Fattori che influiscono sulla capacità di scarica della batteria agli-ioni di litio PACK
La batteria agli ioni di litio PACK serve principalmente a testare le prestazioni elettriche delle celle dopo lo screening, il raggruppamento, l'imballaggio e l'assemblaggio per determinare se la capacità e la differenza di pressione sono prodotti qualificati.
La coerenza tra le celle in serie e quelle parallele della batteria è una considerazione speciale nel pacco batteria. Solo con una buona capacità, stato di carica, resistenza interna e coerenza di autoscaricamento{0}} è possibile sfruttare e rilasciare la capacità del pacco batteria. Le scarse prestazioni influiranno seriamente sulle prestazioni complessive del pacco batteria e potrebbero persino causare un sovraccarico o una scarica eccessiva, con conseguenti rischi per la sicurezza. Un buon metodo di combinazione è un modo efficace per migliorare la consistenza dei monomeri.
Le batterie agli{0}}ioni di litio sono limitate dall'influenza della temperatura ambiente e la capacità della batteria ne risentirà se la temperatura è troppo alta o troppo bassa. Se la batteria funziona a lungo in condizioni di temperatura elevata, la durata del suo ciclo potrebbe risentirne. Se la temperatura è troppo bassa, la capacità sarà difficile da esercitare. La velocità di scarica riflette l'elevata-capacità di carica e scarica della batteria. Se la velocità è troppo piccola, la velocità di carica e scarica sarà lenta, il che influenzerà l'efficienza del test; se la velocità è troppo elevata, la capacità sarà ridotta a causa dell'effetto di polarizzazione e dell'effetto termico della batteria. Carica e tasso di scarica.
1. Coerenza di corrispondenza
Una buona configurazione può non solo migliorare il tasso di utilizzo delle celle, ma anche controllare la consistenza delle celle, che è la base per ottenere una buona capacità di scarica e stabilità del ciclo nella scarica del pacco batteria. Tuttavia, la dispersione dell'impedenza CA della capacità delle celle della batteria con una configurazione scadente aumenterà, il che a sua volta indebolirà le prestazioni del ciclo e la capacità utilizzabile del pacco batteria. Qualcuno ha proposto un metodo di abbinamento della batteria in base al vettore caratteristico della batteria. Il vettore caratteristico riflette il grado di somiglianza tra i dati della tensione di carica e scarica della singola batteria e i dati di carica e scarica della batteria standard. Più la curva di carica{0}}di scarica della batteria è vicina alla curva standard, maggiore è la somiglianza e più vicino è il coefficiente di correlazione a 1. Questo metodo di corrispondenza si basa principalmente sul coefficiente di correlazione della tensione del monomero, e quindi combina altri parametri per eseguire l'abbinamento, che può ottenere un migliore effetto di abbinamento. La difficoltà con questo approccio è fornire vettori caratteristici della batteria standard. A causa dei limiti del livello di produzione, devono esserci differenze tra ciascun lotto di batterie ed è molto difficile ottenere una serie di vettori di caratteristiche adatti a ciascun lotto di batterie.
L'analisi quantitativa è stata utilizzata per analizzare il metodo di valutazione della differenza tra singole cellule. In primo luogo, i punti chiave che influiscono sulle prestazioni della batteria vengono estratti con metodi matematici, quindi viene eseguita l'astrazione matematica per ottenere una valutazione e un confronto completi delle prestazioni della batteria e l'analisi qualitativa delle prestazioni della batteria viene convertita in analisi quantitativa, in modo da ottimizzare il prestazioni complessive del pacco batterie. Viene presentato un metodo semplice che può essere praticamente implementato. Viene proposto un sistema completo di valutazione delle prestazioni basato sulla selezione e sul raggruppamento delle batterie, che combina il punteggio Delphi soggettivo e la misurazione obiettiva del grado di correlazione del grigio e stabilisce un modello di correlazione del grigio multi{0}}parametro per le batterie, che supera quello- sideness di utilizzare un singolo indice come standard di valutazione. Viene realizzata la valutazione delle prestazioni della batteria agli-ioni di litio di potenza e la correlazione ottenuta dai risultati della valutazione fornisce una base teorica affidabile per lo screening e l'abbinamento della batteria nella fase successiva.
Il metodo di corrispondenza delle caratteristiche dinamiche consiste principalmente nel realizzare la funzione di corrispondenza in base alla curva di carica e scarica della batteria. Le fasi di implementazione specifiche consistono nell'estrarre prima i punti caratteristici sulla curva per formare un vettore caratteristico. In base alla distanza tra i vettori caratteristici tra ciascuna curva, Per l'indice di corrispondenza, la classificazione della curva viene realizzata selezionando un algoritmo appropriato, quindi viene completato il processo di corrispondenza della batteria. Questo metodo di abbinamento tiene conto delle variazioni delle prestazioni della batteria durante il funzionamento. Su questa base, vengono selezionati altri parametri adatti per l'abbinamento della batteria ed è possibile ordinare le batterie con prestazioni più coerenti.
