Come migliorare la consistenza delle batterie al litio
I veicoli di nuova energia stanno diventando sempre più popolari. Quando le batterie al litio vengono utilizzate come fonte di alimentazione dei veicoli elettrici, a causa dei requisiti di elevata potenza e grande capacità, le singole batterie agli ioni di litio non possono soddisfare i requisiti, quindi le batterie agli ioni di litio devono essere collegate in serie e in parallelo. Usato in combinazione.
Tuttavia, l'incoerenza tra le singole celle causa spesso problemi come eccessivo decadimento della capacità e breve durata del pacco batteria durante il ciclo. La scelta di batterie con prestazioni il più coerenti possibile per il raggruppamento è di grande importanza per la promozione e l'applicazione delle batterie agli ioni di litio nelle batterie di alimentazione. Ora fai una semplice analisi da diversi aspetti:
1 Analisi delle incongruenze
1.1 Definizione di incoerenza L'incoerenza di un pacco batteria agli ioni di litio si riferisce a una certa differenza di parametri come tensione, capacità, resistenza interna, durata, influenza della temperatura e velocità di autoscarica dopo le singole celle della stessa specifica e forma del modello un pacco batteria. Dopo che la singola batteria è stata prodotta, c'è una certa differenza nelle prestazioni iniziali stesse. Con l'uso delle batterie, queste differenze di prestazioni continuano ad accumularsi. Allo stesso tempo, poiché l'ambiente di utilizzo di ogni singola batteria nel pacco batteria non è esattamente lo stesso, provoca anche l'allargamento graduale dell'incoerenza della singola batteria, accelerando così il degrado delle prestazioni della batteria e infine causando il fallisce prematuramente. 1.2 Prestazioni di incoerenza L'incoerenza delle batterie agli ioni di litio si manifesta principalmente in due aspetti: la differenza nei parametri di prestazione delle celle della batteria (capacità della batteria, resistenza interna e velocità di autoscarica, ecc.) e la differenza nello stato di carica della batteria (SOC ). Dai Haifeng et al. ha scoperto che la distribuzione della differenza di capacità tra le celle della batteria è vicina alla distribuzione di Weir e la dispersione della resistenza interna è più significativa di quella della capacità e la resistenza interna dello stesso lotto di batterie generalmente soddisfa la legge della distribuzione normale , autoscarica Anche il tasso presenta una distribuzione approssimativamente normale. SOC caratterizza lo stato di carica della batteria, che è il rapporto tra la capacità residua della batteria e la capacità nominale. Jie Jing et al. ritenere che a causa dell'incoerenza della batteria, il tasso di decadimento della capacità della batteria sia diverso, determinando una differenza nella capacità massima utilizzabile tra le batterie. La velocità di variazione SOC di una batteria di piccola capacità è più veloce di quella di una batteria di grande capacità e la tensione di interruzione viene raggiunta più velocemente durante la carica e la scarica.
1.3 Cause di incoerenza Ci sono molte ragioni per l'incoerenza delle batterie agli ioni di litio, principalmente nel processo di fabbricazione e nel processo di utilizzo. Ogni aspetto del processo produttivo, come l'uniformità dell'impasto liquido durante il dosaggio, il controllo della densità areale e della tensione superficiale durante il rivestimento, ecc., determinerà la differenza nelle prestazioni della singola cella. Luo Yu et al. ha studiato l'impatto della produzione di batterie agli ioni di litio e dei processi di fabbricazione sulla consistenza della batteria e si è concentrato sull'impatto del processo di produzione delle batterie agli ioni di litio del sistema di leganti a base d'acqua sulla consistenza della batteria. Durante l'uso della batteria, Xie Jiao e altri ritengono che il metodo di connessione, le parti/dispositivi strutturali, le condizioni operative e l'ambiente influiscano sulla consistenza del pacco batteria. Poiché l'energia consumata da ciascun punto di connessione è incoerente, anche le prestazioni e il tasso di invecchiamento di ciascun componente o struttura sono incoerenti, quindi anche l'impatto sulla batteria è incoerente. Inoltre, a causa della diversa posizione di ogni singola cella nella batteria, della diversa temperatura e del diverso degrado delle prestazioni, questi amplificheranno l'incoerenza della singola cella.
