Παράγοντες που επηρεάζουν την ικανότητα εκφόρτισης της μπαταρίας ιόντων λιθίου- PACK
Το PACK μπαταριών ιόντων λιθίου -προορίζεται κυρίως για τη δοκιμή της ηλεκτρικής απόδοσης των κυψελών μετά από έλεγχο, ομαδοποίηση, συσκευασία και συναρμολόγηση για να προσδιοριστεί εάν η χωρητικότητα και η διαφορά πίεσης είναι κατάλληλα προϊόντα.
Η συνοχή μεταξύ των σειρών και των παράλληλων κυψελών της μπαταρίας αποτελεί ιδιαίτερη προσοχή στο πακέτο μπαταριών. Μόνο με καλή χωρητικότητα, κατάσταση φόρτισης, εσωτερική αντίσταση και συνέπεια αυτο{0}}αφόρτισης μπορεί να ασκηθεί και να απελευθερωθεί η χωρητικότητα της μπαταρίας. Η κακή απόδοση θα επηρεάσει σοβαρά τη συνολική απόδοση της μπαταρίας και μπορεί ακόμη και να προκαλέσει υπερφόρτιση ή υπερφόρτιση, με αποτέλεσμα κινδύνους για την ασφάλεια. Μια καλή μέθοδος συνδυασμού είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για τη βελτίωση της συνοχής των μονομερών.
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου-περιορίζονται από την επίδραση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος και η χωρητικότητα της μπαταρίας θα επηρεαστεί εάν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή ή πολύ χαμηλή. Εάν η μπαταρία λειτουργεί σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας για μεγάλο χρονικό διάστημα, μπορεί να επηρεαστεί η διάρκεια ζωής της. Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, η ικανότητα θα είναι δύσκολο να ασκηθεί. Ο ρυθμός αποφόρτισης αντανακλά την υψηλή-δυνατότητα φόρτισης και αποφόρτισης ρεύματος της μπαταρίας. Εάν ο ρυθμός είναι πολύ μικρός, η ταχύτητα φόρτισης και εκφόρτισης θα είναι αργή, γεγονός που θα επηρεάσει την απόδοση της δοκιμής. εάν ο ρυθμός είναι πολύ μεγάλος, η χωρητικότητα θα μειωθεί λόγω του φαινομένου πόλωσης και της θερμικής επίδρασης της μπαταρίας. Ποσοστό φόρτισης και εκφόρτισης.
1. Συνέπεια αντιστοίχισης
Μια καλή διαμόρφωση όχι μόνο μπορεί να βελτιώσει τον ρυθμό χρήσης των κυψελών, αλλά και να ελέγξει τη συνοχή των κυψελών, η οποία είναι η βάση για την επίτευξη καλής χωρητικότητας εκφόρτισης και σταθερότητας κύκλου στην εκφόρτιση της μπαταρίας. Ωστόσο, η διασπορά της σύνθετης αντίστασης εναλλασσόμενου ρεύματος της χωρητικότητας της μπαταρίας με κακή διαμόρφωση θα αυξηθεί, γεγονός που με τη σειρά της θα αποδυναμώσει την απόδοση του κύκλου και τη χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα της μπαταρίας. Κάποιος πρότεινε μια μέθοδο αντιστοίχισης μπαταρίας σύμφωνα με το χαρακτηριστικό διάνυσμα της μπαταρίας. Το χαρακτηριστικό διάνυσμα αντικατοπτρίζει τον βαθμό ομοιότητας μεταξύ των δεδομένων τάσης φόρτισης και εκφόρτισης της μεμονωμένης μπαταρίας και των δεδομένων φόρτισης και εκφόρτισης της τυπικής μπαταρίας. Όσο πιο κοντά είναι η καμπύλη φόρτισης-απόρριψης της μπαταρίας στην τυπική καμπύλη, τόσο μεγαλύτερη είναι η ομοιότητα και όσο πιο κοντά είναι ο συντελεστής συσχέτισης στο 1. Αυτή η μέθοδος αντιστοίχισης βασίζεται κυρίως στον συντελεστή συσχέτισης της τάσης του μονομερούς, και στη συνέχεια συνδυάζει άλλες παραμέτρους για να πραγματοποιήσει την αντιστοίχιση, η οποία μπορεί να αποκτήσει καλύτερο αποτέλεσμα αντιστοίχισης. Η δυσκολία με αυτήν την προσέγγιση είναι η παροχή τυπικών χαρακτηριστικών διανυσμάτων μπαταρίας. Λόγω των περιορισμών στο επίπεδο παραγωγής, πρέπει να υπάρχουν διαφορές μεταξύ κάθε παρτίδας μπαταριών και είναι πολύ δύσκολο να αποκτήσετε ένα σύνολο διανυσμάτων χαρακτηριστικών που είναι κατάλληλα για κάθε παρτίδα μπαταριών.
