Як покращити консистенцію літієвих батарей
Нові енергетичні транспортні засоби стають все більш популярними. Коли літієві батареї використовуються в якості джерела живлення електромобілів, через вимоги високої потужності та великої ємності одиночні літій-іонні батареї не можуть відповідати вимогам, тому літій-іонні батареї необхідно підключати послідовно та паралельно. Використовується в комбінації.
Однак невідповідність між окремими елементами часто викликає такі проблеми, як надмірне зниження ємності та короткий термін служби акумуляторної батареї протягом циклу. Вибір батарей з якомога більш стабільною продуктивністю для групування має велике значення для просування та застосування літій-іонних батарей в батареях живлення. Тепер зробіть простий аналіз з кількох аспектів:
1 Аналіз невідповідності
1.1 Визначення невідповідності Невідповідність літій-іонного акумулятора відноситься до певної різниці в параметрах, таких як напруга, ємність, внутрішній опір, термін служби, вплив температури та швидкість саморозряду після окремих елементів тієї ж специфікації та моделі. акумуляторний блок. Після виготовлення однієї батареї існує певна різниця в початковій продуктивності. З використанням батарей ці відмінності в продуктивності продовжують накопичуватися. У той же час, оскільки середовище використання кожної окремої батареї в акумуляторній батареї не є абсолютно однаковим, це також призводить до поступового збільшення невідповідності окремої батареї, що прискорює погіршення продуктивності батареї і, нарешті, призводить до того, що акумуляторна батарея виходить з ладу передчасно. 1.2 Ефективність невідповідності Невідповідність літій-іонних батарей в основному проявляється у двох аспектах: різниця в параметрах продуктивності елемента батареї (ємність акумулятора, внутрішній опір і швидкість саморозряду тощо) і різниця в стані заряду батареї (SOC). ). Дай Хайфен та ін. виявили, що розподіл різниці ємності між елементами батареї близький до розподілу Вейра, і дисперсія внутрішнього опору є більш значною, ніж ємність, а внутрішній опір однієї і тієї ж партії батарей загалом відповідає закону нормального розподілу , саморозряд Швидкість також є приблизно нормальним розподілом. SOC характеризує стан заряду акумулятора, який є відношенням залишкової ємності акумулятора до номінальної ємності. Jie Jing та ін. вважають, що через невідповідність батареї швидкість розпаду ємності батареї різна, що призводить до різниці максимальної корисної ємності між батареями. Швидкість зміни SOC акумулятора з малою ємністю вища, ніж у акумулятора з великою ємністю, а напруга відсікання досягається швидше під час заряджання та розрядки.
1.3 Причини невідповідності Існує багато причин невідповідності літій-іонних батарей, головним чином у процесі виробництва та використання. Кожен аспект виробничого процесу, такий як однорідність суспензії під час дозування, контроль площної щільності та поверхневого натягу під час нанесення покриття тощо, спричинить різницю в продуктивності окремої комірки. Луо Ю та ін. вивчав вплив виробництва літій-іонних акумуляторів і процесів виробництва на консистенцію батареї та зосередився на впливі процесу виробництва літій-іонних акумуляторів на водній основі на консистенцію батареї. Під час використання батареї Се Цзяо та інші вважають, що спосіб підключення, конструктивні частини/пристрої, умови експлуатації та середовище впливатиме на консистенцію акумуляторної батареї. Оскільки енергія, що споживається кожною точкою з’єднання, непостійна, продуктивність і швидкість старіння кожного компонента або конструкції також непостійні, тому вплив на акумулятор також непостійний. Крім того, через різне розташування кожного окремого елемента в батареї, різну температуру та різне зниження продуктивності, це посилює невідповідність окремої осередку.
2 способи покращити консистенцію батареї
2.1 Контроль виробничого процесу Контроль виробничого процесу в основному здійснюється з двох аспектів: сировини та виробничих процесів. Що стосується сировини, намагайтеся вибрати ту саму партію сировини, щоб забезпечити узгодженість розміру часток і продуктивності сировини. У процесі виробництва слід суворо контролювати весь виробничий процес, наприклад, забезпечити рівномірне перемішування суспензії і не розміщувати її протягом тривалого часу, контролювати швидкість машини для нанесення покриття, щоб забезпечити товщину та однорідність покриття, зовнішній вигляд. стовпа, а також зважування та класифікацію. , Контролюйте об’єм закачування, формування, поділ об’єму, умови зберігання тощо. Луо Ю визначив ключові процеси, які мають значний вплив на консистенцію літій-іонних акумуляторів, шляхом дослідження технології приготування літій-іонних акумуляторів, включаючи дозування змішування, нанесення покриття, прокатування, намотування/ламінування, впорскування рідини та формування. Також проводяться глибокі дослідження та аналіз взаємозв'язку між ключовими параметрами процесу та продуктивністю акумулятора.
2.2 Контроль процесу налаштування
Контроль процесу складання в основному відноситься до сортування батарей. В комплект батарей входять батареї однакових технічних характеристик та моделей, а напругу, ємність, внутрішній опір тощо акумуляторів необхідно виміряти, щоб забезпечити стабільність початкової продуктивності батарей. Завдяки дослідженням Xu Haitao et al. виявили, що коли акумулятор зібраний, різниця напруги окремих елементів є важливим фактором, що впливає на консистенцію окремих елементів в кінці заряду та розряду акумулятора. Різниця у внутрішньому опорі окремих елементів викликає зарядку акумуляторної батареї. Під час процесу розрядження платформа напруги кожної окремої батареї досить різна. Ван Лінься та інші проаналізували невідповідність окремих елементів літій-іонних послідовно-паралельних акумуляторних батарей і проаналізували основні фактори впливу на паралельні акумуляторні батареї. Ступінь впливу батарейного блоку забезпечує необхідну основу для зібраного акумулятора. Чен Пін та ін. вивчили вплив швидкості розряду на консистенцію конфігурації батареї та виявили, що зі збільшенням швидкості розряду невідповідність батареї посилюється, досягаючи ефекту усунення несправних батарей.