2 modi per migliorare la consistenza della batteria
2.1 Controllo del processo produttivo Il controllo del processo produttivo viene svolto principalmente da due aspetti: materie prime e processi produttivi. In termini di materie prime, cercare di selezionare lo stesso lotto di materie prime per garantire la consistenza della granulometria e le prestazioni delle materie prime. Nel processo di produzione, l'intero processo di produzione deve essere rigorosamente controllato, come garantire che il liquame sia mescolato uniformemente e non posizionato per lungo tempo, controllando la velocità della macchina di rivestimento per garantire lo spessore e l'uniformità del rivestimento, l'aspetto dell'asta polare, la pesatura e la classificazione. , Controllare il volume di iniezione, la formazione, la separazione del volume, le condizioni di conservazione, ecc. Luo Yu ha determinato i processi chiave che hanno un impatto significativo sulla consistenza delle batterie agli ioni di litio attraverso la ricerca sulla tecnologia di preparazione delle batterie agli ioni di litio, compreso il dosaggio miscelazione, rivestimento, laminazione, avvolgimento/laminazione, iniezione e formazione di liquidi. Vengono inoltre svolte ricerche approfondite e analisi della relazione tra i parametri chiave del processo e le prestazioni della batteria.
2.2 Controllo del processo di configurazione
Il controllo del processo di assemblaggio si riferisce principalmente allo smistamento delle batterie. Il pacco batteria adotta batterie di specifiche e modelli uniformi e la tensione, la capacità, la resistenza interna, ecc. delle batterie devono essere misurate per garantire la coerenza delle prestazioni iniziali delle batterie. Attraverso la ricerca, Xu Haitao et al. rilevato che quando il pacco batteria è assemblato, la differenza di tensione delle singole celle è un fattore importante che influenza la consistenza delle singole celle al termine della carica e scarica del pacco batteria. La differenza nella resistenza interna delle singole celle fa sì che il pacco batterie si carichi Durante il processo di scarica, la piattaforma di tensione di ogni singola batteria è abbastanza diversa. Wang Linxia e altri hanno analizzato l'incoerenza delle singole celle nei pacchi batteria paralleli in serie agli ioni di litio e hanno analizzato i principali fattori di influenza nei pacchi batteria paralleli. Il grado di influenza del pacco batteria fornisce la base necessaria per il pacco batteria assemblato. Chen Ping et al. ha studiato l'influenza della velocità di scarica sulla consistenza della configurazione della batteria e ha scoperto che con l'aumento della velocità di scarica, l'incoerenza della batteria è stata amplificata, ottenendo l'effetto di eliminare le batterie difettose.
2.3 Controllo del processo di utilizzo e manutenzione per monitorare la batteria in tempo reale. La consistenza della batteria viene vagliata quando la batteria è assemblata, il che può garantire la consistenza della batteria nella fase iniziale di utilizzo. La batteria viene monitorata in tempo reale durante l'uso e i problemi di coerenza durante l'uso possono essere osservati in tempo reale. Tuttavia, quando la consistenza è scarsa, il circuito di monitoraggio interromperà il circuito di carica e scarica e le prestazioni saranno ridotte. Occorre trovare un equilibrio tra i due. La batteria dei parametri estremi può anche essere regolata o sostituita nel tempo attraverso il monitoraggio in tempo reale per garantire che l'incoerenza del pacco batteria non si espanda nel tempo. Introdurre un sistema di gestione equilibrato. Adottare una strategia di equalizzazione e un circuito di equalizzazione appropriati per gestire in modo intelligente la batteria. Le attuali strategie di bilanciamento comuni includono la strategia di bilanciamento basata sulla tensione esterna, la strategia di bilanciamento basata su SOC e la strategia di bilanciamento basata sulla capacità. Il circuito di equalizzazione può essere suddiviso in equalizzazione passiva ed equalizzazione attiva in base alla modalità di consumo energetico. Tra questi, l'equalizzazione attiva può realizzare un flusso di energia senza perdite tra le batterie, che è un argomento di ricerca caldo in patria e all'estero. I metodi comunemente usati nel bilanciamento attivo includono il metodo di bypass della batteria, il metodo del condensatore commutato, il metodo dell'induttanza commutata e il metodo di conversione CC/CC.