Χρησιμοποιήθηκε ποσοτική ανάλυση για την ανάλυση της μεθόδου αξιολόγησης διαφοράς μεταξύ μεμονωμένων κυττάρων. Αρχικά, τα βασικά σημεία που επηρεάζουν την απόδοση της μπαταρίας εξάγονται με μαθηματικές μεθόδους και στη συνέχεια πραγματοποιείται μαθηματική αφαίρεση για την επίτευξη ολοκληρωμένης αξιολόγησης και σύγκρισης της απόδοσης της μπαταρίας και η ποιοτική ανάλυση της απόδοσης της μπαταρίας μετατρέπεται σε ποσοτική ανάλυση, ώστε να βελτιστοποιηθεί η συνολική απόδοση της μπαταρίας. Παρουσιάζεται μια απλή μέθοδος που μπορεί να εφαρμοστεί πρακτικά. Προτείνεται ένα ολοκληρωμένο σύστημα αξιολόγησης απόδοσης με βάση την επιλογή και την ομαδοποίηση μπαταριών, το οποίο συνδυάζει την υποκειμενική βαθμολογία Delphi και τη μέτρηση του βαθμού αντικειμενικής συσχέτισης του γκρίζου και καθιερώνει ένα μοντέλο πολλαπλών{0}παραμέτρων γκρι συσχέτισης για μπαταρίες, το οποίο ξεπερνά το ένα- πλευρικότητα της χρήσης ενός ενιαίου δείκτη ως προτύπου αξιολόγησης. Πραγματοποιείται η αξιολόγηση απόδοσης της μπαταρίας ιόντων λιθίου- ισχύος και ο συσχετισμός που προκύπτει από τα αποτελέσματα της αξιολόγησης παρέχει μια αξιόπιστη θεωρητική βάση για τον έλεγχο και την αντιστοίχιση της μπαταρίας στο μεταγενέστερο στάδιο.
Η μέθοδος δυναμικής χαρακτηριστικής αντιστοίχισης είναι κυρίως η πραγματοποίηση της λειτουργίας αντιστοίχισης σύμφωνα με την καμπύλη φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας. Τα συγκεκριμένα βήματα υλοποίησης είναι να εξαχθούν πρώτα τα χαρακτηριστικά σημεία στην καμπύλη για να σχηματιστεί ένα χαρακτηριστικό διάνυσμα. Σύμφωνα με την απόσταση μεταξύ των χαρακτηριστικών διανυσμάτων μεταξύ κάθε καμπύλης, Για τον δείκτη αντιστοίχισης, η ταξινόμηση της καμπύλης πραγματοποιείται με την επιλογή κατάλληλου αλγορίθμου και στη συνέχεια ολοκληρώνεται η διαδικασία αντιστοίχισης της μπαταρίας. Αυτή η μέθοδος αντιστοίχισης λαμβάνει υπόψη τις αλλαγές απόδοσης της μπαταρίας κατά τη λειτουργία. Σε αυτή τη βάση, επιλέγονται άλλες κατάλληλες παράμετροι για την αντιστοίχιση μπαταριών και μπορούν να ταξινομηθούν μπαταρίες με πιο σταθερή απόδοση.
