batería, de modo que se genera calor en su interior para lograr el efecto de autocalentamiento.

Según la descripción de BYD, el principio de autocalentamiento por impulsos consiste en controlar la autodescarga de alta frecuencia de la batería a través del sistema de gestión de baterías BMS, de modo que se pueda generar el calor interno de la batería única.

Calentando el pack de baterías de esta forma, la temperatura media del pack de baterías será mejor, y la eficiencia de calentamiento es 10% mayor que la del calor líquido tradicional.

Resumen

La tecnología de control de la batería y la gestión térmica de los modelos DM de BYD sigue evolucionando, y ha pasado por tres etapas de desarrollo: batería de litio hierro fosfato-batería de litio alternativa-batería de cuchillas.

La tecnología de control de la gestión térmica abarca desde la refrigeración pasiva por aire, la refrigeración activa por líquido, la refrigeración activa por líquido + precalentamiento a baja temperatura PTC, hasta la disipación de calor por refrigeración directa + conversión de autocalentamiento por impulsos. BYD sigue actualizando su tecnología de baterías y solución de batería.

Gracias a la ventaja estructural de la hoja blanda, DM-i puede hacer que el índice de utilización del espacio de todo el sistema alcance los 65%, lo que permite aprovechar mejor el espacio existente.

Sin embargo, como se ha mencionado anteriormente, la propia cuchilla blanda La agrupación interna tiene un problema de fallo relativamente grande, y aún queda por estudiar cómo será la solución basada en la cuchilla blanda en el futuro.