Các loại pin giống nhau sẽ có tuổi thọ hoàn toàn khác nhau trong các điều kiện hoạt động khác nhau. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin là: nhiệt độ cao (tăng tốc các phản ứng phụ bên trong); nhiệt độ thấp (dễ khử ion kim loại, dễ lắng liti, dễ phá hủy cấu trúc tinh thể của vật liệu hoạt động); SOC cao hoặc phóng điện quá mức (phản ứng phụ phân hủy chất điện phân, chất điện phân và điện cực dương), lắng đọng ion lithium); SOC thấp, phóng điện thấp hoặc quá mức (bộ thu dòng điện cực dương bằng đồng dễ bị ăn mòn, và cấu trúc tinh thể của vật liệu hoạt động dễ bị sụp đổ); tốc độ phóng điện cao (cấu trúc tinh thể của vật liệu hoạt động dễ bị hư hỏng do mỏi, nguyên nhân tốc độ cao Nhiệt độ tăng, làm tăng tốc độ phản ứng bên trong). Nói chung, pin có cửa sổ hoạt động hợp lý. Mục đích chính của BMS và TMS là làm cho ắc quy hoạt động trong khu vực làm việc có tuổi thọ cao và hiệu suất cao, đồng thời để ngăn ắc quy hoạt động trong khu vực nguy hiểm, cần có báo động và các biện pháp xử lý kịp thời.

(1) Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin. Cả nhiệt độ cao và thấp sẽ đẩy nhanh quá trình xuống cấp của pin. Nói chung, đối với hầu hết các loại pin lithium-ion thương mại, phạm vi nhiệt độ hoạt động thích hợp là 15 ~ 35 ℃. Các phản ứng chính và phản ứng phụ của các tốc độ phản ứng khác nhau bên trong pin đều liên quan đến nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao, tốc độ phản ứng phụ càng nhanh. Ngoài ra, nếu pin vượt quá một nhiệt độ nhất định, quá trình tự làm nóng có thể được kích hoạt thêm, dẫn đến hiện tượng thoát nhiệt của pin. Ở nhiệt độ thấp, sự phân cực tăng lên do điện trở bên trong tăng lên, có thể gây thêm phản ứng phụ. Đặc biệt, việc sạc ở nhiệt độ thấp có thể dẫn đến lắng đọng lithium, khiến pin nhanh hỏng và thậm chí là các vấn đề về an toàn. Sự kết dính của vật liệu ở nhiệt độ thấp cũng có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin. Do đó, đảm bảo rằng pin hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ thích hợp là chìa khóa để cải thiện tuổi thọ của pin.
Nhiệt độ của pin được xác định bởi nhiều yếu tố, bao gồm nhiệt độ môi trường xung quanh, khả năng tỏa nhiệt của pin, độ dẫn nhiệt của pin, quá trình sinh nhiệt của pin, hệ thống sưởi và làm mát TMS, v.v.

Nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của pin. Đối với pin điện trong hầu hết các loại xe điện, trạng thái phổ biến nhất thực sự là trạng thái lưu trữ, tương ứng với trạng thái đỗ của xe. Tại thời điểm này, tất cả các hệ thống điện của xe đã được tắt, và nhiệt độ của ắc quy về cơ bản được quyết định bởi nhiệt độ môi trường. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin là nhiệt độ và SOC. Trạng thái bảo quản ở những nơi có nhiệt độ môi trường cao thì công suất hao hụt lớn. Ngoài ra, vòng đời của pin cũng liên quan đến nhiệt độ. Nhiệt độ môi trường được xác định bởi sự kết hợp của các yếu tố như khí hậu, thời tiết và mùa, có thể liên quan đến vị trí địa lý của xe. Người ta thường chấp nhận rằng vĩ độ càng thấp, nhiệt độ càng cao. Dữ liệu cho thấy tỷ lệ hao hụt dung lượng pin của xe American Leaf ở các vùng có vĩ độ thấp cao hơn đáng kể so với các vùng có vĩ độ cao. Ở các vĩ độ cao, vì nhiệt độ mùa đông có thể xuống dưới 0 ° C, cần phải sử dụng hệ thống sưởi ấm để ngăn chặn sự lắng đọng lithium do sạc ở nhiệt độ thấp, điều này có thể dẫn đến các vấn đề về an toàn và độ bền cho pin lithium-ion.

