คำอธิบายคำนาม

การคำนวณเปอร์เซ็นไทล์เชิงสถิติเป็นวิธีการวิเคราะห์ข้อมูลที่ใช้แบ่งชุดข้อมูลออกเป็นส่วนเปอร์เซ็นต์หลายส่วน และระบุตำแหน่งของข้อมูลในการกระจายโดยรวม ตัวอย่างเช่น เปอร์เซ็นไทล์ที่ 90 บ่งชี้ว่า 90% ของค่าข้อมูลมีค่าต่ำกว่าค่านี้

ในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ วิธีนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์ต่อไปนี้:

การควบคุมคุณภาพ: การวิเคราะห์การกระจายของพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความจุของแบตเตอรี่ ความต้านทานภายใน และอายุการใช้งาน ช่วยให้ระบุเซลล์ที่ผิดปกติหรือประเมินความสม่ำเสมอได้

การประเมินอายุการใช้งาน: ในข้อมูลการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่จำนวนมาก ประสิทธิภาพอายุการใช้งานภายใต้

ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ หรือที่เรียกอีกอย่างว่าตัวเก็บประจุแบบสองชั้นหรือตัวเก็บประจุไฟฟ้าเคมี เป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานชนิดหนึ่งที่อยู่ระหว่างตัวเก็บประจุแบบดั้งเดิมและแบตเตอรี่เคมี โดยมีคุณสมบัติเฉพาะดังต่อไปนี้:

ความหนาแน่นของพลังงานสูง (การชาร์จและการปล่อยประจุอย่างรวดเร็ว)

อายุการใช้งานยาวนานเป็นพิเศษ (สูงสุดหนึ่งล้านรอบ)

ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำดี

ความหนาแน่นของพลังงานต่ำ (เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่)

ในระบบแบตเตอรี่ ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์มักใช้เพื่อ:

การสตาร์ทเสริม: รองรับการสตาร์ทรถยนต์ไฟฟ้าด้วยกระแสไฟสูงทันที

การกู้คืนพลังงานเบรก: ดูดซับและปล่อยพลังงานอย่างรวดเร็วเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ

การยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่: บรรเทาผลกระทบจากภาระงานของแบตเตอรี่หลักและลดความเร็วในการเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่

พลังงานส่วนเกิน หมายถึง พลังงานไฟฟ้าส่วนเกินที่ไม่ได้ถูกใช้เมื่อการผลิตไฟฟ้าเกินความต้องการใช้ไฟฟ้าในปัจจุบัน ซึ่งเป็นเรื่องปกติในระบบพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ การใช้พลังงานส่วนเกินมีความสัมพันธ์โดยตรงกับ: ความสามารถในการออกแบบของระบบกักเก็บพลังงาน: ระบบกักเก็บพลังงานจำเป็นต้องมีความจุเพียงพอที่จะดูดซับพลังงานส่วนเกินเพื่อหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์ 'การสิ้นเปลืองพลังงานลมและแสง' กลยุทธ์การลดค่าพีคและการเติมพลังงานในช่วงพีค: กักเก็บพลังงานส่วนเกินไว้ในช่วงนอกพีค และปล่อยพลังงานออกมาในช่วงที่มีการใช้ไฟฟ้าสูงสุดเพื่อให้เกิดความสมดุลของระบบไฟฟ้า การปรับปรุงผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจ: การนำพลังงานส่วนเกินผ่านระบบกักเก็บพลังงานมาขายหรือนำไปใช้จ่ายกับโหลดอื่นๆ จะทำให้สามารถสร้างรายได้สูงสุด

ความยั่งยืนในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่เป็นมิติการประเมินที่ครอบคลุมตลอดวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ ซึ่งรวมถึง:
ความพร้อมของทรัพยากร: ตัวอย่างเช่น ลิเธียม โคบอลต์ และโลหะสำคัญอื่นๆ หาได้ง่ายหรือไม่ และสามารถใช้ทดแทนได้หรือไม่
รอยเท้าคาร์บอนของกระบวนการผลิต: มีมาตรการลดคาร์บอนในกระบวนการที่ใช้พลังงานสูง เช่น การเผาที่อุณหภูมิสูงและการสกัดโลหะหรือไม่
การรีไซเคิลและการนำกลับมาใช้ใหม่: ประสิทธิภาพในการรีไซเคิลและความสามารถในการสร้างวัสดุใหม่หลังจากแบตเตอรี่ได้ทำหน้าที่ของมันแล้ว
ความรับผิดชอบต่อสังคมและนโยบาย: ไม่ว่าจะเป็นไปตามกฎระเบียบสิ่งแวดล้อมระหว่างประเทศและมาตรฐานการค้าที่เป็นธรรมหรือไม่
การบรรลุเป้าหมายการพัฒนาอย่างยั่งยืน (เช่น กฎระเบียบแบตเตอรี่ของสหภาพยุโรป) ได้กลายมาเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการปฏิบัติตามและการแข่งขันของห่วงโซ่อุตสาหกรรมแบตเตอรี่