2.3 Керування процесом використання та обслуговування для моніторингу батареї в режимі реального часу. Консистенція батареї перевіряється, коли батарея збирається, що може забезпечити консистенцію батареї на початковій стадії використання. Під час використання акумулятор відстежується в режимі реального часу, а проблеми консистенції під час використання можна спостерігати в режимі реального часу. Однак, коли консистенція погана, ланцюг моніторингу відключить ланцюг зарядки та розрядки, і продуктивність буде знижена. Необхідно знайти баланс між ними. Батарея екстремального параметра також може бути відрегульована або замінена вчасно за допомогою моніторингу в режимі реального часу, щоб гарантувати, що невідповідність акумуляторної батареї не збільшується з часом. Запровадити збалансовану систему управління. Прийміть відповідну стратегію вирівнювання та схему вирівнювання, щоб розумно керувати батареєю. Поточні загальні стратегії балансування включають стратегію балансування на основі зовнішньої напруги, стратегію балансування на основі SOC та стратегію балансування на основі потужності. За способом споживання енергії схему вирівнювання можна розділити на пасивне вирівнювання та активне вирівнювання. Серед них, активне вирівнювання може реалізувати потік енергії без втрат між батареями, що є гарячою темою досліджень у країні та за кордоном. Зазвичай використовувані методи активного балансування включають метод байпасу батареї, метод комутованого конденсатора, метод комутованої індуктивності та метод перетворення DC/DC.
Терморегулювання батареї. На додаток до підтримки робочої температури акумуляторної батареї в оптимальному діапазоні, терморегулювання батареї також має намагатися забезпечити узгодженість температурних умов між батареями, щоб ефективно забезпечити узгодженість продуктивності між батареями. Використовуйте розумні стратегії контролю. Коли вихідна потужність дозволяє, намагайтеся зменшити глибину розряду батареї, і в той же час уникайте перезаряджання батареї, що може продовжити термін служби акумуляторної батареї. Посилити технічне обслуговування акумуляторних блоків. Регулярно виконуйте технічну зарядку акумуляторної батареї за низький струм і приділяйте увагу очищенню.
3 Спосіб складання літій-іонного акумулятора
3.1 Метод узгодження напруги Метод узгодження напруги можна розділити на метод узгодження статичної напруги та метод узгодження динамічної напруги. Метод узгодження статичної напруги також називається методом узгодження без навантаження. Він не несе навантаження і враховує лише сам акумулятор. Він вимірює швидкість саморозряду в стані повністю зарядженого вибраного окремого акумулятора після десятків днів простої та різних періодів зберігання в повністю зарядженому стані. Напруга розриву внутрішньої батареї, цей метод є найпростішою операцією, але він не точний. Метод динамічного узгодження напруги досліджує ситуацію напруги з навантаженням, але він не враховує такі фактори, як зміни навантаження, тому не є точним.
3.2 Метод статичного узгодження ємності заряджає та розряджає батарею за заданих умов, обчислює ємність на основі струму розряду та часу розряду та узгоджує акумулятор відповідно до ємності. Цей метод простий і легкий у реалізації, але він може відображати лише те, що батарея має однакову ємність за певних умов, і не може пояснити повні робочі характеристики батареї та має певні обмеження.
3.3 Метод узгодження внутрішнього опору в основному враховує внутрішній опір окремої батареї. Цим методом можна досягти швидкого вимірювання, але оскільки внутрішній опір батареї буде змінюватися в процесі розряду, важко точно визначити внутрішній опір.
3.4 Метод узгодження кількох параметрів одночасно враховує ємність, внутрішній опір, напругу, швидкість саморозряду та інші зовнішні умови для всебічної оцінки батареї та може сортувати акумулятор з кращою послідовністю. Однак передумовою цього методу є те, що сортування за одним параметром має бути точним і тривалим.
3.5 Метод групування динамічних характеристик Метод групування динамічних характеристик використовує характеристику заряду та розряду батареї для сортування батарей для групування. Крива заряд-розряд може відображати більшість характеристик акумулятора, а використання методу узгодження динамічних характеристик може забезпечити узгодженість різних показників продуктивності батареї. У методі узгодження динамічних характеристик, який зазвичай реалізується шляхом взаємодії комп’ютерних програм, є багато даних. Крім того, цей метод знижує рівень використання акумуляторної батареї, що не сприяє зниженню вартості складу акумулятора. Визначення стандартної кривої або еталонної кривої також є складним моментом її реалізації. 4 Висновок
Причина невідповідності батареї в основному у виготовленні та використанні батареї.
Заходи щодо покращення стабільності батареї в основному включають такі три аспекти:
1. Суворо контролювати виробничий процес з двох аспектів сировини та технології виробництва;
2. Використовуйте більш науковий метод сортування та намагайтеся вибрати батареї з однаковою початковою продуктивністю для групування;
3. У процесі використання та технічного обслуговування батареї контролюйте акумулятор в режимі реального часу, запровадьте збалансовану систему управління, прийміть розумну стратегію контролю, проводьте термоменеджмент батареї та посиліть технічне обслуговування акумуляторної батареї.
