Faktori, kas ietekmē litija jonu akumulatoru PACK izlādes jaudu

lithium-ion-1

Litija jonu akumulators PACK ir svarīgs produkts, kas veic elektriskās veiktspējas pārbaudi pēc elementa skrīninga, grupēšanas, grupēšanas un montāžas un nosaka, vai jauda un spiediena starpība ir kvalificēta.

Akumulatora sērijas paralēlais monomērs ir konsekvence starp īpašiem apsvērumiem akumulatora komplektā, ir tikai laba ietilpība, uzlādēts stāvoklis, piemēram, iekšējā pretestība, pašizlādes konsekvenci var sasniegt, lai atskaņotu un atbrīvotu, akumulatora ietilpība, ja slikta konsistence var nopietni ietekmēt visa akumulatora veiktspēja, pat uzlādes vai izlādes cēlonis, kas rada drošas slēptas problēmas.Laba kompozīcijas metode ir efektīvs veids, kā uzlabot monomēra konsistenci.

Litija jonu akumulatoru ierobežo apkārtējās vides temperatūra, pārāk augsta vai pārāk zema temperatūra ietekmēs akumulatora ietilpību.Ja akumulators ilgstoši darbojas augstā temperatūrā, tas var ietekmēt akumulatora darbības laiku.Ja temperatūra ir pārāk zema, jaudu būs grūti atskaņot.Izlādes ātrums atspoguļo akumulatora uzlādes un izlādes spēju pie lielas strāvas.Ja izlādes ātrums ir pārāk mazs, uzlādes un izlādes ātrums ir lēns, kas ietekmē testa efektivitāti.Ja ātrums ir pārāk liels, akumulatora jauda tiks samazināta polarizācijas efekta un siltuma efekta dēļ, tāpēc ir nepieciešams izvēlēties atbilstošu uzlādes un izlādes ātrumu.

1. Konfigurācijas konsekvence

Labs izvietojums var ne tikai uzlabot šūnas izmantošanas līmeni, bet arī kontrolēt šūnas konsistenci, kas ir pamats labas akumulatora bloka izlādes jaudas un cikla stabilitātes sasniegšanai.Tomēr maiņstrāvas pretestības izkliedes pakāpe tiks pastiprināta sliktas akumulatora jaudas gadījumā, kas vājinās cikla veiktspēju un akumulatora bloka pieejamo jaudu.Tiek piedāvāta akumulatora konfigurācijas metode, kuras pamatā ir akumulatoru raksturīgā vektora.Šis pazīmju vektors atspoguļo līdzību starp viena akumulatora uzlādes un izlādes sprieguma datiem un standarta akumulatora uzlādes un izlādes spriegumu.Jo tuvāk akumulatora uzlādes-izlādes līkne ir standarta līknei, jo lielāka ir tās līdzība un jo tuvāk korelācijas koeficients ir 1. Šī metode galvenokārt balstās uz monomēra sprieguma korelācijas koeficientu, kas apvienots ar citiem parametriem sasniegt labākus rezultātus.Šīs pieejas grūtības ir nodrošināt standarta akumulatora funkciju vektoru.Ražošanas līmeņa ierobežojumu dēļ katrā partijā ražotās šūnas noteikti atšķiras, un ir ļoti grūti iegūt katrai partijai piemērotu pazīmju vektoru.

Kvantitatīvā analīze tika izmantota, lai analizētu atšķirību novērtēšanas metodi starp atsevišķām šūnām.Pirmkārt, galvenie punkti, kas ietekmē akumulatora veiktspēju, tika iegūti ar matemātisko metodi, un pēc tam tika veikta matemātiskā abstrakcija, lai veiktu visaptverošu akumulatora veiktspējas novērtējumu un salīdzinājumu.Akumulatora veiktspējas kvalitatīvā analīze tika pārveidota par kvantitatīvo analīzi, un tika piedāvāta praktiska vienkārša metode optimālai akumulatora veiktspējas sadalei.Tiek ierosināts, pamatojoties uz šūnu atlases komplektu visaptverošu veiktspējas novērtēšanas sistēmu, būs subjektīvs Delphi pakāpes pelēko korelācijas pakāpi un objektīvu mērījumu, akumulatora vairāku parametru pelēkā korelācijas modelis ir izveidots, un pārvarēt vienpusību viena indeksa kā novērtēšanas standartu, īsteno. jaudas tipa jaudas litija jonu akumulatora veiktspējas novērtējums. No novērtēšanas rezultātiem iegūtā korelācijas pakāpe nodrošina ticamu teorētisko bāzi vēlākai akumulatoru izvēlei un sadalei.