2. Metodo di ricarica
Il regime di carica appropriato ha un impatto significativo sulla capacità di scarica della batteria. Se la profondità di carica è ridotta, la capacità di scarica sarà ridotta di conseguenza. Se sovraccarica, influirà sulle sostanze chimiche attive della batteria e causerà danni irreversibili, riducendo la capacità e la durata della batteria. Pertanto, è necessario scegliere la velocità di carica appropriata, la tensione limite superiore e la corrente di interruzione della tensione costante-per garantire che l'efficienza di carica, la sicurezza e la stabilità siano ottimizzate mentre si realizza la capacità di carica. Al momento, le batterie agli-ioni di litio utilizzano principalmente la modalità di ricarica a corrente costante-a tensione costante. Analizzando i risultati di carica a corrente costante e tensione costante del sistema litio ferro fosfato e della batteria del sistema ternario con diverse correnti di carica e diverse tensioni di interruzione-, si può sapere che: (1) quando la carica si interrompe{{5 }}viene premuto il voltaggio spento, la corrente di carica aumenta e il rapporto di corrente costante diminuisce, il tempo di carica si riduce, ma il consumo di energia aumenta; (2) Quando viene premuta la corrente di carica, quando la tensione di interruzione della carica-diminuisce, il rapporto di carica della corrente costante diminuisce e la capacità di carica e l'energia vengono entrambe ridotte. Per garantire la capacità della batteria, fosfato di ferro La tensione di interruzione della carica-delle batterie agli{9}}ioni di litio non può essere inferiore a 3,4 V. Per bilanciare il tempo di ricarica e la perdita di energia, scegli una corrente di ricarica appropriata e{12}}riduci i tempi di spegnimento.
La consistenza SOC di ciascuna cella determina in gran parte la capacità di scarica del pacco batteria e la carica bilanciata offre la possibilità di ottenere una piattaforma SOC iniziale simile per ciascuna scarica di cella, che può migliorare la capacità di scarica e l'efficienza di scarica (capacità di scarica/capacità di adattamento) . Il metodo di equalizzazione durante la ricarica si riferisce all'equalizzazione della batteria agli ioni di litio{0}}di potenza durante il processo di ricarica. In genere, l'equalizzazione inizia quando la tensione del pacco batteria raggiunge o supera la tensione impostata e il sovraccarico viene evitato riducendo la corrente di carica.
A seconda dei diversi stati delle singole celle del pacco batteria, attraverso il modello di circuito di controllo della carica bilanciato del pacco batteria e il circuito di equalizzazione per{0}}regolare con precisione la corrente di carica delle singole celle, si propone un metodo che può non solo realizzare la ricarica rapida del pacco batteria, ma anche eliminare l'incoerenza delle singole celle. Equalizzazione della strategia di controllo della carica per gli effetti sulla durata del ciclo della batteria. In particolare, tramite il segnale dell'interruttore, l'energia complessiva della batteria agli-ioni di litio viene integrata nella singola batteria oppure l'energia della singola batteria viene convertita nella batteria complessiva. Durante il processo di carica del pacco batterie, rilevando il valore di tensione di ogni singola cella, quando la tensione della singola cella raggiunge un certo valore, il modulo di bilanciamento entra in funzione. La corrente di carica nella singola batteria viene divisa per ridurre la tensione di carica e la corrente divisa viene convertita dal modulo per restituire l'energia al bus di carica per raggiungere lo scopo dell'equilibrio.
Qualcuno ha proposto una soluzione di equalizzazione della carica a tasso variabile. L'idea di equalizzazione di questo metodo è di fornire energia aggiuntiva alla singola batteria solo a bassa energia, il che impedisce il processo di estrazione dell'energia della singola batteria con più energia, il che semplifica notevolmente il processo. La topologia del circuito di equalizzazione. Vale a dire, diverse velocità di carica vengono utilizzate per caricare le singole celle di diversi stati energetici, in modo da ottenere un buon effetto di equilibrio.
3. Tasso di scarico
La velocità di scarica è un indicatore fondamentale per l'alimentazione delle batterie agli{0}}ioni di litio. L'elevata velocità di scarica della batteria è un test per i materiali e gli elettroliti degli elettrodi positivi e negativi. Per il materiale dell'elettrodo positivo al litio ferro fosfato, la sua struttura è stabile, la deformazione durante la carica e la scarica è piccola e presenta le condizioni di base per una scarica ad alta corrente, ma lo svantaggio è che la conduttività del litio ferro fosfato è scarsa. La velocità di diffusione degli ioni di litio nell'elettrolita è un fattore importante che influenza la velocità di scarica della batteria e la diffusione degli ioni nella batteria è strettamente correlata alla struttura della batteria e alla concentrazione dell'elettrolita.
Pertanto, diverse velocità di scarica portano a diversi tempi di scarica e piattaforme di tensione di scarica delle batterie, che a loro volta portano a diverse capacità di scarica, che sono particolarmente evidenti per i pacchi batteria paralleli. Pertanto, è necessario scegliere la velocità di scarico appropriata. La capacità utilizzabile della batteria diminuisce all'aumentare della corrente di scarica.
