Baterie litowo-jonowe mają zalety dużej pojemności, wysokiej energii właściwej, dobrej żywotności, braku efektu pamięci itp. I szybko się rozwijają.Uwagę badaczy przyciągnęła również pojemność jako najważniejszy wskaźnik wydajności.W związku z tym akumulator litowy PACK stale się rozwija w kierunku dużej pojemności, szybkiego ładowania, długiej żywotności i wysokiego bezpieczeństwa, a także stawiane są nowe wymagania dotyczące technologii procesowej w procesie produkcyjnym.
ZESTAW akumulatorów litowo-jonowych to głównie produkt, którego rdzeń elektryczny jest ekranowany, montowany, pakowany i montowany w celu określenia, czy kwalifikuje się pojemność i różnicę ciśnień.
Spójność między szeregiem akumulatorów a ogniwami równoległymi wymaga szczególnej uwagi w ZESTAWIE akumulatorów.Tylko przy dobrej pojemności, stanie naładowania, rezystancji wewnętrznej, konsystencji samorozładowania itp. pojemność akumulatora może być wykorzystana i uwolniona.Słaba wydajność poważnie wpłynie na ogólną wydajność akumulatora, a nawet spowoduje przeładowanie lub nadmierne rozładowanie, powodując zagrożenie bezpieczeństwa.Dobry schemat dopasowywania to skuteczny sposób na poprawę konsystencji monomeru.
Na baterie litowo-jonowe ma wpływ temperatura otoczenia, zbyt wysoka lub zbyt niska temperatura wpłynie na pojemność baterii.Żywotność baterii może ulec skróceniu, jeśli będzie ona pracować w warunkach wysokiej temperatury przez długi czas.Jeśli temperatura jest zbyt niska, pojemność będzie trudna do grania.
Szybkość rozładowania odzwierciedla zdolność ładowania i rozładowania akumulatora przy wysokim prądzie.Jeśli szybkość jest zbyt mała, prędkość ładowania i rozładowania będzie niska, co wpłynie na wydajność testu;jeśli szybkość jest zbyt duża, pojemność zostanie zmniejszona z powodu polaryzacji i efektów termicznych baterii, więc musisz wybrać odpowiedni.Szybkość ładowania i rozładowania.
1. Dopasowanie spójności grupy
Dobra kombinacja może nie tylko poprawić stopień wykorzystania ogniw, ale także kontrolować konsystencję monomerów, co jest podstawą do osiągnięcia dobrej zdolności rozładowania i stabilności cyklu rozładowywania pakietu akumulatorów.Jednak rozproszenie impedancji AC źle dobranej pojemności ogniwa akumulatora zwiększy się, co z kolei osłabi wydajność cyklu i użyteczną pojemność akumulatora.
Specjaliści zaproponowali metodę dopasowywania baterii zgodnie z wektorem cech baterii.Ten wektor cech odzwierciedla podobieństwo między danymi dotyczącymi napięcia ładowania i rozładowania pojedynczego akumulatora a danymi dotyczącymi ładowania i rozładowania akumulatora standardowego.Im krzywa ładowania i rozładowania akumulatora jest bliższa krzywej standardowej, tym wyższy stopień podobieństwa i bliższy współczynnikowi korelacji do 1. Ten rodzaj grupowania opiera się na współczynniku korelacji napięcia ogniwa, a następnie połączeniu z innymi parametrami grupowania, które mogą uzyskać lepszy efekt grupowania.Trudność tej metody polega na tym, że musi zapewnić standardowy wektor funkcji baterii.Ze względu na ograniczenia poziomu produkcji muszą występować różnice pomiędzy bateriami produkowanymi w każdej partii, a uzyskanie zestawu wektorów cech odpowiednich dla każdej partii baterii jest bardzo trudne.
Specjaliści wykorzystali analizę ilościową do analizy metod oceny różnic między pojedynczymi komórkami.Najpierw użyj metod matematycznych, aby wyodrębnić kluczowe punkty, które wpływają na wydajność baterii, a następnie wykonaj matematyczną abstrakcję, aby uzyskać kompleksową ocenę i porównanie wydajności baterii, przekształcić analizę jakościową wydajności baterii w analizę ilościową i najlepiej dopasować ogólną wydajność zestawu baterii Proponowana jest prosta metoda, którą można zastosować w praktyce.Proponowany jest kompleksowy system oceny wydajności oparty na badaniu i dopasowywaniu baterii, który łączy subiektywną ocenę Delphi i obiektywny pomiar korelacji szarości w celu ustalenia wieloparametrowego modelu korelacji szarości dla baterii, który przezwycięża jednostronność używania pojedynczego wskaźnika jako oceny standard.Przeprowadzana jest ocena wydajności baterii zasilającej typu power, a stopień korelacji uzyskany z wyniku oceny stanowi wiarygodną podstawę teoretyczną dla późniejszego doboru i montażu baterii.