Svarīgi dinamiskie raksturlielumi, izmantojot grupas metodi, ir atbilstoši akumulatora uzlādes un izlādes līknei, lai sasniegtu funkciju ar grupu, tās konkrētais ieviešanas solis ir izvilkt iezīmes punktu uz līknes, vispirms veidojot pazīmju vektoru atbilstoši katrai līknei starp attālumu. starp pazīmju vektoru rādītāju kopai, izvēloties atbilstošus algoritmus, lai realizētu līknes klasifikāciju un pēc tam pabeigtu grupas procesa akumulatoru.Šī metode ņem vērā akumulatora darbības izmaiņas darbības laikā.Pamatojoties uz to, tiek atlasīti citi atbilstošie parametri, lai veiktu akumulatora konfigurāciju, un akumulatoru ar salīdzinoši nemainīgu veiktspēju var kārtot.

2. Uzlādes metode

Pareiza uzlādes sistēma būtiski ietekmē akumulatoru izlādes jaudu.Ja uzlādes dziļums ir mazs, izlādes jauda attiecīgi samazināsies.Ja uzlādes dziļums ir pārāk zems, tiks ietekmētas akumulatora ķīmiski aktīvās vielas un tiks radīti neatgriezeniski bojājumi, samazinot akumulatora jaudu un kalpošanas laiku.Tāpēc ir jāizvēlas atbilstošs uzlādes ātrums, augšējais spriegums un pastāvīga sprieguma atslēgšanas strāva, lai nodrošinātu uzlādes jaudu, vienlaikus optimizējot uzlādes efektivitāti un drošību un stabilitāti.Patlaban jaudas litija jonu akumulators pārsvarā izmanto pastāvīgas strāvas – pastāvīga sprieguma uzlādes režīmu.Analizējot litija dzelzs fosfāta sistēmas un trīskāršās sistēmas akumulatoru pastāvīgās strāvas un nemainīga sprieguma uzlādes rezultātus pie dažādām uzlādes strāvām un dažādiem atslēgšanas spriegumiem, var redzēt, ka:(1) kad uzlādes atslēgšanas spriegums ir laikā, palielinās uzlādes strāva, samazinās nemainīgās strāvas attiecība, samazinās uzlādes laiks, bet palielinās enerģijas patēriņš;(2) Kad uzlādes strāva ir paredzēta laikā, samazinoties uzlādes atslēgšanas spriegumam, samazinās pastāvīgās strāvas uzlādes koeficients, samazinās gan uzlādes jauda, ​​gan enerģija.Lai nodrošinātu akumulatora ietilpību, litija dzelzs fosfāta akumulatora uzlādes atslēgšanas spriegumam nevajadzētu būt zemākam par 3,4 V.Lai līdzsvarotu uzlādes laiku un enerģijas zudumus, izvēlieties atbilstošu uzlādes strāvu un izslēgšanas laiku.

Katra monomēra SOC konsistence lielā mērā nosaka akumulatora bloka izlādes kapacitāti, un sabalansēta uzlāde dod iespēju realizēt katra monomēra izlādes sākotnējās SOC platformas līdzību, kas var uzlabot izlādes jaudu un izlādes efektivitāti (izlādes kapacitāti/konfigurācijas kapacitāti). ).Lādēšanas balansēšanas režīms attiecas uz jaudas litija jonu akumulatora balansēšanu uzlādes procesā.Tas parasti sāk līdzsvarot, kad akumulatora bloka spriegums sasniedz vai ir augstāks par iestatīto spriegumu, un novērš pārlādēšanu, samazinot uzlādes strāvu.

