Почему литиевые батареи смартфонов менее долговечны, чем батареи электромобилей?

2024-10-29 17:06:29 DEJI аккумулятор 0

Хорошо известно, что аккумулятор смартфона теряет свою выносливость через год или два, часто требуя частой подзарядки. Напротив, литиевые аккумуляторы в электромобилях (ЭМ) рассчитаны на сотни тысяч миль с минимальной деградацией. Эта разница обусловлена ​​различными факторами, включая сложные системы управления аккумулятором, контроль температуры, схемы зарядки и конструктивные решения, разработанные специально для ЭМ, которые отсутствуют в смартфонах. В этой статье рассматривается, почему литиевые аккумуляторы в смартфонах, как правило, имеют более короткий срок службы, чем в ЭМ.

1. Усовершенствованные системы управления батареями (BMS).

Ключевым компонентом литиевой батареи является система управления батареей (BMS) — сложная система мониторинга, которая поддерживает оптимальное состояние батареи путем управления температурой, уровнями заряда и разряда для обеспечения более длительного срока службы и безопасности.

2. Различия в конструкции и емкости аккумуляторов

Стратегии проектирования аккумуляторов также влияют на долговечность: в аккумуляторах для электромобилей приоритет отдается долговечности и запасу хода, тогда как в смартфонах основное внимание уделяется компактности и максимальной мгновенной емкости.

3. Влияние температуры на состояние аккумулятора

Температура является одним из наиболее влиятельных факторов, влияющих на срок службы литиевых батарей. В то время как электромобили имеют контролируемое BMS терморегулирование, смартфоны не имеют такой защиты, что делает их более подверженными экстремальным температурным воздействиям.

4. Различные модели использования

Аккумуляторы смартфонов обычно проходят полный цикл ежедневно, что соответствует 365 циклам в год. При 100% DOD типичный аккумулятор смартфона рассчитан на срок службы от 500 до 1,000 циклов или примерно от двух до трех лет. И наоборот, большая емкость и управляемый DOD в аккумуляторах электромобилей означают, что их нужно подзаряжать только каждые несколько дней или недель, что означает меньшее количество циклов в год и гораздо меньший износ.

Например, электромобиль с запасом хода в 300 миль может нуждаться в подзарядке только один раз в неделю при типичном использовании. За 20 лет службы это может составить менее 1,000 циклов, что значительно продлит срок службы батареи.

5. Различия в долгосрочном ухудшении характеристик аккумулятора

Литиевые батареи деградируют не только в результате циклов зарядки, но и со временем, даже если они не используются. Это явление, известное как «календарное старение», зависит от таких факторов, как условия хранения и уровни заряда. Производители электромобилей учитывают календарное старение, тщательно устанавливая пределы SOC, чтобы минимизировать деградацию во время хранения. Кроме того, BMS батареи продолжает контролировать состояние и температуру во время длительных периодов хранения, что еще больше замедляет деградацию.

Однако аккумуляторы смартфонов лишены этой защиты, что приводит к более высокой скорости календарного старения. Например, смартфоны, которые не используются в течение длительного времени без надлежащего управления SOC, могут испытывать значительную потерю емкости из-за саморазряда и нерегулируемых уровней SOC, что приводит к более быстрой деградации.

6. Практические последствия применения BMS в электромобилях по сравнению со смартфонами

Производители электромобилей интегрировали обширные функции BMS для поддержания работоспособности аккумулятора на протяжении всего срока службы транспортного средства, что позволяет автопроизводителям уверенно предлагать многолетние или даже пожизненные гарантии на аккумуляторы. Однако в смартфонах отсутствие оптимизации BMS и компактный дизайн означают, что производители обычно ожидают замены аккумулятора через несколько лет.

Например, электромобиль с запасом хода 400 миль и прогнозируемым сроком службы 200,000 500 миль рассчитан примерно на XNUMX циклов зарядки, что намного ниже максимальной емкости аккумулятора. Это, в сочетании с SOC и управлением температурой, объясняет, почему аккумуляторы электромобилей дольше сохраняют свое здоровье. Смартфоны, с другой стороны, работают в более суровых условиях без этих оптимизаций, поэтому требуют более частой замены.

7. Заключение

Разрыв в долговечности между аккумуляторами смартфонов и электромобилей обусловлен различиями в системах управления аккумуляторами, регулировании температуры, направленности конструкции и моделях использования. Электромобили выигрывают от комплексной BMS, которая поддерживает оптимальную температуру, управляет циклами зарядки и ограничивает SOC, все это вносит значительный вклад в продление срока службы аккумулятора. Смартфоны, не имеющие этих функций, часто быстро изнашиваются из-за полных циклов DOD, высоких температур и отсутствия контроля SOC.

По мере развития технологий аккумуляторов аккумуляторы смартфонов могут в конечном итоге использовать улучшенное управление температурой и зарядкой. Однако на данный момент существенное преимущество в долговечности аккумуляторов электромобилей иллюстрирует, как эффективные системы управления аккумуляторами могут влиять на долговечность литиевых аккумуляторов, что объясняет, почему аккумуляторы смартфонов не служат так же долго, как аккумуляторы электромобилей.