Metoda dynamicznego dopasowania charakterystyki opiera się głównie na krzywej ładowania i rozładowywania akumulatora w celu realizacji funkcji dopasowania.Konkretnym etapem implementacji jest najpierw wyodrębnienie punktów charakterystycznych na krzywej, aby utworzyć wektor charakterystyczny.Zgodnie z odległością między wektorami charakterystycznymi każdej krzywej, wskaźnik alokacji ma na celu zrealizowanie klasyfikacji krzywej poprzez wybór odpowiedniego algorytmu, a następnie zakończenie procesu alokacji baterii.Ten rodzaj grupowania uwzględnia zmiany wydajności baterii podczas pracy.Na tej podstawie dobierane są inne odpowiednie parametry w celu dopasowania akumulatora, a akumulatory o stosunkowo stałej wydajności mogą być sortowane.
2. Metoda ładowania
Właściwy system ładowania ma istotny wpływ na pojemność rozładowania akumulatora.Jeśli głębokość ładowania jest płytka, pojemność rozładowania zostanie odpowiednio zmniejszona.W przypadku przeładowania wpłynie to na chemicznie aktywne materiały akumulatora i spowoduje nieodwracalne uszkodzenie, zmniejszając pojemność i żywotność akumulatora.Dlatego konieczne jest dobranie odpowiedniej szybkości ładowania, górnego napięcia granicznego i prądu odcięcia stałego napięcia, aby zapewnić osiągnięcie zdolności ładowania przy jednoczesnej optymalizacji wydajności ładowania oraz bezpieczeństwa i stabilności.
Obecnie akumulator litowo-jonowy mocy przyjmuje głównie tryb ładowania ze stałym prądem i stałym napięciem.Liu Yanjin i in.przeanalizował wyniki ładowania stałym prądem i stałym napięciem systemu fosforanu litowo-żelazowego i akumulatorów systemu trójskładnikowego przy różnych prądach ładowania i różnych napięciach odcięcia i stwierdził, że: (1) Gdy napięcie odcięcia ładowania jest stałe, prąd ładowania wzrasta a stosunek prądu stałego maleje.Gdy prąd ładowania jest mały, czas ładowania ulega skróceniu, ale zwiększa się zużycie energii;(2) Gdy prąd ładowania jest stały, wraz ze spadkiem napięcia odcięcia ładowania, współczynnik ładowania stałym prądem maleje, a pojemność i energia ładowania maleją.W celu zapewnienia odpowiedniej pojemności akumulatora kwas fosforowy Napięcie odcięcia ładowania akumulatora litowo-żelazowego nie może być niższe niż 3,4V.Konieczne jest zbilansowanie czasu ładowania i strat energii oraz dobranie odpowiedniego prądu ładowania i czasu odcięcia.
Konsystencja SOC każdego ogniwa w dużym stopniu determinuje pojemność rozładowania pakietu akumulatorów, a ładowanie wyrównawcze daje możliwość osiągnięcia podobieństwa początkowej platformy SOC każdego rozładowania ogniwa, co może poprawić zdolność rozładowania i rozładowania wydajność (wydajność rozładowania/dopasowana pojemność grupy).Metoda równoważenia w ładowaniu odnosi się do równoważenia baterii podczas procesu ładowania.Ogólnie rzecz biorąc, równoważenie rozpoczyna się, gdy napięcie ogniwa akumulatora osiągnie lub przekroczy ustawione napięcie i zapobiega przeładowaniu poprzez zmniejszenie prądu ładowania.