Atbilstoši dažādiem akumulatora elementu stāvokļiem, tika piedāvāta līdzsvarota uzlādes kontroles stratēģija, lai panāktu ātru akumulatora uzlādi un novērstu nekonsekventu atsevišķu elementu ietekmi uz akumulatora bloka cikla ilgumu, precīzi noregulējot uzlādi. atsevišķu elementu strāva caur akumulatora bloka līdzsvarotās uzlādes vadības ķēdes modeli.Konkrēti, litija jonu akumulatora kopējo enerģiju var papildināt ar atsevišķu akumulatoru, pārslēdzot signālus, vai arī atsevišķa akumulatora enerģiju var pārvērst kopējā akumulatora blokā.Akumulatora virknes uzlādes laikā balansēšanas modulis pārbauda katra akumulatora spriegumu.Kad spriegums sasniedz noteiktu vērtību, balansēšanas modulis sāk darboties.Lādēšanas strāva vienā akumulatorā tiek šunta, lai samazinātu uzlādes spriegumu, un enerģija tiek padots atpakaļ uz uzlādes kopni, izmantojot moduli pārveidošanai, lai sasniegtu līdzsvara mērķi.

Daži cilvēki piedāvā mainīgas uzlādes izlīdzināšanas risinājumu.Šīs metodes izlīdzināšanas ideja ir tāda, ka vienai šūnai ar zemu enerģiju tiek piegādāta tikai papildu enerģija, kas novērš vienas šūnas enerģijas izņemšanas procesu ar lielu enerģiju, kas ievērojami vienkāršo izlīdzināšanas ķēdes topoloģiju.Tas nozīmē, ka tiek izmantoti dažādi uzlādes ātrumi, lai uzlādētu atsevišķas baterijas ar dažādiem enerģijas stāvokļiem, lai panāktu labu līdzsvara efektu.

3. Izlādes ātrums

Izlādes ātrums ir ļoti svarīgs rādītājs jaudas tipa litija jonu akumulatoram.Lielais akumulatora izlādes ātrums ir pozitīvo un negatīvo elektrodu materiālu un elektrolīta pārbaude.Kas attiecas uz litija dzelzs fosfātu, tam ir stabila struktūra, maza deformācija uzlādes un izlādes laikā, un tam ir lielas strāvas izlādes pamatnosacījumi, taču nelabvēlīgais faktors ir litija dzelzs fosfāta sliktā vadītspēja.Litija jonu difūzijas ātrums elektrolītā ir svarīgs faktors, kas ietekmē akumulatora izlādes ātrumu, un jonu difūzija akumulatorā ir cieši saistīta ar akumulatora struktūru un elektrolīta koncentrāciju.

Tāpēc dažādi izlādes ātrumi rada atšķirīgu akumulatoru izlādes laiku un izlādes sprieguma platformas, kas rada dažādas izlādes jaudas, īpaši paralēlām akumulatoriem.Tāpēc ir jāizvēlas atbilstošs izplūdes ātrums.Akumulatora pieejamā jauda samazinās, palielinoties izlādes strāvai.

Jiang Cuina uc, lai izpētītu dzelzs fosfāta litija jonu akumulatora monomēra izlādes ātrumu, var izlādēt jaudu, tāda paša veida sākotnējās konsistences kopas ietekme, labāka monomēra akumulators ir 1 c strāvas lādiņš līdz 3,8 V, pēc tam attiecīgi par 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3 c izlādes ātrums līdz 2,5 V, reģistrē sakarību starp sprieguma un izlādes jaudas līkni, sk. 1. attēlu. Eksperimenta rezultāti liecina, ka 1 un 2C atbrīvotā jauda ir 97,8% un 96,5 % no C/3 atbrīvotās jaudas, un atbrīvotā enerģija ir attiecīgi 97,2% un 94,3% no C/3 atbrīvotās enerģijas.Redzams, ka, palielinoties izlādes strāvai, litija jonu akumulatora atbrīvotā jauda un atbrīvotā enerģija ievērojami samazinās.