Gestione termica della batteria. Oltre a mantenere la temperatura di esercizio del pacco batteria entro l'intervallo ottimale, la gestione termica della batteria dovrebbe anche cercare di garantire la coerenza delle condizioni di temperatura tra le batterie, in modo da garantire efficacemente la coerenza delle prestazioni tra le batterie. Usa strategie di controllo ragionevoli. Quando la potenza di uscita lo consente, provare a ridurre la profondità di scarica della batteria e, allo stesso tempo, evitare il sovraccarico della batteria, che può prolungare la durata del ciclo della batteria. Rafforzare la manutenzione dei pacchi batteria. Eseguire la ricarica di mantenimento a bassa corrente sul pacco batteria a intervalli regolari e prestare attenzione alla pulizia.
3 Metodo di assemblaggio della batteria agli ioni di litio
3.1 Metodo di adattamento della tensione Il metodo di adattamento della tensione può essere suddiviso in metodo di adattamento della tensione statica e metodo di adattamento della tensione dinamico. Il metodo di adattamento della tensione statica è anche chiamato metodo di adattamento a vuoto. Non trasporta un carico e considera solo la batteria stessa. Misura il tasso di autoscarica dello stato di carica completa della singola batteria selezionata dopo decine di giorni di inattività e i diversi periodi di conservazione nello stato di carica completa. La tensione a circuito aperto della batteria interna, questo metodo è l'operazione più semplice, ma non è precisa. Il metodo di adattamento dinamico della tensione indaga la situazione della tensione con il carico, ma non tiene conto di fattori quali le variazioni di carico, quindi non è accurato.
3.2 Il metodo di corrispondenza della capacità statica carica e scarica la batteria nelle condizioni impostate, calcola la capacità dalla corrente di scarica e dal tempo di scarica e abbina la batteria in base alla capacità. Questo metodo è semplice e facile da implementare, ma può solo riflettere che la batteria ha la stessa capacità in determinate condizioni e non può spiegare le caratteristiche di funzionamento complete della batteria e presenta alcune limitazioni.
3.3 Il metodo di corrispondenza della resistenza interna considera principalmente la resistenza interna della singola batteria. Questo metodo può ottenere una misurazione rapida, ma poiché la resistenza interna della batteria cambierà con il processo di scarica, è difficile determinare con precisione la resistenza interna.
3.4 Il metodo di corrispondenza multiparametro considera simultaneamente la capacità, la resistenza interna, la tensione, il tasso di autoscarica e altre condizioni esterne per valutare in modo completo la batteria e può ordinare il pacco batteria con una migliore coerenza. Tuttavia, la premessa di questo metodo è che l'ordinamento a parametro singolo deve essere accurato e dispendioso in termini di tempo.
3.5 Metodo di raggruppamento delle caratteristiche dinamiche Il metodo di raggruppamento delle caratteristiche dinamiche utilizza la curva caratteristica di carica e scarica della batteria per ordinare le batterie per il raggruppamento. La curva di carica-scarica può riflettere la maggior parte delle caratteristiche della batteria e l'uso del metodo di corrispondenza delle caratteristiche dinamiche può garantire la coerenza dei vari indicatori di prestazione della batteria. Ci sono molti dati nel metodo di corrispondenza delle caratteristiche dinamiche, che di solito è realizzato dalla cooperazione di programmi per computer. Inoltre, questo metodo riduce il tasso di utilizzo del pacco batteria, il che non favorisce la riduzione dei costi di composizione della batteria. Anche la determinazione della curva standard o curva di riferimento è un punto difficile nella sua attuazione. 4. Conclusione
Il motivo dell'incoerenza della batteria è principalmente nella produzione e nell'uso della batteria.
Le misure per migliorare la consistenza della batteria includono principalmente i seguenti tre aspetti:
1. Controllare rigorosamente il processo di produzione da due aspetti delle materie prime e della tecnologia di produzione;
2. Utilizzare un metodo di ordinamento più scientifico e provare a selezionare batterie con le stesse prestazioni iniziali per il raggruppamento;
3. Nel processo di utilizzo e manutenzione della batteria, monitorare la batteria in tempo reale, introdurre un sistema di gestione equilibrato, adottare una strategia di controllo ragionevole, condurre la gestione termica della batteria e rafforzare la manutenzione del pacco batteria.