Zgodnie z różnymi stanami pojedynczych ogniw w akumulatorze profesjonaliści używają modelu obwodu kontroli ładowania wyrównującego akumulator i obwodu wyrównującego, aby dostroić prąd ładowania pojedynczych ogniw i zaproponować metodę, która może zrealizować szybkie ładowanie akumulatora i wyeliminować pojedyncze ogniwa.Niespójna strategia kontroli ładowania równoważącego wpływająca na żywotność baterii.W szczególności, za pomocą sygnału przełącznika, całkowita energia akumulatora litowo-jonowego jest uzupełniana w pojedynczym akumulatorze lub energia pojedynczego akumulatora jest przekształcana w cały zestaw akumulatorów.Podczas procesu ładowania pakietu akumulatorów, poprzez wykrycie wartości napięcia każdego pojedynczego akumulatora, gdy napięcie pojedynczego akumulatora osiągnie określoną wartość, moduł wyrównujący zaczyna działać.Prąd ładowania w pojedynczym akumulatorze jest bocznikowany w celu zmniejszenia napięcia ładowania, a podzielony prąd jest przekształcany przez moduł, a energia jest przesyłana z powrotem do szyny ładującej, aby osiągnąć cel równowagi.
Profesjonaliści zaproponowali rozwiązanie wyrównania ładowania o zmiennej stawce.Ideą wyrównawczą rozwiązania jest uzupełnienie tylko pojedynczej baterii niskoenergetycznej o dodatkową energię, unikając procesu pobierania energii pojedynczej baterii wysokoenergetycznej, co znacznie upraszcza. Opisano topologię układu wyrównawczego.Oznacza to, że do ładowania pojedynczych ogniw w różnych stanach energetycznych stosuje się różne szybkości ładowania, aby uzyskać dobry efekt równowagi.
3. Szybkość rozładowania
Szybkość rozładowania jest ważnym wskaźnikiem dla akumulatorów zasilających typu power.Szybkie rozładowanie akumulatora jest testem na obecność materiałów dodatnich i ujemnych oraz elektrolitu.W przypadku materiału elektrody dodatniej, fosforanu litowo-żelazowego, jego struktura jest stabilna, naprężenie podczas ładowania i rozładowania jest niewielkie i ma podstawowe warunki do rozładowania dużego prądu, ale wadą jest słaba przewodność fosforanu litowo-żelazowego.Szybkość dyfuzji jonów litu w elektrolicie jest głównym czynnikiem wpływającym na szybkość rozładowania akumulatora, a dyfuzja jonów wewnątrz akumulatora jest ściśle związana ze strukturą akumulatora i stężeniem elektrolitu.
Dlatego różne szybkości rozładowywania skutkują różnymi czasami rozładowywania i różnymi platformami napięcia rozładowania akumulatorów, co z kolei prowadzi do różnych pojemności rozładowania, co jest szczególnie oczywiste w przypadku równoległych zestawów akumulatorów.Dlatego konieczne jest dobranie odpowiedniej szybkości rozładowania.Zależność między pojemnością rozładowania a szybkością rozładowywania (prądem) można opisać równaniem Peukerta:
C=KIw
We wzorze: I jest prądem rozładowania;n jest stałą Peukerta, która jest związana ze strukturą baterii, a jej wartość wynosi od 1,15 do 1,42;K jest stałą, która jest stałą związaną z ilością materiału aktywnego w baterii.
Dostępna pojemność akumulatora zmniejsza się wraz ze wzrostem prądu rozładowania.
Specjaliści zbadali wpływ szybkości rozładowania na pojemność rozładowania ogniw akumulatora litowo-żelazowo-fosforanowego.Grupa pojedynczych ogniw o tym samym modelu o dobrej początkowej konsystencji jest ładowana do 3,8V prądem 1C, a następnie ładowana odpowiednio 0,1, 0,2 i 0,5., 1, 2 i 3C szybkość rozładowania do 2,5 V, zapisz krzywą zależności między napięciem a rozładowaną energią elektryczną.Wyniki eksperymentalne pokazują, że zdolność rozładowania 1 i 2C wynosi odpowiednio 97,8% i 96,5% zdolności rozładowania C/3, a uwolniona energia odpowiednio 97,2% i 94,3% energii rozładowania przez C/3.Zwiększając pojemność i energię uwalnianą przez akumulator litowo-jonowy zostały znacznie zmniejszone.
Podczas rozładowywania akumulatorów litowo-jonowych zwykle stosuje się normę krajową 1C, a maksymalny prąd rozładowania jest zwykle ograniczony do 2 do 3C.Podczas rozładowywania dużym prądem spowoduje to duży wzrost temperatury i doprowadzi do utraty energii.Dlatego konieczne jest monitorowanie temperatury akumulatora w czasie rzeczywistym, aby zapobiec uszkodzeniu akumulatora w wyniku nadmiernej temperatury i skrócić żywotność akumulatora.
Po czwarte, warunki temperaturowe
Temperatura wpływa głównie na aktywność i wydajność elektrolitu materiału nabiegunnika wewnątrz akumulatora.Zbyt wysoka i zbyt niska temperatura mają większy wpływ na pojemność akumulatora.
