Cum să îmbunătățiți consistența bateriilor cu litiu
Vehiculele cu energie nouă devin din ce în ce mai populare. Atunci când bateriile cu litiu sunt utilizate ca sursă de alimentare a vehiculelor electrice, din cauza cerințelor de putere mare și capacitate mare, bateriile cu litiu ion nu pot îndeplini cerințele, așa că bateriile cu ioni de litiu trebuie conectate în serie și paralel. Folosit în combinație.
Cu toate acestea, inconsecvența dintre celulele individuale cauzează adesea probleme precum scăderea excesivă a capacității și durata scurtă de viață a acumulatorului în timpul ciclului. Alegerea bateriilor cu performanțe cât mai consistente pentru grupare este de mare importanță pentru promovarea și aplicarea bateriilor litiu-ion în bateriile de putere. Acum faceți o analiză simplă din mai multe aspecte:
1 Analiza inconsecvenței
1.1 Definiția inconsecvenței Incoerența unui pachet de baterii litiu-ion se referă la o anumită diferență în parametri precum tensiunea, capacitatea, rezistența internă, durata de viață, influența temperaturii și rata de auto-descărcare după celulele individuale cu aceeași specificație și formă de model un pachet de baterii. După fabricarea bateriei unice, există o anumită diferență în performanța inițială în sine. Odată cu utilizarea bateriilor, aceste diferențe de performanță continuă să se acumuleze. În același timp, deoarece mediul de utilizare al fiecărei baterii din pachetul de baterii nu este exact același, de asemenea, face ca inconsecvența bateriei unice să se mărească treptat, accelerând astfel degradarea performanței bateriei și, în cele din urmă, provocând acumularea. eșuează prematur. 1.2 Performanța inconsecvenței Inconsecvența bateriilor litiu-ion se manifestă în principal sub două aspecte: diferența în parametrii de performanță al celulei bateriei (capacitatea bateriei, rezistența internă și rata de autodescărcare etc.) și diferența de stare de încărcare a bateriei (SOC). ). Dai Haifeng și colab. a constatat că distribuția diferenței de capacitate între celulele bateriei este apropiată de distribuția Weir, iar dispersia rezistenței interne este mai semnificativă decât cea a capacității, iar rezistența internă a aceluiași lot de baterii îndeplinește, în general, legea distribuției normale. , autodescărcare Rata prezintă și o distribuție aproximativ normală. SOC caracterizează starea de încărcare a bateriei, care este raportul dintre capacitatea rămasă a bateriei și capacitatea nominală. Jie Jing și colab. cred că, din cauza inconsecvenței bateriei, rata de decădere a capacității a bateriei este diferită, rezultând o diferență în capacitatea maximă utilizabilă între baterii. Rata de schimbare a SOC a unei baterii cu o capacitate mică este mai rapidă decât cea a unei baterii cu o capacitate mare, iar tensiunea de întrerupere este atinsă mai rapid în timpul încărcării și descărcării.
1.3 Cauzele inconsecvenței Există multe motive pentru inconsecvența bateriilor litiu-ion, în principal în procesul de fabricație și procesul de utilizare. Fiecare aspect al procesului de fabricație, cum ar fi uniformitatea nămolului în timpul dozării, controlul densității suprafeței și al tensiunii superficiale în timpul acoperirii etc., va determina diferența de performanță a celulei individuale. Luo Yu și colab. a studiat impactul proceselor de producție și de fabricație a bateriilor litiu-ion asupra consistenței bateriei și s-a concentrat pe impactul procesului de producție a bateriilor cu litiu-ion al sistemului de liant pe bază de apă asupra consistenței bateriei. În timpul utilizării bateriei, Xie Jiao și alții consideră că metoda de conectare, părțile structurale/dispozitivele, condițiile de funcționare și mediul înconjurător vor afecta toate consistența acumulatorului. Deoarece energia consumată de fiecare punct de conectare este inconsecventă, performanța și rata de îmbătrânire a fiecărei componente sau structuri sunt, de asemenea, inconsecvente, astfel încât impactul asupra bateriei este, de asemenea, inconsecvent. În plus, din cauza locației diferite a fiecărei celule în baterie, a temperaturii diferite și a degradării diferite a performanței, acestea vor amplifica inconsistența celulei individuale.