Jiang Cuina et al. ha studiato l'effetto della velocità di scarica sulla capacità rilasciabile delle celle della batteria al litio ferro fosfato. Un gruppo di singole celle con una buona consistenza iniziale dello stesso tipo è stato caricato a 3,8 V a 1℃ di corrente e quindi caricato a 0.1, 0.2, velocità di scarica di {{7} }.5, 1, 2 e 3C sono stati scaricati a 2,5V ed è stata registrata la curva di relazione tra la tensione e la potenza scaricata, come mostrato nella Figura 1. I risultati sperimentali mostrano che la capacità rilasciata di 1 e 2C è 97,8 percento e 96,5 percento della capacità rilasciata di C/3, rispettivamente, e l'energia rilasciata è rispettivamente il 97,2 percento e il 94,3 percento dell'energia rilasciata da C/3. Aumentando, la capacità e l'energia rilasciata dalla batteria agli-ioni di litio vengono notevolmente ridotte.
Quando la batteria agli{0}}ioni di litio è scarica, viene generalmente utilizzato lo standard nazionale 1C e la corrente di scarica massima è generalmente limitata a 23℃. Quando viene scaricata una grande corrente, si verificherà un forte aumento della temperatura che porterà a una perdita di energia. Pertanto, è necessario monitorare la temperatura del pacco batteria in tempo reale per evitare danni alla batteria dovuti all'eccessiva temperatura e ridurre la durata della batteria.
4. Condizioni di temperatura
La temperatura influisce in modo significativo sull'attività e sulle prestazioni elettrolitiche del materiale dell'elettrodo all'interno della batteria. Una temperatura troppo alta e troppo bassa ha un impatto maggiore sulla capacità della batteria.
A bassa temperatura si riduce notevolmente l'attività della batteria, si riduce la capacità di intercalazione ed estrazione del litio, si aumenta la resistenza interna e la tensione di polarizzazione della batteria, si riduce la capacità effettiva utilizzabile, si riduce la capacità di scarica della batteria , la piattaforma di scarica è bassa ed è più probabile che la batteria raggiunga la tensione di interruzione-di scarica. Quando la capacità disponibile della batteria diminuisce, l'efficienza di utilizzo dell'energia della batteria diminuisce.
Quando la temperatura aumenta, l'estrazione e l'inserimento degli ioni di litio tra gli elettrodi positivo e negativo si attivano, in modo che la resistenza interna della batteria si riduca e il tempo di stabilità della resistenza interna si allunghi, il che aumenta la quantità di mobilità degli elettroni nella circuito esterno e la capacità è più efficace. giocare a. Tuttavia, se la batteria funziona a lungo in un ambiente ad alta temperatura, la stabilità della struttura a reticolo positivo sarà deteriorata, la sicurezza della batteria sarà ridotta e la durata della batteria sarà notevolmente ridotta.
Li Zhe et al. ha studiato l'effetto della temperatura sulla capacità di scarica effettiva della batteria e ha registrato il rapporto tra la capacità di scarica effettiva della batteria e la capacità di scarica standard (scarica 1C a 25 gradi) a diverse temperature. Adattare il cambio di capacità della batteria con la temperatura, e ottenere: Nella formula: C è la capacità della batteria; T è la temperatura; R2 è il coefficiente di correlazione del raccordo. Gli esperimenti mostrano che la capacità della batteria decade molto rapidamente a bassa temperatura, mentre la capacità aumenta con l'aumento della temperatura a temperatura più o meno normale. La capacità della batteria a -40 gradi è solo 1/3 del valore nominale, mentre da 0 gradi a 60 gradi , la capacità della batteria aumenta dall'80 percento della capacità nominale al 100 percento .
L'analisi mostra che il tasso di variazione della resistenza interna ohmica a bassa temperatura è maggiore di quello ad alta temperatura, il che indica che la bassa temperatura ha un effetto più evidente sull'attività della batteria, influenzando così la potenza scaricabile della batteria. All'aumentare della temperatura, la resistenza interna ohmica e la resistenza interna di polarizzazione del processo di carica e scarica diminuiscono entrambe. Tuttavia, a temperature più elevate, l'equilibrio della reazione chimica nella batteria e la stabilità del materiale verranno distrutti, provocando possibili reazioni collaterali, che influenzeranno la capacità della batteria e la resistenza interna, con conseguente riduzione della durata del ciclo e persino ridotta sicurezza.
Pertanto, sia le alte che le basse temperature influiranno sulle prestazioni e sulla durata delle batterie al litio ferro fosfato. Nel processo di lavoro effettivo, è necessario utilizzare metodi come la nuova gestione termica della batteria per garantire che la batteria funzioni in condizioni di temperatura adeguate. Nel test del pacco batteria PACK, è possibile stabilire una stanza di prova a temperatura costante di 25 gradi.
