Faktorer som påvirker utladingskapasiteten til litium-ion batteri PACK
Li-ion battery PACK er hovedsakelig for å teste den elektriske ytelsen til cellene etter screening, gruppering, pakking og montering for å finne ut om kapasiteten og trykkforskjellen er kvalifiserte produkter.
Konsistensen mellom serie- og parallellcellene til batteriet er en spesiell vurdering i batteripakken. Bare med god kapasitet, ladetilstand, intern motstand og selv-utladningskonsistens kan batteripakkens kapasitet brukes og frigjøres. Dårlig ytelse vil alvorlig påvirke den generelle ytelsen til batteripakken, og kan til og med føre til overlading eller overutlading, noe som resulterer i sikkerhetsfarer. En god kombinasjonsmetode er en effektiv måte å forbedre konsistensen av monomerer på.
Litium-ion-batterier er begrenset av påvirkning av omgivelsestemperaturen, og batterikapasiteten vil bli påvirket hvis temperaturen er for høy eller for lav. Hvis batteriet fungerer under høye temperaturforhold over lang tid, kan dets levetid bli påvirket. Hvis temperaturen er for lav, vil kapasiteten være vanskelig å utøve. Utladingshastigheten gjenspeiler den høye-strøm lade- og utladingskapasiteten til batteriet. Hvis hastigheten er for liten, vil lade- og utladingshastigheten være langsom, noe som vil påvirke testeffektiviteten; hvis hastigheten er for stor, vil kapasiteten reduseres på grunn av polarisasjonseffekten og den termiske effekten av batteriet. Lade- og utladningshastighet.
1. Matchende konsistens
En god konfigurasjon kan ikke bare forbedre utnyttelsesgraden til cellene, men også kontrollere cellenes konsistens, som er grunnlaget for å oppnå god utladingskapasitet og syklusstabilitet i utladingen av batteripakken. Imidlertid vil spredningen av AC-impedansen til battericellekapasiteten med dårlig konfigurasjon øke, noe som igjen vil svekke syklusytelsen og brukbar kapasitet til batteripakken. Noen foreslo en metode for batteritilpasning i henhold til den karakteristiske vektoren til batteriet. Den karakteristiske vektoren gjenspeiler likhetsgraden mellom lade- og utladningsspenningsdataene til enkeltbatteriet og lade- og utladingsdataene til standardbatteriet. Jo nærmere lade-utladningskurven til batteriet er standardkurven, desto høyere er likheten, og jo nærmere korrelasjonskoeffisienten er 1. Denne matchingsmetoden er hovedsakelig basert på korrelasjonskoeffisienten til monomerspenningen, og kombinerer deretter andre parametere for å utføre matchingen, noe som kan oppnå en bedre matchingseffekt. Vanskeligheten med denne tilnærmingen er å levere standard batterikarakteristiske vektorer. På grunn av produksjonsnivåbegrensninger må det være forskjeller mellom hver batch av batterier, og det er svært vanskelig å få et sett med funksjonsvektorer som passer for hver batch av batterier.
Kvantitativ analyse ble brukt for å analysere forskjellsevalueringsmetoden mellom enkeltceller. Først trekkes nøkkelpunktene som påvirker batteriytelsen ut av matematiske metoder, og deretter utføres matematisk abstraksjon for å oppnå omfattende evaluering og sammenligning av batteriytelse, og den kvalitative analysen av batteriytelse konverteres til kvantitativ analyse, for å optimere batteriytelsen. den generelle ytelsen til batteripakken. En enkel metode som kan implementeres praktisk er presentert. Et omfattende ytelsesevalueringssystem basert på batterivalg og gruppering er foreslått, som kombinerer subjektiv Delphi-scoring og objektiv gråkorrelasjonsgradmåling, og etablerer en multi-grå korrelasjonsmodell for batterier, som overvinner den ene- side ved å bruke en enkelt indeks som evalueringsstandard. Ytelsesevalueringen av kraftlitium-ionbatteriet er realisert, og korrelasjonen oppnådd fra evalueringsresultatene gir et pålitelig teoretisk grunnlag for screening og matching av batteriet i det senere stadiet.
Den dynamiske karakteristiske matchingsmetoden er hovedsakelig å realisere matchingsfunksjonen i henhold til lade- og utladingskurven til batteriet. De spesifikke implementeringstrinnene er å først trekke ut de karakteristiske punktene på kurven for å danne en karakteristisk vektor. I henhold til avstanden mellom de karakteristiske vektorene mellom hver kurve, for samsvarende indeks, blir klassifiseringen av kurven realisert ved å velge en passende algoritme, og deretter er batteritilpasningsprosessen fullført. Denne matchingsmetoden tar hensyn til ytelsesendringene til batteriet under drift. På dette grunnlaget velges andre passende parametere for batteritilpasning, og batterier med mer konsistent ytelse kan sorteres.
