Mikä on huipputeho?
Huipputeho
SOP (State of Power) viittaa akun huipputehotilaan, joka on suurin teho, jonka akku voi vapauttaa tai absorboida ennalta määrätyn ajanjakson sisällä. Huipputehon avulla voidaan arvioida tehoakun lataus- ja purkausrajoja eri lataustiloissa, mikä on tärkeä rooli tehoakun ja ajoneuvon tehon välisen yhteensovituksen optimoinnissa sekä sähkömoottorin regeneratiivisen jarrutuksen maksimoinnissa. Sillä on myös merkittävää teoreettista ja käytännöllistä arvoa akkujen järkevään käyttöön, ylilatauksen tai ylipurkautumisen välttämiseen, akun turvallisuuden parantamiseen ja akun käyttöiän pidentämiseen. Akun huipputeho on kuitenkin monien turvallisuusrajoitusten alainen; vain näissä turvallisuusrajoissa olevalla huipputeholla on käytännön merkitystä. Tässä osiossa käsitellään joitain huipputehoa rajoittavia akun parametreja ja tarkastellaan akun turvallisuuden ja huipputehon välistä suhdetta.
Lämpötila{0}}pohjaiset rajoitukset
Elektrolyytin johtavuus sekä anodi- ja katodimateriaalien aktiivisuus muuttuvat lämpötilan mukaan vaikuttaen siten akun lataus- ja purkaustehon ylärajaan. Elektrodien reaktionopeus laskee lämpötilan laskiessa. Lämpötila vaikuttaa myös ionien ja elektronien kuljetusnopeuksiin elektrolyytissä. Nämä nopeudet kasvavat lämpötilan noustessa ja päinvastoin. Lisäksi, jos lämpötila on liian korkea ja ylittää määritellyn lämpötilarajan, akun kemiallinen tasapaino häiriintyy, mikä aiheuttaa akun turvallisuusongelmia.
Kuten kuvasta 8-31 näkyy, akun huipputeho muuttuu lämpötilan mukaan, mikä osoittaa selvästi epälineaarisen käyrän. Huipputeho pienenee, kun lämpötila laskee, muuttuen hitaasti alhaisissa lämpötiloissa. Vaikka huipputeho kasvaa lämpötilan noustessa, liian korkeat lämpötilat vaikeuttavat lämmön haihtumista, mikä vaikuttaa negatiivisesti akun turvallisuuteen ja käyttöikään.
SOC{0}}pohjaiset rajoitukset
Varaustilarajoitus (SOP) on suunniteltu estämään akun ylilatautuminen ja yli{0}}purkautuminen käytön aikana, mikä varmistaa akun turvallisuuden. Huipputehon ja SOC:n välistä suhdetta tutkittaessa on otettava huomioon myös tekijöiden, kuten lämpötilan ja lataus-/purkausnopeuden, vaikutus SOC:hen SOC-mittauksen tarkkuuden parantamiseksi. Kuten kuvasta 8-32 näkyy, SOC:n kasvaessa purkausteho kasvaa ja latausteho pienenee. Esimerkiksi samalla SOC-alueella, kun SOC kasvaa 10 prosentista 90 prosenttiin, huippupurkausteho kasvaa 222 watista 693 wattiin, kun taas lataushuipputeho laskee 675 watista 300 wattiin. Huipputehoa eri SOC-olosuhteissa tutkimalla voidaan arvioida akun lataus-/purkauskapasiteettia, jolloin saadaan tietoa ja teknistä tukea sen käyttöön sähköajoneuvoissa.
Ohmiseen resistanssiin perustuvat rajoitukset
Kuten kuvasta 8-33 näkyy, akun huipputeho on suunnilleen kääntäen verrannollinen sen ohmiseen sisäiseen resistanssiin. Mitä pienempi ohminen sisäinen vastus, sitä suurempi ja nopeampi huipputeho; mitä suurempi ohminen sisäinen vastus, sitä pienempi ja hitaampi huipputeho.
Akun lämpötila, lataustila (SOC) ja sisäinen vastus liittyvät kaikki läheisesti sen turvallisuustilaan. Siksi akun toimintatilan (SOP) on täytettävä näiden kolmen tekijän asettamat rajoitukset turvallisen toiminnan varmistamiseksi ja sen käyttöiän pidentämiseksi.
