Kako izboljšati konsistenco litijevih baterij
Nova energetska vozila postajajo vse bolj priljubljena. Kadar se kot vir energije električnih vozil uporabljajo litij-ionske baterije, zaradi zahtev velike moči in velike zmogljivosti posamezne litij-ionske baterije ne morejo izpolnjevati zahtev, zato je treba litij-ionske baterije povezati zaporedno in vzporedno. Uporablja se v kombinaciji.
Vendar pa neskladnost med posameznimi celicami pogosto povzroča težave, kot so čezmerno zmanjšanje zmogljivosti in kratka življenjska doba baterijskega paketa med ciklom. Izbira baterij s čim bolj doslednim delovanjem za razvrščanje v skupine je zelo pomembna za promocijo in uporabo litij-ionskih baterij v električnih baterijah. Zdaj naredite preprosto analizo z več vidikov:
1 Analiza nedoslednosti
1.1 Opredelitev nedoslednosti Neskladnost litij-ionskega baterijskega paketa se nanaša na določeno razliko v parametrih, kot so napetost, zmogljivost, notranji upor, življenjska doba, temperaturni vpliv in hitrost samopraznjenja po posameznih celicah iste specifikacije in oblike modela. baterijski paket. Po izdelavi posamezne baterije je določena razlika v sami začetni zmogljivosti. Z uporabo baterij se te razlike v zmogljivosti še naprej kopičijo. Hkrati, ker okolje uporabe vsake posamezne baterije v baterijskem paketu ni povsem enako, povzroča tudi, da se neskladnost posamezne baterije postopoma povečuje, s čimer se pospeši poslabšanje zmogljivosti baterije in končno povzroči prezgodaj odpove. 1.2 Učinkovitost nedoslednosti Neskladnost litij-ionskih baterij se kaže predvsem v dveh vidikih: razlika v parametrih delovanja baterijske celice (zmogljivost baterije, notranji upor in stopnja samopraznjenja itd.) in razlika v stanju napolnjenosti baterije (SOC). ). Dai Haifeng et al. ugotovili, da je porazdelitev razlike v zmogljivosti med baterijskimi celicami blizu porazdelitve Weir, in da je disperzija notranjega upora pomembnejša od razpršitve zmogljivosti, notranji upor iste serije baterij pa na splošno ustreza zakonu normalne porazdelitve , samopraznjenje Hitrost predstavlja tudi približno normalno porazdelitev. SOC označuje stanje napolnjenosti baterije, ki je razmerje med preostalo kapaciteto baterije in nazivno zmogljivostjo. Jie Jing idr. menijo, da je zaradi neskladnosti baterije stopnja upadanja zmogljivosti baterije drugačna, kar ima za posledico razliko v največji uporabni zmogljivosti med baterijami. Hitrost spremembe SOC baterije z majhno kapaciteto je hitrejša kot pri bateriji z veliko kapaciteto, med polnjenjem in praznjenjem pa je izklopna napetost dosežena hitreje.
1.3 Vzroki za nedoslednost Obstaja veliko razlogov za neskladnost litij-ionskih baterij, predvsem v proizvodnem procesu in postopku uporabe. Vsak vidik proizvodnega procesa, kot je enakomernost suspenzije med doziranjem, nadzor površinske gostote in površinske napetosti med nanosom, itd., bo povzročil razliko v zmogljivosti posamezne celice. Luo Yu et al. preučeval vpliv proizvodnje litij-ionskih baterij in proizvodnih procesov na konsistenco baterije in se osredotočil na vpliv proizvodnega procesa litij-ionskih baterij na vodni osnovi vezivnega sistema na konsistenco baterije. Xie Jiao in drugi med uporabo baterije verjamejo, da bodo način povezave, strukturni deli/naprave, pogoji delovanja in okolje vplivali na skladnost baterijskega paketa. Ker je energija, ki jo porabi vsaka priključna točka, nedosledna, sta tudi zmogljivost in hitrost staranja vsake komponente ali strukture nedosledna, zato je tudi vpliv na baterijo nedosleden. Poleg tega bodo zaradi različne lokacije vsake posamezne celice v bateriji, različne temperature in različnega poslabšanja zmogljivosti to povečalo nedoslednost posamezne celice.