2 moduri de a îmbunătăți consistența bateriei
2.1 Controlul procesului de producție Controlul procesului de producție se realizează în principal din două aspecte: materii prime și procese de producție. În ceea ce privește materii prime, încercați să selectați același lot de materii prime pentru a asigura consistența dimensiunii particulelor și a performanței materiilor prime. În procesul de producție, întregul proces de producție trebuie controlat strict, cum ar fi asigurarea faptului că suspensia este amestecată uniform și nu este plasată pentru o lungă perioadă de timp, controlând viteza mașinii de acoperire pentru a asigura grosimea și uniformitatea acoperirii, aspectul a piesei polare, precum și cântărirea și clasificarea. , Controlați volumul de injecție, formarea, separarea volumului, condițiile de depozitare etc. Luo Yu a determinat procesele cheie care au un impact semnificativ asupra consistenței bateriilor litiu-ion prin cercetări privind tehnologia de preparare a bateriilor litiu-ion, inclusiv dozarea amestecare, acoperire, laminare, bobinare/laminare, injectare de lichid și formare. De asemenea, sunt efectuate cercetări și analize aprofundate ale relației dintre parametrii cheie ai procesului și performanța bateriei.
2.2 Controlul procesului de configurare
Controlul procesului de asamblare se referă în principal la sortarea bateriilor. Pachetul de baterii adoptă baterii cu specificații și modele uniforme, iar tensiunea, capacitatea, rezistența internă etc. a bateriilor trebuie măsurate pentru a asigura consistența performanței inițiale a bateriilor. Prin cercetare, Xu Haitao et al. a constatat că atunci când acumulatorul este asamblat, diferența de tensiune a celulelor individuale este un factor important care afectează consistența celulelor individuale la sfârșitul încărcării și descărcarii pachetului de baterii. Diferența de rezistență internă a celulelor individuale face ca acumulatorul să se încarce În timpul procesului de descărcare, platforma de tensiune a fiecărei baterii este destul de diferită. Wang Linxia și alții au analizat inconsecvența celulelor individuale în pachetele de baterii paralele în serie litiu-ion și au analizat principalii factori de influență în pachetele de baterii paralele. Gradul de influență al acumulatorului oferă baza necesară pentru acumulatorul asamblat. Chen Ping și colab. a studiat influența ratei de descărcare asupra consistenței configurației bateriei și a constatat că odată cu creșterea ratei de descărcare, inconsistența bateriei a fost amplificată, obținându-se efectul de eliminare a bateriilor proaste.
2.3 Controlul procesului de utilizare și întreținere pentru a monitoriza bateria în timp real. Consistența bateriei este ecranată atunci când bateria este asamblată, ceea ce poate asigura consistența bateriei în stadiul inițial de utilizare. Bateria este monitorizată în timp real în timpul utilizării, iar problemele de consistență în timpul utilizării pot fi observate în timp real. Cu toate acestea, atunci când consistența este slabă, circuitul de monitorizare va întrerupe circuitul de încărcare și descărcare, iar performanța va fi redusă. Trebuie găsit un echilibru între cele două. Bateria cu parametri extremi poate fi, de asemenea, ajustată sau înlocuită în timp prin monitorizare în timp real, pentru a se asigura că inconsecvența acumulatorului nu se va extinde în timp. Introduceți un sistem de management echilibrat. Adoptă strategia de egalizare adecvată și circuitul de egalizare pentru a gestiona inteligent bateria. Strategiile comune actuale de echilibrare includ strategia de echilibrare bazată pe tensiune externă, strategia de echilibrare bazată pe SOC și strategia de echilibrare bazată pe capacitate. Circuitul de egalizare poate fi împărțit în egalizare pasivă și egalizare activă în funcție de modul de consum de energie. Printre acestea, egalizarea activă poate realiza un flux de energie fără pierderi între baterii, care este un subiect fierbinte de cercetare în țară și în străinătate. Metodele utilizate în mod obișnuit în echilibrarea activă includ metoda de ocolire a bateriei, metoda condensatorului comutat, metoda inductanței comutate și metoda de conversie DC/DC.