Litija jonu akumulatoru izlādēšanai parasti tiek izvēlēts valsts standarts 1C, un maksimālā izlādes strāva parasti ir ierobežota līdz 2 ~ 3C.Izlādējot ar lielu strāvu, būs liels temperatūras paaugstināšanās un enerģijas zudumi.Tāpēc reāllaikā uzraugiet akumulatora virkņu temperatūru, lai novērstu akumulatora bojājumus un saīsinātu akumulatora darbības laiku.

4. Temperatūras apstākļi

Temperatūrai ir būtiska ietekme uz elektrodu materiāla aktivitāti un elektrolīta darbību akumulatorā.Akumulatora ietilpību lielā mērā ietekmē augsta vai zema temperatūra.

Zemā temperatūrā akumulatora aktivitāte ir ievērojami samazināta, litija iegulšanas un atbrīvošanas spēja samazinās, akumulatora iekšējā pretestība un polarizācijas spriegums palielinās, faktiski pieejamā jauda samazinās, akumulatora izlādes jauda, izlādes platforma ir zema, akumulators vieglāk sasniedz izlādes atslēgšanas spriegumu, kas izpaužas, samazinot akumulatora pieejamo kapacitāti, samazinot akumulatora enerģijas izmantošanas efektivitāti.

Paaugstinoties temperatūrai, litija joni izplūst un iegulst starp pozitīvo un negatīvo polu aktivizējas, līdz ar to akumulatora iekšējā pretestība samazinās un saķeres laiks kļūst garāks, kas palielina elektroniskās joslas kustību ārējā ķēdē un padara kapacitāti efektīvāku.Tomēr, ja akumulators ilgstoši strādā augstā temperatūrā, pasliktināsies pozitīvās režģa struktūras stabilitāte, samazināsies akumulatora drošība un ievērojami saīsināsies akumulatora darbības laiks.

Zhe Li et al.pētīja temperatūras ietekmi uz akumulatoru faktisko izlādes jaudu un reģistrēja akumulatoru faktiskās izlādes jaudas attiecību pret standarta izlādes jaudu (1C izlāde pie 25℃) dažādās temperatūrās.Pieskaņojot akumulatora jaudas izmaiņu temperatūrai, varam iegūt: kur: C ir akumulatora kapacitāte;T ir temperatūra;R2 ir armatūras korelācijas koeficients.Eksperimentālie rezultāti liecina, ka akumulatora jauda strauji samazinās zemā temperatūrā, bet palielinās, palielinoties temperatūrai istabas temperatūrā.Akumulatora ietilpība pie -40 ℃ ir tikai viena trešdaļa no nominālās vērtības, savukārt pie 0 ℃ līdz 60 ℃ akumulatora jauda palielinās no 80 procentiem no nominālās jaudas līdz 100 procentiem.

Analīze parāda, ka omiskās pretestības izmaiņu ātrums zemā temperatūrā ir lielāks nekā augstā temperatūrā, kas liecina, ka zemā temperatūra būtiski ietekmē akumulatora darbību, tādējādi ietekmējot akumulatoru, var tikt atbrīvots.Palielinoties temperatūrai, samazinās uzlādes un izlādes procesa omiskā pretestība un polarizācijas pretestība.Tomēr augstākās temperatūrās ķīmiskās reakcijas līdzsvars un materiāla stabilitāte akumulatorā tiks iznīcināta, kā rezultātā iespējamas blakusparādības, kas ietekmēs akumulatora kapacitāti un iekšējo pretestību, kā rezultātā saīsinās cikla kalpošanas laiks un pat samazināsies drošība.

Tāpēc gan augsta, gan zema temperatūra ietekmēs litija dzelzs fosfāta akumulatora veiktspēju un kalpošanas laiku.Faktiskajā darba procesā ir jāpieņem jaunas metodes, piemēram, akumulatora siltuma pārvaldība, lai nodrošinātu, ka akumulators darbojas atbilstošos temperatūras apstākļos.Akumulatora PACK testa saitē var izveidot pastāvīgu 25℃ temperatūras testēšanas telpu.

lithium-ion-2


Izlikšanas laiks: 21. februāris 2022