การออกแบบระบบหมายถึงการวางแผนแบบบูรณาการกระบวนการทั้งหมดสำหรับระบบแบตเตอรี่ (เช่น ชุดแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า ระบบกักเก็บพลังงาน) ครอบคลุมด้านต่างๆ ต่อไปนี้: การเลือกและการกำหนดค่าเซลล์: เช่น จำนวนการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนาน การจับคู่ความจุ ระบบการจัดการความร้อน: การออกแบบระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว หรือวัสดุเปลี่ยนเฟส การรวม BMS: การบูรณาการแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า อุณหภูมิ และตรรกะการควบคุมการสื่อสาร กลไกการป้องกันความปลอดภัย: การป้องกันการชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน ไฟฟ้าลัดวงจร และการป้องกันอื่นๆ โครงสร้างเชิงกลและการออกแบบบรรจุภัณฑ์: เพื่อตอบสนองข้อกำหนดด้านความทนทานต่อแรงกระแทก การกันน้ำ และการป้องกันอัคคีภัย

แบบจำลองแรงบวมใช้เพื่ออธิบายเชิงปริมาณถึงความเค้นเชิงกลที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของวัสดุที่ใช้งานในระหว่างกระบวนการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ ซึ่งมีความสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ: วัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน/โซเดียมไอออน (เช่น ซิลิกอน ดีบุก): การขยายตัวของปริมาตรในระหว่างการชาร์จสามารถเพิ่มขึ้นได้หลายเท่า; การจำลองโครงสร้างของแบตเตอรี่แบบแพ็กอ่อน: ทำนายว่าฟิล์มบรรจุภัณฑ์สามารถทนต่อแรงดันภายในได้หรือไม่; การออกแบบโมดูล/เซลล์: ช่วยกำหนดโครงสร้างแรงดึงล่วงหน้าและโครงสร้างบัฟเฟอร์ที่เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการโป่งพอง แตกร้าว หรือความล้มเหลว

การออกแบบระบบหมายถึงการวางแผนแบบบูรณาการกระบวนการทั้งหมดสำหรับระบบแบตเตอรี่ (เช่น ชุดแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า ระบบกักเก็บพลังงาน) ครอบคลุมด้านต่างๆ ต่อไปนี้: การเลือกและการกำหนดค่าเซลล์: เช่น จำนวนการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนาน การจับคู่ความจุ ระบบการจัดการความร้อน: การออกแบบระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว หรือวัสดุเปลี่ยนเฟส การรวม BMS: การบูรณาการแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า อุณหภูมิ และตรรกะการควบคุมการสื่อสาร กลไกการป้องกันความปลอดภัย: การป้องกันการชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน ไฟฟ้าลัดวงจร และการป้องกันอื่นๆ โครงสร้างเชิงกลและการออกแบบบรรจุภัณฑ์: เพื่อตอบสนองข้อกำหนดด้านความทนทานต่อแรงกระแทก การกันน้ำ และการป้องกันอัคคีภัย

เวลาหยุดทำงานของระบบ หมายถึง เวลารวมที่ระบบแบตเตอรี่หยุดทำงานเนื่องจากเหตุการณ์ที่ไม่ได้วางแผนไว้ (เช่น ความล้มเหลว ความผิดปกติ ฯลฯ) หรือการบำรุงรักษาตามแผน ในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ต่างๆ เช่น สถานีพลังงานกักเก็บพลังงาน, UPS สำหรับศูนย์ข้อมูล, รถยนต์ไฟฟ้า ฯลฯ) ยิ่งเวลาหยุดทำงานสั้นเท่าไหร่ ระบบก็จะยิ่งมีความพร้อมใช้งานและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจที่สูงขึ้นเท่านั้น กลยุทธ์ในการลดเวลาหยุดทำงานประกอบด้วย: การเลือกส่วนประกอบที่มีความน่าเชื่อถือสูง, การออกแบบระบบสำรอง (เช่น ชุดแบตเตอรี่สำรอง), ระบบคาดการณ์ข้อผิดพลาดและแจ้งเตือนล่วงหน้า (เช่น การติดตาม SoH) และการออกแบบเพื่อการซ่อมแซมอย่างรวดเร็วและการเปลี่ยนโมดูล