Managementul termic al bateriei. Pe lângă menținerea temperaturii de funcționare a acumulatorului în intervalul optim, managementul termic al bateriei ar trebui să încerce și să asigure consistența condițiilor de temperatură între baterii, astfel încât să asigure în mod eficient consistența performanței între baterii. Utilizați strategii rezonabile de control. Când puterea de ieșire permite, încercați să reduceți adâncimea de descărcare a bateriei și, în același timp, evitați supraîncărcarea bateriei, ceea ce poate prelungi durata de viață a acumulatorului. Consolidați întreținerea pachetelor de baterii. Efectuați încărcare de întreținere cu curent scăzut a acumulatorului la intervale regulate și acordați atenție curățării.
3 Metoda de asamblare a bateriei litiu-ion
3.1 Metoda de potrivire a tensiunii Metoda de potrivire a tensiunii poate fi împărțită în metoda de potrivire statică a tensiunii și metoda de potrivire dinamică a tensiunii. Metoda de potrivire statică a tensiunii se mai numește și metoda de potrivire fără sarcină. Nu poartă o sarcină și ia în considerare doar bateria în sine. Măsoară rata de auto-descărcare a stării de încărcare completă a bateriei unice selectate după zeci de zile de stat și diferitele perioade de stocare în starea de încărcare completă. Tensiunea în circuit deschis a bateriei interne, această metodă este cea mai simplă operațiune, dar nu este precisă. Metoda de potrivire dinamică a tensiunii investighează situația tensiunii cu sarcină, dar nu ia în considerare factori precum modificările de sarcină, deci nu este exactă.
3.2 Metoda de potrivire a capacității statice încarcă și descarcă bateria în condițiile stabilite, calculează capacitatea din curentul de descărcare și timpul de descărcare și potrivește bateria în funcție de capacitate. Această metodă este simplă și ușor de implementat, dar poate reflecta doar faptul că bateria are aceeași capacitate în anumite condiții și nu poate explica caracteristicile complete de funcționare ale bateriei și are anumite limitări.
3.3 Metoda de potrivire a rezistenței interne ia în considerare în principal rezistența internă a bateriei unice. Această metodă poate realiza măsurarea rapidă, dar deoarece rezistența internă a bateriei se va schimba odată cu procesul de descărcare, este dificil să se determine cu exactitate rezistența internă.
3.4 Metoda de potrivire multi-parametrică ia în considerare simultan capacitatea, rezistența internă, tensiunea, rata de auto-descărcare și alte condiții externe pentru a evalua cuprinzător bateria și poate sorta acumulatorul cu o mai bună consistență. Totuși, premisa acestei metode este că sortarea cu un singur parametru trebuie să fie precisă și consumatoare de timp.
3.5 Metoda de grupare a caracteristicilor dinamice Metoda de grupare a caracteristicilor dinamice utilizează curba caracteristică de încărcare și descărcare a bateriei pentru a sorta bateriile în vederea grupării. Curba de încărcare-descărcare poate reflecta majoritatea caracteristicilor bateriei, iar utilizarea metodei de potrivire a caracteristicilor dinamice poate asigura consistența diferiților indicatori de performanță ai bateriei. Există multe date în metoda de potrivire a caracteristicilor dinamice, care este de obicei realizată prin cooperarea cu programe de calculator. În plus, această metodă reduce rata de utilizare a acumulatorului, ceea ce nu conduce la reducerea costului de compoziție a bateriei. Determinarea curbei standard sau a curbei de referință este, de asemenea, un punct dificil în implementarea acesteia. 4. Concluzie
Motivul inconsecvenței bateriei este în principal în fabricarea și utilizarea bateriei.
Măsurile de îmbunătățire a consistenței bateriei includ în principal următoarele trei aspecte:
1. Controlați cu strictețe procesul de producție din două aspecte ale materiilor prime și tehnologiei de producție;
2. Folosiți o metodă de sortare mai științifică și încercați să selectați baterii cu aceeași performanță inițială pentru grupare;
3. În procesul de utilizare și întreținere a bateriei, monitorizați bateria în timp real, introduceți un sistem de management echilibrat, adoptați o strategie de control rezonabilă, conduceți gestionarea termică a bateriei și consolidați întreținerea pachetului de baterii.