2. Τρόπος φόρτισης
Το κατάλληλο καθεστώς φόρτισης έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ικανότητα εκφόρτισης της μπαταρίας. Εάν το βάθος φόρτισης είναι μικρό, η ικανότητα εκφόρτισης θα μειωθεί ανάλογα. Εάν υπερφορτιστεί, θα επηρεάσει τις χημικές δραστικές ουσίες της μπαταρίας και θα προκαλέσει μη αναστρέψιμη βλάβη, μειώνοντας τη χωρητικότητα και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να επιλέξετε τον κατάλληλο ρυθμό φόρτισης, την ανώτατη οριακή τάση και το ρεύμα διακοπής{0} σταθερής τάσης για να διασφαλίσετε ότι η απόδοση φόρτισης και η ασφάλεια και η σταθερότητα βελτιστοποιούνται ενώ επιτυγχάνεται η ικανότητα φόρτισης. Προς το παρόν, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου- χρησιμοποιούν ως επί το πλείστον λειτουργία φόρτισης σταθερού ρεύματος-σταθερής τάσης. Με την ανάλυση των αποτελεσμάτων φόρτισης σταθερού ρεύματος και σταθερής τάσης του συστήματος φωσφορικού σιδήρου λιθίου και της μπαταρίας τριών συστημάτων κάτω από διαφορετικά ρεύματα φόρτισης και διαφορετικές τάσεις αποκοπής-, μπορεί να γίνει γνωστό ότι: (1) όταν η φόρτιση διακόπτεται{{5 }}πιέζεται η τάση off, το ρεύμα φόρτισης αυξάνεται και ο λόγος σταθερού ρεύματος μειώνεται, Ο χρόνος φόρτισης μειώνεται, αλλά η κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται. (2) Όταν πιέζεται το ρεύμα φόρτισης, καθώς μειώνεται η τάση διακοπής-φόρτισης, ο λόγος φόρτισης σταθερού ρεύματος μειώνεται και η ικανότητα φόρτισης και η ενέργεια μειώνονται και τα δύο. Για να διασφαλιστεί η χωρητικότητα της μπαταρίας, φωσφορικός σίδηρος Η τάση διακοπής φόρτισης-των μπαταριών ιόντων λιθίου-δεν μπορεί να είναι μικρότερη από 3,4 V. Για να εξισορροπήσετε το χρόνο φόρτισης και την απώλεια ενέργειας, επιλέξτε ένα κατάλληλο ρεύμα φόρτισης και{12}}διακοπή χρόνου.
Η συνοχή SOC κάθε κυψέλης καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την ικανότητα εκφόρτισης της μπαταρίας και η ισορροπημένη φόρτιση παρέχει τη δυνατότητα επίτευξης παρόμοιας αρχικής πλατφόρμας SOC για κάθε εκφόρτιση κυψέλης, η οποία μπορεί να βελτιώσει την ικανότητα εκφόρτισης και την απόδοση εκφόρτισης (χωρητικότητα εκφόρτισης/χωρητικότητα αντιστοίχισης) . Η μέθοδος εξισορρόπησης στη φόρτιση αναφέρεται στην εξισορρόπηση της ισχύος της μπαταρίας ιόντων λιθίου- κατά τη διαδικασία φόρτισης. Γενικά, η εξισορρόπηση ξεκινά όταν η τάση της μπαταρίας φτάσει ή υπερβαίνει την καθορισμένη τάση και η υπερφόρτιση αποτρέπεται μειώνοντας το ρεύμα φόρτισης.