ประสิทธิภาพของระบบคือการวัดประสิทธิภาพโดยรวมของระบบแบตเตอรี่ (เช่น ระบบกักเก็บพลังงาน ชุดแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า ฯลฯ) ภายใต้สภาวะการทำงานจริง โดยหลักๆ แล้วประกอบด้วยประเด็นต่อไปนี้:

ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (ประสิทธิภาพแบบไปกลับ): สัดส่วนของการสูญเสียพลังงานในกระบวนการชาร์จและการปล่อยประจุ

ประสิทธิภาพพลังงาน: ความเร็วในการตอบสนองของระบบต่อโหลดและพลังงานเอาต์พุตสูงสุด

ความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพ: อัตราความล้มเหลวและเวลาที่มีอยู่ระหว่างการดำเนินการระยะยาว

ประสิทธิภาพความร้อนและความสามารถในการปรับตัวตามสภาพแวดล้อม: ความสามารถในการรักษาประสิทธิภาพภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความชื้นที่แตกต่างกัน

ในการใช้งานจริง: ประสิทธิภาพของระบบยานยนต์ไฟฟ้าจะกำหนดระยะทาง ความปลอดภัย และประสบการณ์การขับขี่ ในด้านการจัดเก็บพลังงาน ประสิทธิภาพของระบบจะส่งผลต่อประโยชน์ทางเศรษฐกิจและความสามารถในการจัดกำหนดการ

ขอบเขตอุณหภูมิคือช่วงอุณหภูมิที่ปลอดภัยที่อนุญาตสำหรับการทำงานของระบบแบตเตอรี่ ซึ่งโดยปกติแล้วจะกำหนดโดยผู้ผลิตเซลล์หรือผู้ออกแบบระบบ ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปมีดังนี้:

การชาร์จ: 0℃ ~ 45℃

การคายประจุ: –20℃ ~ 60℃

การเกินขอบเขตอุณหภูมิอาจทำให้เกิด:

การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์
การวิเคราะห์ภาพยนตร์ SEI
ความเสียหายของโครงสร้างวัสดุ
ผู้หนีความร้อน

การจัดการความร้อนเป็นวิธีการทางเทคนิคในการควบคุมอุณหภูมิของระบบแบตเตอรี่ให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ครอบคลุมถึงมาตรการต่างๆ เช่น การกระจายความร้อน ฉนวน และการทำความเย็น

ในบทบาทของอุตสาหกรรมแบตเตอรี่: ในระหว่างกระบวนการชาร์จและคายประจุแบตเตอรี่ ความร้อนจะเกิดขึ้น หากไม่ได้รับการควบคุมอย่างทันท่วงที จะทำให้ประสิทธิภาพลดลง เสื่อมสภาพเร็วขึ้น และอาจทำให้เกิดความร้อนสะสมได้ ระบบการจัดการความร้อนช่วยกระจายอุณหภูมิให้สม่ำเสมอ ยืดอายุการใช้งานและความปลอดภัย

มวลความร้อน หมายถึงความสามารถของวัตถุหรือระบบในการดูดซับ กักเก็บ และปลดปล่อยพลังงานความร้อน ซึ่งสะท้อนถึงความเฉื่อยทางความร้อนของวัสดุในกระบวนการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ นั่นคือ “ความช้า” ของการเพิ่มขึ้นหรือลดลงของอุณหภูมิ
ในระบบแบตเตอรี่ มวลความร้อนจะกำหนดความเร็วในการตอบสนองของแบตเตอรี่ต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยของแบตเตอรี่ การออกแบบระบบการจัดการความร้อน และการควบคุมความเสี่ยงของภาวะความร้อนหนีศูนย์
ฟังก์ชั่นหลักรวมถึง:

การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิบัฟเฟอร์: วัสดุที่มีมวลความร้อนสูงอาจเพิ่มอุณหภูมิขึ้นอย่างช้าๆ เมื่อแบตเตอรี่ต้องเผชิญกับการช็อกจากความร้อน ซึ่งช่วยชะลอการเกิดภาวะความร้อนเกิน

ปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนของระบบ: สามารถลดความแตกต่างของอุณหภูมิภายในแบตเตอรี่ ปรับปรุงความสม่ำเสมอของการกระจายอุณหภูมิ

มีอิทธิพลต่อกลยุทธ์การทำความเย็น/ความร้อน: ระบบที่มีมวลความร้อนสูงจะทำการทำความร้อนหรือทำให้เย็นลงได้ยากกว่า จึงต้องใช้ระบบการจัดการความร้อนที่ต้องส่งออกพลังงานที่มากขึ้นหรืออุ่นเครื่องล่วงหน้า

