Как да подобрим консистенцията на литиевите батерии
Новите енергийни превозни средства стават все по-популярни. Когато литиеви батерии се използват като източник на захранване на електрически превозни средства, поради изискванията за висока мощност и голям капацитет, единичните литиево-йонни батерии не могат да отговорят на изискванията, така че литиево-йонните батерии трябва да бъдат свързани последователно и паралелно. Използва се в комбинация.
Въпреки това, несъответствието между отделните клетки често причинява проблеми като прекомерен спад на капацитета и кратък живот на батерията по време на цикъла. Изборът на батерии с възможно най-последователна производителност за групиране е от голямо значение за популяризирането и приложението на литиево-йонните батерии в захранващите батерии. Сега направете прост анализ от няколко аспекта:
1 Анализ на несъответствието
1.1 Дефиниция на несъответствие Несъответствието на литиево-йонната батерия се отнася до определена разлика в параметри като напрежение, капацитет, вътрешно съпротивление, живот, температурно влияние и скорост на саморазреждане след единични клетки от същата спецификация и моделна форма батериен пакет. След производството на единичната батерия има известна разлика в самата първоначална производителност. С използването на батерии тези разлики в производителността продължават да се натрупват. В същото време, тъй като средата на използване на всяка отделна батерия в комплекта батерии не е точно същата, това също води до постепенно увеличаване на несъответствието на отделната батерия, като по този начин ускорява влошаването на производителността на батерията и накрая причинява пакета батерии се проваля преждевременно. 1.2 Ефективност на несъответствието Несъответствието на литиево-йонните батерии се проявява главно в два аспекта: разликата в параметрите на производителността на батерията (капацитет на батерията, вътрешно съпротивление и скорост на саморазреждане и т.н.) и разликата в състоянието на заряд на батерията (SOC ). Dai Haifeng et al. установи, че разпределението на разликата в капацитета между акумулаторните клетки е близко до разпределението на Weir и дисперсията на вътрешното съпротивление е по-значителна от тази на капацитета, а вътрешното съпротивление на една и съща партида батерии обикновено отговаря на закона за нормално разпределение , саморазряд. Скоростта също така представлява приблизително нормално разпределение. SOC характеризира състоянието на заряд на батерията, което е съотношението на оставащия капацитет на батерията към номиналния капацитет. Jie Jing et al. смятат, че поради несъответствието на батерията, степента на разпадане на капацитета на батерията е различна, което води до разлика в максималния използваем капацитет между батериите. Скоростта на промяна на SOC на батерия с малък капацитет е по-бърза от тази на батерия с голям капацитет, а напрежението на прекъсване се достига по-бързо по време на зареждане и разреждане.
1.3 Причини за несъответствие Има много причини за несъответствието на литиево-йонните батерии, главно в производствения процес и процеса на използване. Всеки аспект на производствения процес, като еднородността на суспензията по време на дозирането, контрола на повърхностната плътност и повърхностното напрежение по време на нанасяне на покритие и т.н., ще причини разликата в производителността на единичната клетка. Luo Yu et al. изследва влиянието на производството и производствените процеси на литиево-йонни батерии върху консистенцията на батерията и се фокусира върху въздействието на процеса на производство на литиево-йонни батерии на водна основа върху консистенцията на батерията. По време на използването на батерията, Xie Jiao и други вярват, че методът на свързване, структурните части/устройствата, работните условия и околната среда ще повлияят на консистенцията на батерията. Тъй като енергията, консумирана от всяка точка на свързване, е непоследователна, производителността и скоростта на стареене на всеки компонент или структура също са непоследователни, така че въздействието върху батерията също е непоследователно. Освен това, поради различното местоположение на всяка отделна клетка в батерията, различната температура и различното влошаване на производителността, те ще засилят несъответствието на отделната клетка.
2 начина за подобряване на консистенцията на батерията
2.1 Контрол на производствения процес Контролът на производствения процес се осъществява основно от два аспекта: суровини и производствени процеси. По отношение на суровините, опитайте се да изберете една и съща партида суровини, за да осигурите постоянството на размера на частиците и производителността на суровините. В производствения процес целият производствен процес трябва да бъде строго контролиран, като например да се гарантира, че суспензията се разбърква равномерно и да не се поставя за дълго време, да се контролира скоростта на машината за нанасяне на покритие, за да се гарантира дебелината и еднородността на покритието, външния вид на стълба, и претеглянето и класификацията. , Контролирайте обема на впръскване, образуването, разделянето на обема, условията на съхранение и т.н. Луо Ю определи ключовите процеси, които оказват значително влияние върху консистенцията на литиево-йонните батерии чрез изследване на технологията за приготвяне на литиево-йонни батерии, включително дозиране смесване, покриване, валцоване, навиване/ламиниране, инжектиране на течност и образуване. Извършват се и задълбочени изследвания и анализи на връзката между ключовите параметри на процеса и производителността на батерията.
2.2 Контрол на процеса на конфигуриране
Контролът на процеса на сглобяване се отнася главно до сортирането на батериите. Пакетът батерии приема батерии с еднакви спецификации и модели, като напрежението, капацитета, вътрешното съпротивление и т.н. на батериите трябва да бъдат измерени, за да се гарантира последователността на първоначалната работа на батериите. Чрез изследвания Xu Haitao et al. установи, че когато батерията е сглобена, разликата в напрежението на отделните клетки е важен фактор, влияещ върху консистенцията на отделните клетки в края на зареждането и разреждането на батерията. Разликата във вътрешното съпротивление на отделните клетки кара батерията да се зарежда По време на процеса на разреждане платформата за напрежение на всяка отделна батерия е доста различна. Wang Linxia и други анализираха несъответствието на единичните клетки в литиево-йонните серийно-паралелни батерии и анализираха основните влияещи фактори в паралелните батерии. Степента на влияние на батерията осигурява необходимата основа за сглобения акумулаторен пакет. Чен Пинг и сътр. изследва влиянието на скоростта на разреждане върху консистенцията на конфигурацията на батерията и установява, че с увеличаването на скоростта на разреждане, несъответствието на батерията се усилва, като се постига ефектът на елиминиране на лошите батерии.