Σύμφωνα με τις διαφορετικές καταστάσεις των μεμονωμένων κυψελών στο πακέτο μπαταρίας, μέσω του μοντέλου κυκλώματος ελέγχου ισορροπημένης φόρτισης της μπαταρίας και του κυκλώματος εξισορρόπησης για να ρυθμίσετε με ακρίβεια το ρεύμα φόρτισης των μεμονωμένων κυψελών, προτείνεται μια μέθοδος που μπορεί όχι μόνο να συνειδητοποιήσει την ταχεία φόρτιση της μπαταρίας, αλλά και να εξαλείψει την ασυνέπεια των μεμονωμένων κυψελών. Εξισορρόπηση της στρατηγικής ελέγχου φόρτισης για εφέ κύκλου ζωής της μπαταρίας. Συγκεκριμένα, μέσω του σήματος διακόπτη, η συνολική ενέργεια της μπαταρίας ιόντων λιθίου-συμπληρώνεται στη μεμονωμένη μπαταρία ή η ενέργεια της μεμονωμένης μπαταρίας μετατρέπεται στη συνολική μπαταρία. Κατά τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας, ανιχνεύοντας την τιμή τάσης κάθε μεμονωμένης κυψέλης, όταν η τάση της μεμονωμένης κυψέλης φτάσει σε μια συγκεκριμένη τιμή, η μονάδα εξισορρόπησης αρχίζει να λειτουργεί. Το ρεύμα φόρτισης στη μεμονωμένη μπαταρία διαιρείται για να μειωθεί η τάση φόρτισης και το διαιρεμένο ρεύμα μετατρέπεται από τη μονάδα για να ανατροφοδοτήσει την ενέργεια στο δίαυλο φόρτισης για να επιτευχθεί ο σκοπός της ισορροπίας.
Κάποιος πρότεινε μια λύση εξισορρόπησης χρέωσης μεταβλητού ρυθμού. Η ιδέα εξισορρόπησης αυτής της μεθόδου είναι η παροχή πρόσθετης ενέργειας μόνο στη μεμονωμένη μπαταρία με χαμηλή ενέργεια, η οποία εμποδίζει τη διαδικασία εξαγωγής της ενέργειας της μεμονωμένης μπαταρίας με περισσότερη ενέργεια, γεγονός που απλοποιεί σημαντικά τη διαδικασία. Η τοπολογία του κυκλώματος εξισορρόπησης. Δηλαδή, χρησιμοποιούνται διαφορετικοί ρυθμοί φόρτισης για τη φόρτιση των μεμονωμένων κυψελών διαφορετικών ενεργειακών καταστάσεων, έτσι ώστε να επιτευχθεί ένα καλό αποτέλεσμα ισορροπίας.
3. Ποσοστό εκφόρτισης
Ο ρυθμός αποφόρτισης είναι ένας κρίσιμος δείκτης για την ισχύ των μπαταριών ιόντων λιθίου-. Η υψηλή ταχύτητα εκφόρτισης της μπαταρίας είναι μια δοκιμή για τα θετικά και αρνητικά υλικά και τους ηλεκτρολύτες ηλεκτροδίων. Για το θετικό ηλεκτρόδιο υλικό φωσφορικού σιδήρου λιθίου, η δομή του είναι σταθερή, η καταπόνηση κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση είναι μικρή και έχει τις βασικές προϋποθέσεις για εκφόρτιση υψηλού ρεύματος, αλλά το μειονέκτημα είναι ότι η αγωγιμότητα του φωσφορικού σιδήρου λιθίου είναι κακή. Ο ρυθμός διάχυσης των ιόντων λιθίου στον ηλεκτρολύτη είναι ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει τον ρυθμό εκφόρτισης της μπαταρίας και η διάχυση των ιόντων στην μπαταρία σχετίζεται στενά με τη δομή της μπαταρίας και τη συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη.