W niskich temperaturach znacznie zmniejsza się aktywność akumulatora, zmniejsza się zdolność wkładania i wyjmowania litu, wzrasta rezystancja wewnętrzna i napięcie polaryzacji akumulatora, zmniejsza się rzeczywista dostępna pojemność, zmniejsza się pojemność rozładowania akumulatora, niska jest platforma rozładowania, oraz bateria ma większe szanse na osiągnięcie napięcia odcięcia rozładowania.Zmniejsza się dostępna pojemność baterii i zmniejsza się efektywność wykorzystania energii baterii.
Wraz ze wzrostem temperatury następuje aktywacja ekstrakcji i wstawiania jonów litu pomiędzy dodatnią i ujemną elektrodę, przez co rezystancja wewnętrzna baterii spada, a czas stabilizacji rezystancji wewnętrznej wydłuża się, co powoduje, że ilość migracji elektronów w wzrost obwodu, a pojemność jest bardziej efektywna.Grać.Jednakże, jeśli bateria będzie eksploatowana w środowisku o wysokiej temperaturze przez długi czas, stabilność struktury siatki elektrody dodatniej ulegnie pogorszeniu, bezpieczeństwo baterii ulegnie zmniejszeniu, a żywotność baterii zostanie znacznie skrócona.
Specjaliści zbadali wpływ temperatury na rzeczywistą pojemność rozładowania akumulatora i zarejestrowali stosunek rzeczywistej pojemności rozładowania akumulatora do standardowej pojemności rozładowania (rozładowanie 1°C w temperaturze 25°C) w różnych temperaturach.Dopasowując zmianę pojemności baterii do temperatury otrzymujemy:
C=(-5,06974)*exp(-T/55,90333)+14,03729,R2-0,99784
We wzorze: C to pojemność baterii;T to temperatura;R2 to współczynnik korelacji dopasowania.Eksperymenty wykazały, że pojemność akumulatora bardzo szybko spada w niskich temperaturach, natomiast pojemność wzrasta wraz ze wzrostem temperatury w pobliżu temperatury pokojowej.Pojemność akumulatora wynosi tylko 1/3 wartości nominalnej przy -40°C, natomiast przy 0°C do 60°C pojemność akumulatora wzrasta z 80% pojemności nominalnej do 100%.
Z analizy wynika, że tempo zmian rezystancji omowej w niskiej temperaturze jest większe niż w wysokiej temperaturze, co wskazuje, że niska temperatura ma znaczący wpływ na aktywność baterii, wpływając tym samym na zdolność rozładowania baterii.Wraz ze wzrostem temperatury rezystancja wewnętrzna omowa i wewnętrzna polaryzacji zmniejszają się podczas ładowania i rozładowywania.Jednak w wyższych temperaturach równowaga reakcji chemicznych w akumulatorze i stabilność materiałów zostaną zniszczone i mogą wystąpić reakcje uboczne, które wpłyną na pojemność i rezystancję wewnętrzną akumulatora, powodując skrócenie żywotności, a nawet zmniejszenie bezpieczeństwa.
Dlatego zarówno wysoka, jak i niska temperatura będą miały wpływ na wydajność i żywotność baterii litowo-żelazowo-fosforanowej.W rzeczywistym procesie roboczym należy stosować takie metody, jak zwiększenie zarządzania temperaturą akumulatora, aby zapewnić, że akumulator działa w odpowiednich warunkach temperaturowych.W łączu testowym pakietu akumulatorów można utworzyć pomieszczenie do testowania w stałej temperaturze 25°C.
Pięć, podsumowanie
W niniejszym artykule, w połączeniu z faktyczną sytuacją PAKIETU akumulatorów litowo-jonowych, przeanalizowano i omówiono czynniki wpływające na pojemność rozładowania.Dobra spójność grupy dopasowywania akumulatorów jest warunkiem wstępnym uzyskania wydajności i poziomu rozładowania akumulatorów.Zaleca się stosowanie metody ładowania zrównoważonej, aby zapewnić, że platformy SOC każdego monomeru są podobne przed rozładowaniem.Należy wybrać odpowiednią szybkość rozładowania, biorąc pod uwagę zarówno pojemność, jak i skuteczność testu.Środowisko ma duży wpływ na testowanie baterii, dlatego należy kontrolować warunki temperaturowe.
Osoba kontaktowa: Miss. Olivia Lee
Tel: +86 13609052971