2.3 Контрол на процеса на използване и поддръжка за наблюдение на батерията в реално време. Консистенцията на батерията се проверява, когато батерията е сглобена, което може да гарантира консистенцията на батерията в началния етап на употреба. Батерията се следи в реално време по време на употреба и проблемите с последователността по време на употреба могат да се наблюдават в реално време. Въпреки това, когато консистенцията е лоша, веригата за наблюдение ще прекъсне веригата за зареждане и разреждане и производителността ще бъде намалена. Трябва да се намери баланс между двете. Батерията с екстремни параметри може също да бъде коригирана или заменена навреме чрез наблюдение в реално време, за да се гарантира, че несъответствието на батерията няма да се разшири с течение на времето. Въведете балансирана система за управление. Приемете подходяща стратегия за изравняване и изравнителна верига, за да управлявате интелигентно батерията. Настоящите общи стратегии за балансиране включват стратегия за балансиране, базирана на външно напрежение, стратегия за балансиране, базирана на SOC и стратегия за балансиране, базирана на капацитет. Изравнителната верига може да бъде разделена на пасивно изравняване и активно изравняване според начина на потребление на енергия. Сред тях активното изравняване може да реализира енергиен поток без загуби между батериите, което е гореща изследователска тема у нас и в чужбина. Често използваните методи при активното балансиране включват метод на байпас на батерията, метод на превключван кондензатор, метод на превключване на индуктивността и метод на преобразуване на DC/DC.
Термично управление на батерията. В допълнение към поддържането на работната температура на пакета батерии в оптимален диапазон, термичното управление на батерията трябва също да се опита да осигури последователност на температурните условия между батериите, така че ефективно да гарантира последователността на работата между батериите. Използвайте разумни стратегии за контрол. Когато изходната мощност позволява, опитайте се да намалите дълбочината на разреждане на батерията и в същото време избягвайте презареждането на батерията, което може да удължи живота на батерията. Укрепете поддръжката на батериите. Извършвайте редовно зареждане за поддръжка с нисък ток на батерията и обръщайте внимание на почистването.
3 Метод на сглобяване на захранваща литиево-йонна батерия
3.1 Метод за съгласуване на напрежението Методът за съгласуване на напрежението може да бъде разделен на метод за статично напрежение и метод за динамично съвпадение на напрежението. Методът за съгласуване на статичното напрежение се нарича още метод за съгласуване без натоварване. Той не носи товар и отчита само самата батерия. Той измерва скоростта на саморазреждане при напълно заредено състояние на избраната единична батерия след десетки дни престой и различните периоди на съхранение в напълно заредено състояние. Напрежението на отворената верига на вътрешната батерия, този метод е най-простата операция, но не е точна. Методът за динамично съвпадение на напрежението изследва ситуацията на напрежението с натоварване, но не взема предвид фактори като промени в натоварването, така че не е точен.
3.2 Методът за статично съпоставяне на капацитета зарежда и разрежда батерията при зададените условия, изчислява капацитета от тока на разреждане и времето на разреждане и съпоставя батерията според капацитета. Този метод е прост и лесен за изпълнение, но може да отразява само, че батерията има същия капацитет при определени условия и не може да обясни пълните работни характеристики на батерията и има определени ограничения.
3.3 Методът за съпоставяне на вътрешното съпротивление отчита главно вътрешното съпротивление на единичната батерия. Този метод може да постигне бързо измерване, но тъй като вътрешното съпротивление на батерията ще се промени с процеса на разреждане, е трудно да се определи точно вътрешното съпротивление.
3.4 Методът за съпоставяне на множество параметри едновременно взема предвид капацитета, вътрешното съпротивление, напрежението, скоростта на саморазреждане и други външни условия, за да оцени цялостно батерията и може да сортира батерията с по-добра последователност. Предпоставката на този метод обаче е, че сортирането с един параметър трябва да бъде точно и отнема много време.
3.5 Метод за групиране на динамични характеристики Методът за групиране на динамични характеристики използва характеристичната крива на зареждане и разреждане на батерията, за да сортира батериите за групиране. Кривата заряд-разряд може да отразява повечето характеристики на батерията, а използването на метод за съпоставяне на динамични характеристики може да осигури последователността на различните показатели за ефективност на батерията. Има много данни в метода за съпоставяне на динамични характеристики, който обикновено се реализира чрез сътрудничеството на компютърни програми. В допълнение, този метод намалява степента на използване на батерията, което не води до намаляване на разходите за състава на батерията. Определянето на стандартната крива или референтната крива също е труден момент при нейното прилагане. 4. Заключение
Причината за несъответствието на батерията е основно в производството и използването на батерията.
Мерките за подобряване на последователността на батерията включват основно следните три аспекта:
1. Строго контролирайте производствения процес от два аспекта на суровините и производствената технология;
2. Използвайте по-научен метод за сортиране и се опитайте да изберете батерии със същата първоначална производителност за групиране;
3. В процеса на използване и поддръжка на батерията, наблюдавайте батерията в реално време, въвеждайте балансирана система за управление, приемайте разумна стратегия за контрол, провеждайте термично управление на батерията и засилвайте поддръжката на батерията.
