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Il Cambiante Scenario della Tecnologia delle Batterie: Rivelazione delle Ultime Tendenze nello Sviluppo delle Batterie, Specialmente per le Vetture a Energia Nuova | IT

Nel dinamico mondo della tecnologia delle batterie, le tendenze recenti stanno plasmando il panorama, soprattutto con i crescenti progressi nelle batterie per veicoli a nuova energia (VNE). Approfondiamo gli ultimi sviluppi ed esploriamo confronti chiave di dati su diversi periodi.

Chimica: Un Fattore Determinante

Le batterie, pilastro dello stoccaggio moderno dell'energia, sono caratterizzate dalla loro chimica, tensione ed energia specifica. Piombo, nichel e litio sono le chimiche più comuni, ognuna richiedente un caricabatterie designato. L'uso di un caricabatterie progettato per una chimica diversa potrebbe funzionare inizialmente, ma potrebbe non terminare correttamente la carica. È cruciale osservare i requisiti normativi durante la spedizione e lo smaltimento delle batterie, poiché ogni chimica ha requisiti regolatori diversi.

Dinamica della Tensione

Le batterie sono contrassegnate da una tensione nominale che può differire dalla tensione a circuito aperto (OCV) quando sono completamente cariche, con un OCV che è del 5-7% superiore. La chimica e il numero di celle collegate in serie forniscono l'OCV. La tensione a circuito chiuso (CCV) rappresenta la tensione operativa. È fondamentale verificare la tensione nominale corretta prima di collegare una batteria.

Prospettive sulla Capacità

La capacità, espressa in ampere-ora (Ah), rappresenta l'energia specifica di una batteria. È possibile installare una batteria con una capacità superiore per ottenere un tempo di esecuzione più lungo o una batteria più piccola per un tempo di esecuzione più breve. I caricabatterie hanno una tolleranza per le classifiche in Ah, quindi una batteria più grande impiegherà semplicemente più tempo per caricarsi. Le batterie europee sono marcate in Ah; il Nord America utilizza la Capacità di Riserva (RC). La RC riflette il tempo di scarica in minuti a una scarica di 25 A.

Rivelazione degli Ampere di Avviamento a Freddo (CCA)

Le batterie di avviamento, anche note come CCA, indicano la corrente in ampere che la batteria può erogare a -18°C (0°F). Le normative americane ed europee differiscono leggermente, richiedendo attenzione agli standard regionali specifici.

Esplorazione della Densità di Energia e Potenza

L'energia specifica (Wh/kg) e la densità di energia (Wh/l) definiscono la capacità della batteria in peso e volume, rispettivamente. I prodotti ottimizzati per un'alta energia specifica sono ideali per tempi di esecuzione prolungati, mentre un'alta potenza specifica gestisce carichi di corrente elevata. L'analogia di una bottiglia d'acqua aiuta a comprendere il concetto: l'energia specifica è il contenuto dell'acqua, mentre il beccuccio che versa acqua rappresenta la potenza specifica.

Tassi C e Considerazioni sulla Carica

Il tasso C specifica la velocità a cui una batteria si carica o si scarica. A 1C, la batteria si carica e si scarica con una corrente equivalente alla classificazione in Ah. A 0,5C, la corrente è la metà e il tempo si raddoppia, mentre a 0,1C, la corrente è il decimo e il tempo si moltiplica per 10.

Carica

Una carica definisce la corrente prelevata dalla batteria. La resistenza interna della batteria e la diminuzione dello stato di carica (SoC) fanno diminuire la tensione sotto carico, innescando la fine della scarica. La potenza è correlata alla fornitura di corrente misurata in watt (W); l'energia è il lavoro fisico nel tempo misurato in watt-ora (Wh).

Watt e Voltampere (VA)

Il watt è la potenza reale che viene misurata; il VA è la potenza apparente che è influenzata da un carico reattivo. Su un carico puramente resistivo, le letture di watt e VA sono simili; un carico reattivo, come un motore induttivo o una luce fluorescente, causa uno spostamento di fase tra tensione e corrente che abbassa il fattore di potenza (pf) da 1 a 0,7 o meno. La dimensione dei cavi e degli interruttori deve basarsi sulla potenza VA.

Stato di Salute (SoH)

I tre principali indicatori dello stato di salute di una batteria sono:

  1. Capacità, la capacità di immagazzinare energia.
  2. Resistenza interna, la capacità di fornire corrente.
  3. Auto-scarica, che riflette l'integrità meccanica e le condizioni legate allo stress.

Le batterie agli ioni di litio rivelano lo SoH principalmente attraverso la capacità. La resistenza interna e l'auto-scarica rimangono basse in circostanze normali. Lo SoH è comunemente nascosto all'utente nei prodotti di consumo; solo lo stato di carica (SoC) viene fornito.

SoH a Volte Diviso in:

  • Stato di salute assoluto (ASoH), la capacità di immagazzinare l'energia specificata quando la batteria è nuova.
  • Stato di salute relativo (RSoH), capacità di immagazzinamento disponibile quando la batteria è in funzione.

Nota: Se non diversamente specificato, RSoH si riferisce a SoH.

Stato di Carica (SoC)

SoC riflette il livello di carica della batteria; una lettura familiare per l'utente della batteria. Tuttavia, questo può creare una falsa sensazione di sicurezza, specialmente con batterie buone e usurate che mostrano il 100% quando sono completamente cariche.

SoC a Volte Diviso in:

  • Stato di carica assoluto (ASoC), la capacità di assumere la carica specificata quando la batteria è nuova.
  • Stato di carica relativo (RSoC), livello di carica disponibile tenendo conto della diminuzione della capacità.

Nota: Se non diversamente specificato, RSoC si riferisce a SoC.

Stato di Funzionamento (SoF)

SoF riflette la preparazione della batteria in termini di energia utilizzabile osservando lo stato di carica rispetto alla capacità disponibile. Ciò può essere mostrato con la lancetta del carburante a tre stati in cui la capacità utilizzabile è riflessa come energia immagazzinata sotto forma di carica (RSoH); la parte che può essere riempita come vuota e la parte inutilizzabile che non può essere ripristinata come difettosa. SoF può anche essere presentato con l'icona dell'acquario per una valutazione rapida della batteria. Le lancette del carburante a tre stati sono raramente utilizzate per paura di reclami di garanzia elevati. Alcuni dispositivi offrono un codice di accesso per il personale di servizio per leggere lo SoF.

Definizione:

  • SoH: Stato di salute. Termine generico per la salute della batteria. La capacità è l'indicatore principale di salute.
  • ASoH: Stato di salute assoluto di una nuova batteria.
  • RSoH: Stato di salute relativo in relazione alla capacità disponibile
  • SoC: Stato di carica. Termine generico per il livello di carica.
  • ASoC: Stato di carica assoluto di una nuova batteria.
  • RSoC: Stato di carica relativo; livello di carica tenendo conto della diminuzione della capacità.
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