Επομένως, διαφορετικοί ρυθμοί εκφόρτισης οδηγούν σε διαφορετικό χρόνο εκφόρτισης και πλατφόρμες τάσης εκφόρτισης των μπαταριών, οι οποίες με τη σειρά τους οδηγούν σε διαφορετικές χωρητικότητες εκφόρτισης, οι οποίες είναι ιδιαίτερα εμφανείς για παράλληλες συστοιχίες μπαταριών. Επομένως, είναι απαραίτητο να επιλέξετε τον κατάλληλο ρυθμό εκφόρτισης. Η χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα της μπαταρίας μειώνεται όσο αυξάνεται το ρεύμα εκφόρτισης.
Οι Jiang Cuina et al. μελέτησε την επίδραση του ρυθμού εκφόρτισης στην ικανότητα αποδέσμευσης των κυψελών μπαταρίας φωσφορικού σιδήρου λιθίου. Μια ομάδα μεμονωμένων κυψελών με καλή αρχική συνοχή του ίδιου τύπου φορτίστηκαν στα 3,8 V σε ρεύμα 1C και στη συνέχεια φορτίστηκαν σε 0.1, 0.2, Οι ρυθμοί εκφόρτισης του {{7} }.5, 1, 2 και 3C εκφορτίστηκαν στα 2.5V και καταγράφηκε η καμπύλη σχέσης μεταξύ της τάσης και της εκφορτιζόμενης ισχύος, όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η απελευθερωμένη χωρητικότητα 1 και 2C είναι 97.8 τοις εκατό και το 96,5 τοις εκατό της εκλυόμενης χωρητικότητας του C/3, αντίστοιχα, και η εκλυόμενη ενέργεια είναι το 97,2 τοις εκατό και το 94,3 τοις εκατό της ενέργειας που απελευθερώνεται από το C/3, αντίστοιχα. Με την αύξηση, η χωρητικότητα και η ενέργεια που απελευθερώνεται από την μπαταρία ιόντων λιθίου-μειώνονται σημαντικά.
Όταν αποφορτιστεί η μπαταρία ιόντων λιθίου-, χρησιμοποιείται γενικά το εθνικό πρότυπο 1C και το μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης συνήθως περιορίζεται στους 23 C. Όταν εκφορτιστεί ένα μεγάλο ρεύμα, θα συμβεί μεγάλη αύξηση της θερμοκρασίας και θα οδηγήσει σε απώλεια ενέργειας. Επομένως, είναι απαραίτητο να παρακολουθείτε τη θερμοκρασία της μπαταρίας σε πραγματικό χρόνο για να αποφευχθεί η ζημιά της μπαταρίας λόγω υπερβολικής θερμοκρασίας και να μειωθεί η διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
4. Συνθήκες θερμοκρασίας
Η θερμοκρασία επηρεάζει σημαντικά τη δραστηριότητα και την απόδοση ηλεκτρολυτών του υλικού του ηλεκτροδίου μέσα στην μπαταρία. Η πολύ υψηλή και πολύ χαμηλή θερμοκρασία έχουν μεγαλύτερο αντίκτυπο στη χωρητικότητα της μπαταρίας.
Σε χαμηλή θερμοκρασία, η δραστηριότητα της μπαταρίας μειώνεται σημαντικά, η ικανότητα παρεμβολής και εξαγωγής λιθίου μειώνεται, η εσωτερική αντίσταση και η τάση πόλωσης της μπαταρίας αυξάνονται, η πραγματική χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα μειώνεται, η ικανότητα εκφόρτισης της μπαταρίας μειώνεται , η πλατφόρμα εκφόρτισης είναι χαμηλή και η μπαταρία είναι πιο πιθανό να φτάσει την τάση αποκοπής-αποφόρτισης. Καθώς η διαθέσιμη χωρητικότητα της μπαταρίας μειώνεται, μειώνεται η απόδοση της ενεργειακής χρήσης της μπαταρίας.
Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η εξαγωγή και η εισαγωγή ιόντων λιθίου μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων ενεργοποιείται, έτσι ώστε η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας να μειώνεται και ο χρόνος σταθερότητας της εσωτερικής αντίστασης γίνεται μεγαλύτερος, γεγονός που αυξάνει την ποσότητα της κινητικότητας των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό κύκλωμα και η χωρητικότητα είναι πιο αποτελεσματική. παίζω. Ωστόσο, εάν η μπαταρία λειτουργεί σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας για μεγάλο χρονικό διάστημα, η σταθερότητα της δομής του θετικού πλέγματος θα επιδεινωθεί, η ασφάλεια της μπαταρίας θα μειωθεί και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας θα μειωθεί σημαντικά.
Οι Li Zhe et al. μελέτησε την επίδραση της θερμοκρασίας στην πραγματική χωρητικότητα εκφόρτισης της μπαταρίας και κατέγραψε την αναλογία της πραγματικής χωρητικότητας εκφόρτισης της μπαταρίας προς την τυπική χωρητικότητα εκφόρτισης (εκφόρτιση 1C στους 25 βαθμούς) σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Προσαρμόστε την αλλαγή χωρητικότητας της μπαταρίας με τη θερμοκρασία και λάβετε: Στον τύπο: C είναι η χωρητικότητα της μπαταρίας. T είναι η θερμοκρασία. Το R2 είναι ο συντελεστής συσχέτισης του εξαρτήματος. Τα πειράματα δείχνουν ότι η χωρητικότητα της μπαταρίας διασπάται πολύ γρήγορα σε χαμηλή θερμοκρασία, ενώ η χωρητικότητα αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας σε περίπου κανονική θερμοκρασία. Η χωρητικότητα της μπαταρίας στους -40 βαθμούς είναι μόνο το 1/3 της ονομαστικής τιμής, ενώ σε 0 μοίρες έως 60 μοίρες, η χωρητικότητα της μπαταρίας αυξάνεται από το 80 τοις εκατό της ονομαστικής χωρητικότητας στο 100 τοις εκατό.
Η ανάλυση δείχνει ότι ο ρυθμός αλλαγής της ωμικής εσωτερικής αντίστασης σε χαμηλή θερμοκρασία είναι μεγαλύτερος από εκείνον σε υψηλή θερμοκρασία, γεγονός που δείχνει ότι η χαμηλή θερμοκρασία έχει πιο εμφανή επίδραση στη δραστηριότητα της μπαταρίας, επηρεάζοντας έτσι την αποφορτιζόμενη ισχύ της μπαταρίας. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τόσο η ωμική εσωτερική αντίσταση όσο και η εσωτερική αντίσταση πόλωσης της διαδικασίας φόρτισης και εκφόρτισης μειώνονται. Ωστόσο, σε υψηλότερες θερμοκρασίες, η ισορροπία της χημικής αντίδρασης στη μπαταρία και η σταθερότητα του υλικού θα καταστραφούν, με αποτέλεσμα πιθανές παρενέργειες, οι οποίες θα επηρεάσουν τη χωρητικότητα της μπαταρίας και την εσωτερική αντίσταση, με αποτέλεσμα τη μείωση της διάρκειας ζωής του κύκλου και ακόμη και τη μειωμένη ασφάλεια.
Επομένως, τόσο οι υψηλές όσο και οι χαμηλές θερμοκρασίες θα επηρεάσουν την απόδοση και τη διάρκεια ζωής των μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου. Στην πραγματική διαδικασία εργασίας, μέθοδοι όπως η νέα θερμική διαχείριση μπαταρίας θα πρέπει να χρησιμοποιούνται για να διασφαλιστεί ότι η μπαταρία λειτουργεί υπό κατάλληλες συνθήκες θερμοκρασίας. Στη δοκιμή πακέτου μπαταρίας PACK, μπορεί να δημιουργηθεί ένας χώρος δοκιμής σταθερής θερμοκρασίας 25 μοιρών.