Trong quá trình sạc và xả của pin, một lượng lớn nhiệt ohmic sẽ được tạo ra. Sự thay đổi nhiệt độ của pin do bộ phận này gây ra phụ thuộc vào các đặc tính nhiệt của pin (dung lượng nhiệt, độ dẫn nhiệt, v.v.), điện trở (nội trở của pin và điện trở của dây dẫn, thanh cái, mối nối hàn) và cường độ của dòng điện chạy qua pin. Thông qua thiết kế hệ thống và pin hợp lý, các đặc tính nhiệt và điện trở của pin có thể được cải thiện. Tuy nhiên, dòng điện có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, đặc biệt là thiết kế của xe. Trong BEV, tốc độ xả pin thường thấp và nhiệt độ pin tăng chậm; trong khi ở xe điện hybrid, tốc độ sạc và xả pin tương ứng cao hơn, và nhiệt độ pin tăng nhanh hơn. Điều kiện đường xá của xe và thói quen lái xe của người lái xe quyết định trực tiếp đến trạng thái làm việc của ắc quy; Trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, dòng điện sẽ khắc nghiệt hơn, khiến nhiệt độ của pin tăng lên đáng kể. Và một BMS đáng tin cậy có thể ước tính hợp lý SOP của pin để xem xét các vấn đề an toàn và tuổi thọ, hạn chế dòng điện qua pin. Ngoài ra, hệ thống sạc có thể có tác động lớn đến nhiệt độ của pin. Ví dụ, tốc độ sạc của sạc siêu tốc 350 kW trong tương lai sẽ cao hơn nhiều so với tốc độ phóng điện khi đang lái xe. Trong quá trình sạc, nhiệt độ của pin sẽ tăng lên nghiêm trọng sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin. Điều kiện đường xá của xe và thói quen lái xe của người lái xe quyết định trực tiếp đến trạng thái làm việc của ắc quy; Trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, dòng điện sẽ khắc nghiệt hơn, khiến nhiệt độ của pin tăng lên đáng kể. Và một BMS đáng tin cậy có thể ước tính hợp lý SOP của pin để xem xét các vấn đề an toàn và tuổi thọ, hạn chế dòng điện qua pin. Ngoài ra, hệ thống sạc có thể có tác động lớn đến nhiệt độ của pin. Ví dụ, tốc độ sạc của sạc siêu tốc 350 kW trong tương lai sẽ cao hơn nhiều so với tốc độ phóng điện khi đang lái xe. Trong quá trình sạc, nhiệt độ của pin sẽ tăng lên nghiêm trọng sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin. Điều kiện đường xá của xe và thói quen lái xe của người lái xe quyết định trực tiếp đến trạng thái làm việc của ắc quy; Trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, dòng điện sẽ khắc nghiệt hơn, khiến nhiệt độ của pin tăng lên đáng kể. Và một BMS đáng tin cậy có thể ước tính hợp lý SOP của pin để xem xét các vấn đề an toàn và tuổi thọ, hạn chế dòng điện qua pin. Ngoài ra, hệ thống sạc có thể có tác động lớn đến nhiệt độ của pin. Ví dụ, tốc độ sạc của sạc siêu tốc 350 kW trong tương lai sẽ cao hơn nhiều so với tốc độ phóng điện khi đang lái xe. Trong quá trình sạc, nhiệt độ của pin sẽ tăng lên nghiêm trọng sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin. khiến nhiệt độ của pin tăng lên đáng kể. Và một BMS đáng tin cậy có thể ước tính hợp lý SOP của pin để xem xét các vấn đề an toàn và tuổi thọ, hạn chế dòng điện qua pin. Ngoài ra, hệ thống sạc có thể có tác động lớn đến nhiệt độ của pin. Ví dụ, tốc độ sạc của sạc siêu tốc 350 kW trong tương lai sẽ cao hơn nhiều so với tốc độ phóng điện khi đang lái xe. Trong quá trình sạc, nhiệt độ của pin sẽ tăng lên nghiêm trọng sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin. khiến nhiệt độ của pin tăng lên đáng kể. Và một BMS đáng tin cậy có thể ước tính hợp lý SOP của pin để xem xét các vấn đề an toàn và tuổi thọ, hạn chế dòng điện qua pin. Ngoài ra, hệ thống sạc có thể có tác động lớn đến nhiệt độ của pin. Ví dụ, tốc độ sạc của sạc siêu tốc 350 kW trong tương lai sẽ cao hơn nhiều so với tốc độ phóng điện khi đang lái xe. Trong quá trình sạc, nhiệt độ của pin sẽ tăng lên nghiêm trọng sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin. Tốc độ sạc của bộ sạc siêu tốc 350 kW trong tương lai sẽ cao hơn nhiều so với tốc độ phóng điện khi đang lái xe. Trong quá trình sạc, nhiệt độ của pin sẽ tăng lên nghiêm trọng sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin. Tốc độ sạc của bộ sạc siêu tốc 350 kW trong tương lai sẽ cao hơn nhiều so với tốc độ phóng điện khi đang lái xe. Trong quá trình sạc, nhiệt độ của pin sẽ tăng lên nghiêm trọng sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ của pin.

Ngoài ra, thiết kế của TMS (bao gồm chức năng sưởi ấm ở nhiệt độ thấp, chức năng làm mát ở nhiệt độ cao và các biện pháp cách nhiệt) có thể đảm bảo rằng pin hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ thích hợp. Tùy thuộc vào môi trường làm mát, hệ thống làm mát thường được phân loại thành làm mát không khí (bao gồm đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức, thường được sử dụng cho BEV với mức tăng nhiệt độ pin thấp hơn), làm mát bằng chất lỏng (thường được sử dụng cho HEV do độ dẫn nhiệt cao hơn) và thay đổi pha nguội đi. Hệ thống sưởi ấm có thể được chia thành sưởi ấm bên trong và sưởi ấm bên ngoài. Phương pháp gia nhiệt bên ngoài bao gồm tấm gia nhiệt, phim gia nhiệt, phương pháp gia nhiệt bằng Peltier,… Phương pháp gia nhiệt bên ngoài rất dễ thực hiện, nhưng năng lượng thất thoát lớn và độ đồng đều nhiệt độ của pin kém. Phương pháp làm nóng gián tiếp là làm nóng pin bằng cách đốt nóng môi chất có thể làm cho pin nóng đều. Các phương pháp gia nhiệt bên trong bao gồm phương pháp gia nhiệt niken tích hợp, phương pháp gia nhiệt AC, phương pháp gia nhiệt bên trong hình thang, ... Các phương pháp này có thể làm nóng pin một cách đồng đều với tổn thất nhiệt thấp và hiệu quả cao. Xe điện sử dụng TMS đáng tin cậy, có thể duy trì hiệu quả nhiệt độ của pin và kéo dài tuổi thọ của pin. Đối với pin thứ cấp làm việc trong các trạm lưu trữ năng lượng, nhiệt độ thường được kiểm soát tốt do sử dụng máy điều hòa không khí hiệu suất cao. Các phương pháp này có thể làm nóng pin một cách đồng đều với tổn thất nhiệt thấp và hiệu quả cao. Xe điện sử dụng TMS đáng tin cậy, có thể duy trì hiệu quả nhiệt độ của pin và kéo dài tuổi thọ của pin. Đối với pin thứ cấp làm việc trong các trạm lưu trữ năng lượng, nhiệt độ thường được kiểm soát tốt do sử dụng máy điều hòa không khí hiệu suất cao. Các phương pháp này có thể làm nóng pin một cách đồng đều với tổn thất nhiệt thấp và hiệu quả cao. Xe điện sử dụng TMS đáng tin cậy, có thể duy trì hiệu quả nhiệt độ của pin và kéo dài tuổi thọ của pin. Đối với pin thứ cấp làm việc trong các trạm lưu trữ năng lượng, nhiệt độ thường được kiểm soát tốt do sử dụng máy điều hòa không khí hiệu suất cao.