การกำหนดอัตราการแพร่กระจายความร้อน: ร่วมกับค่าการนำความร้อน จะส่งผลต่อพฤติกรรมการแพร่กระจายความร้อนระหว่างโมดูล/แพ็คเกจ

แบบจำลองความร้อนเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและพฤติกรรมการถ่ายเทความร้อนของแบตเตอรี่ภายใต้สภาวะการทำงานที่แตกต่างกัน

ในบทบาทของอุตสาหกรรมแบตเตอรี่:
แบบจำลองความร้อนใช้เพื่อคาดการณ์การกระจายของอุณหภูมิ เพิ่มประสิทธิภาพระบบการจัดการความร้อน และป้องกันภาวะความร้อนสูงเกินไปในพื้นที่และภาวะความร้อนหนี

การแพร่กระจายความร้อนหมายถึงกระบวนการนำความร้อนจากเซลล์หนึ่งไปยังเซลล์หรือโมดูลที่อยู่ติดกัน

ในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ บทบาทของมันคือกลไกหลักของปฏิกิริยาลูกโซ่ความร้อนที่ควบคุมไม่ได้ในชุดแบตเตอรี่ ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับความปลอดภัยของระบบ
ปัจจัย: ระยะห่างของเซลล์, การนำความร้อนของวัสดุ, การระบายอากาศของโครงสร้าง

แบตเตอรี่จะเกิดปฏิกิริยาการให้ความร้อนตัวเองภายใต้สภาวะต่างๆ เช่น ความร้อนสูงเกินไปและการชาร์จไฟมากเกินไป ส่งผลให้อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องและอาจทำให้เกิดการติดไฟหรือระเบิดได้

ในบทบาทของอุตสาหกรรมแบตเตอรี่: ถือเป็นปัจจัยเสี่ยงที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งต่อความปลอดภัยของแบตเตอรี่ และต้องป้องกันด้วยกลยุทธ์เชิงโครงสร้าง การจัดการความร้อน และการควบคุม
สาเหตุของการกระตุ้น: การเจาะเดนไดรต์ลิเธียม, ไฟฟ้าลัดวงจรภายใน, ความร้อนภายนอกสูงเกินไป

ไททาเนียมเป็นวัสดุโลหะที่มีน้ำหนักเบา มีความแข็งแรงสูง และทนต่อการกัดกร่อน ซึ่งบางครั้งใช้ในอิเล็กโทรดหรือส่วนประกอบโครงสร้าง

ในอุตสาหกรรมแบตเตอรี่ บทบาทของมันได้แก่ การทำหน้าที่เป็นวัสดุขั้วบวกในแบตเตอรี่ลิเธียมไททาเนตบางชนิด ซึ่งมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัยสูงและอายุการใช้งานยาวนาน นอกจากนี้ยังใช้ในโครงสร้างเปลือกแบตเตอรี่ แถบเชื่อมต่อ และอื่นๆ อีกด้วย

การละลายของโลหะทรานซิชัน หมายถึงปรากฏการณ์ที่เมื่อแบตเตอรี่ทำงานหรือจัดเก็บ ธาตุโลหะทรานซิชัน (เช่น Mn, Ni, Co, Fe เป็นต้น) ในวัสดุอิเล็กโทรดบวกจะแยกออกจากอิเล็กโทรดบวก เข้าไปในอิเล็กโทรไลต์ และอาจอพยพไปยังพื้นผิวของอิเล็กโทรดลบได้

นี่คือปฏิกิริยาย่อยสลายที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ซึ่งมักเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง แรงดันไฟฟ้าสูง หรือปฏิกิริยาข้างเคียงระหว่างอิเล็กโทรไลต์และวัสดุอิเล็กโทรดบวก

การวิเคราะห์แนวโน้มคือการระบุแนวโน้มและทิศทางการพัฒนาของตัวแปรต่างๆ ในแต่ละช่วงเวลาโดยผ่านการวิเคราะห์ทางสถิติ การสร้างแบบจำลอง และกราฟของชุดข้อมูลในอดีต
ใช้เพื่อระบุการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ประสิทธิภาพแบตเตอรี่ (เช่น ความจุ ความต้านทานภายใน อุณหภูมิ อายุการใช้งาน ฯลฯ) ตามเวลาหรือรอบการชาร์จ-การคายประจุ ระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นล่วงหน้า เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต และกำหนดกลยุทธ์การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์