2. Lademetode
Det riktige laderegimet har en betydelig innvirkning på utladningskapasiteten til batteriet. Hvis ladedybden er liten, vil utløpskapasiteten reduseres tilsvarende. Hvis det overlades, vil det påvirke de kjemiske aktive stoffene i batteriet og forårsake irreversibel skade, noe som reduserer kapasiteten og levetiden til batteriet. Derfor er det nødvendig å velge riktig ladehastighet, øvre grensespenning og konstant spenning-avskjæringsstrøm for å sikre at ladeeffektiviteten og sikkerheten og stabiliteten er optimalisert samtidig som ladekapasiteten realiseres. For tiden bruker kraftlitium-ion-batterier stort sett konstant strøm-konstant spenningslademodus. Ved å analysere konstantstrøm- og konstantspenningsladingsresultatene til litiumjernfosfatsystemet og det ternære systemets batteri under forskjellige ladestrømmer og forskjellige avskjæringsspenninger, kan det være kjent at: (1) når ladingen kuttet{{5 }}avspenning trykkes, ladestrømmen øker og konstantstrømforholdet avtar, Ladetiden forkortes, men energiforbruket økes; (2) Når ladestrømmen trykkes, reduseres- ladespenningen, konstantstrømladingsforholdet reduseres, og både ladekapasiteten og energien reduseres. For å sikre batterikapasiteten, jernfosfat. Ladningsavbruddsspenningen for litium-ionbatterier kan ikke være lavere enn 3,4V. For å balansere ladetid og energitap, velg en passende ladestrøm og{12}}avbruddstid.
SOC-konsistensen til hver celle bestemmer i stor grad utladningskapasiteten til batteripakken, og balansert lading gir muligheten til å oppnå en lignende initial SOC-plattform for hver celleutladning, noe som kan forbedre utladingskapasiteten og utladningseffektiviteten (utladingskapasitet/tilpasningskapasitet) . Utjevningsmetoden ved lading refererer til utjevningen av kraftlitium-ion-batteriet under ladeprosessen. Vanligvis starter utjevningen når spenningen til batteripakken når eller overstiger den innstilte spenningen, og overlading forhindres ved å redusere ladestrømmen.
I henhold til de forskjellige tilstandene til enkeltcellene i batteripakken, gjennom den balanserte ladekontrollkretsmodellen til batteripakken og utjevningskretsen for å finjustere-ladestrømmen til enkeltcellene, foreslås en metode som kan ikke bare realisere den raske ladingen av batteripakken, men også eliminere inkonsekvensen til enkeltcellene. Utjevnende ladekontrollstrategi for effekt på batteripakkens levetid. Nærmere bestemt, gjennom brytersignalet, blir den totale energien til litium-ionbatteripakken supplert til enkeltbatteriet, eller energien til enkeltbatteriet konverteres til den totale batteripakken. Under ladeprosessen til batteripakken, ved å oppdage spenningsverdien til hver enkelt celle, når spenningen til enkeltcellen når en viss verdi, begynner balanseringsmodulen å fungere. Ladestrømmen i enkeltbatteriet deles for å redusere ladespenningen, og den delte strømmen konverteres av modulen for å mate tilbake energien til ladebussen for å oppnå balanseformålet.
Noen foreslo en utjevningsløsning for variabel sats. Utjevningsideen med denne metoden er å kun tilføre ekstra energi til enkeltbatteriet med lav energi, noe som forhindrer prosessen med å trekke ut energien til enkeltbatteriet med mer energi, noe som i stor grad forenkler prosessen. Topologien til utjevningskretsen. Det vil si at forskjellige ladehastigheter brukes til å lade enkeltcellene i forskjellige energitilstander, for å oppnå en god balanseeffekt.
3. Utslippshastighet
Utladningshastigheten er en avgjørende indikator for kraftlitium-ion-batterier. Den høye utladningen av batteriet er en test for positive og negative elektrodematerialer og elektrolytter. For det positive elektrodematerialet litiumjernfosfat er strukturen stabil, belastningen under lading og utlading er liten, og den har de grunnleggende betingelsene for høy strømutladning, men ulempen er at ledningsevnen til litiumjernfosfat er dårlig. Diffusjonshastigheten til litiumioner i elektrolytten er en viktig faktor som påvirker utladningshastigheten til batteriet, og diffusjonen av ioner i batteriet er nært knyttet til strukturen til batteriet og konsentrasjonen av elektrolytten.
Derfor fører forskjellige utladningshastigheter til ulik utladingstid og utladningsspenningsplattformer for batteriene, som igjen fører til ulik utladningskapasitet, noe som er spesielt tydelig for parallelle batteripakker. Derfor er det nødvendig å velge riktig utslippshastighet. Batteriets brukbare kapasitet avtar når utladningsstrømmen øker.
Jiang Cuina et al. studerte effekten av utladningshastighet på den frigjørbare kapasiteten til litiumjernfosfatbattericeller. En gruppe enkeltceller med god initial konsistens av samme type ble ladet til 3,8V ved 1C strøm, og deretter ladet med 0.1, 0.2, Utladningshastighetene til {{7} }.5, 1, 2 og 3C ble utladet til 2.5V, og forholdskurven mellom spenningen og den utladede effekten ble registrert, som vist i figur 1. De eksperimentelle resultatene viser at den frigjorte kapasiteten på 1 og 2C er 97,8 prosent og 96,5 prosent av den frigjorte kapasiteten til C/3, henholdsvis, og den frigjorte energien er henholdsvis 97,2 prosent og 94,3 prosent av energien som frigjøres av C/3. Øk, kapasiteten og energien som frigjøres av litium-ion-batteriet reduseres betydelig.
Når litium-ion-batteriet er utladet, brukes vanligvis den nasjonale standarden 1C, og den maksimale utladningsstrømmen er vanligvis begrenset til 23C. Når en stor strøm utlades vil det oppstå en stor temperaturøkning og føre til energitap. Derfor er det nødvendig å overvåke temperaturen på batteripakken i sanntid for å forhindre skade på batteriet på grunn av for høy temperatur og redusere levetiden til batteriet.
4. Temperaturforhold
Temperaturen påvirker aktiviteten og elektrolyttytelsen til elektrodematerialet inne i batteriet betydelig. For høy og for lav temperatur har større innvirkning på kapasiteten til batteriet.
Ved lav temperatur reduseres batteriets aktivitet betydelig, evnen til litiuminterkalering og ekstraksjon reduseres, batteriets indre motstand og polarisasjonsspenning økes, den faktiske brukbare kapasiteten reduseres, utladningskapasiteten til batteriet reduseres. , utladningsplattformen er lav, og det er mer sannsynlig at batteriet når utladningsavbruddsspenningen-. Når den tilgjengelige kapasiteten til batteriet avtar, reduseres energiutnyttelseseffektiviteten til batteriet.
Når temperaturen stiger, blir utvinningen og innsettingen av litiumioner mellom de positive og negative elektrodene aktive, slik at den interne motstanden til batteriet reduseres, og stabilitetstiden for den indre motstanden blir lengre, noe som øker mengden elektronmobilitet i ekstern krets og kapasiteten er mer effektiv. spille. Men hvis batteriet fungerer i et miljø med høy temperatur i lang tid, vil stabiliteten til den positive gitterstrukturen bli dårligere, sikkerheten til batteriet reduseres, og batteriets levetid vil bli betydelig forkortet.
Li Zhe et al. studerte effekten av temperatur på den faktiske utladingskapasiteten til batteriet, og registrerte forholdet mellom den faktiske utladingskapasiteten til batteriet og standard utladingskapasitet (1C utlading ved 25 grader) ved forskjellige temperaturer. Tilpass kapasitetsendringen til batteriet med temperaturen, og få: I formelen: C er batterikapasiteten; T er temperaturen; R2 er korrelasjonskoeffisienten til beslaget. Eksperimenter viser at batterikapasiteten avtar svært raskt ved lav temperatur, mens kapasiteten øker med temperaturøkning ved omtrent normal temperatur. Kapasiteten til batteriet ved -40 grader er bare 1/3 av den nominelle verdien, mens ved 0 grader til 60 grader øker batterikapasiteten fra 80 prosent av den nominelle kapasiteten til 100 prosent.
Analysen viser at endringshastigheten for ohmsk indre motstand ved lav temperatur er større enn ved høy temperatur, noe som indikerer at lav temperatur har en mer åpenbar effekt på aktiviteten til batteriet, og dermed påvirker batteriets utladbare kraft. Når temperaturen stiger, reduseres både den ohmske indre motstanden og polarisasjonsmotstanden til lade- og utladingsprosessen. Ved høyere temperaturer vil imidlertid den kjemiske reaksjonsbalansen i batteriet og materialets stabilitet bli ødelagt, noe som resulterer i mulige sidereaksjoner, som vil påvirke batterikapasiteten og den indre motstanden, noe som resulterer i forkortet sykluslevetid og til og med redusert sikkerhet.
Derfor vil både høye og lave temperaturer påvirke ytelsen og levetiden til litiumjernfosfatbatterier. I selve arbeidsprosessen bør metoder som ny batteri termisk styring brukes for å sikre at batteriet fungerer under passende temperaturforhold. I batteripakken PACK test kan det etableres et konstant temperatur testrom på 25 grader.