2 načina za izboljšanje doslednosti baterije
2.1 Nadzor proizvodnega procesa Nadzor proizvodnega procesa se izvaja predvsem z dveh vidikov: surovin in proizvodnih procesov. Kar zadeva surovine, poskusite izbrati isto serijo surovin, da zagotovite skladnost velikosti delcev in učinkovitosti surovin. V proizvodnem procesu je treba celoten proizvodni proces strogo nadzorovati, na primer zagotoviti, da se gnojevka enakomerno meša in ne postavlja dlje časa, nadzoruje hitrost stroja za premaz, da se zagotovi debelina in enakomernost prevleke, videz palice ter tehtanje in razvrstitev. , Nadzirajte prostornino vbrizgavanja, tvorbo, ločevanje prostornine, pogoje skladiščenja itd. Luo Yu je z raziskavami tehnologije priprave litij-ionskih baterij, vključno z doziranjem, določil ključne procese, ki pomembno vplivajo na konsistenco litij-ionskih baterij. mešanje, premazovanje, valjanje, navijanje/laminiranje, vbrizgavanje tekočine in oblikovanje. Opravljene so tudi poglobljene raziskave in analize razmerja med ključnimi procesnimi parametri in zmogljivostjo baterije.
2.2 Nadzor procesa konfiguracije
Nadzor nad postopkom sestavljanja se nanaša predvsem na razvrščanje baterij. Baterijski paket vsebuje baterije enotnih specifikacij in modelov, napetost, zmogljivost, notranji upor itd. baterij pa je treba izmeriti, da se zagotovi doslednost začetnega delovanja baterij. Z raziskavami so Xu Haitao et al. ugotovili, da je, ko je baterijski paket sestavljen, napetostna razlika posameznih celic pomemben dejavnik, ki vpliva na doslednost posameznih celic na koncu polnjenja in praznjenja akumulatorja. Razlika v notranji upornosti posameznih celic povzroči, da se akumulatorski paket polni. Med postopkom praznjenja je napetostna platforma vsake posamezne baterije precej različna. Wang Linxia in drugi so analizirali nedoslednost posameznih celic v litij-ionskih serijsko-vzporednih baterijskih paketih in analizirali glavne dejavnike, ki vplivajo na vzporedne baterije. Stopnja vpliva akumulatorja zagotavlja potrebno osnovo za sestavljeni akumulator. Chen Ping in sod. preučevali vpliv hitrosti praznjenja na doslednost konfiguracije baterije in ugotovili, da se je s povečanjem stopnje praznjenja neskladnost baterije povečala, kar je doseglo učinek odpravljanja slabih baterij.
2.3 Uporaba in nadzor procesa vzdrževanja za spremljanje baterije v realnem času. Konsistenca baterije se pregleda, ko je baterija sestavljena, kar lahko zagotovi doslednost baterije v začetni fazi uporabe. Baterijo med uporabo spremljamo v realnem času, težave s skladnostjo med uporabo pa lahko opazujemo v realnem času. Če pa je konsistenca slaba, bo nadzorno vezje prekinilo vezje za polnjenje in praznjenje, zmogljivost pa se bo zmanjšala. Treba je najti ravnovesje med obema. Baterijo ekstremnih parametrov je mogoče tudi pravočasno prilagoditi ali zamenjati s spremljanjem v realnem času, da se zagotovi, da se neskladnost baterijskega paketa sčasoma ne bo razširila. Uvesti uravnotežen sistem upravljanja. Sprejmite ustrezno strategijo izravnave in izravnalno vezje za inteligentno upravljanje baterije. Trenutne skupne strategije uravnoteženja vključujejo strategijo uravnoteženja, ki temelji na zunanji napetosti, strategijo uravnoteženja na podlagi SOC in strategijo uravnoteženja na podlagi zmogljivosti. Izenačevalni tokokrog lahko glede na način porabe energije razdelimo na pasivno izravnavo in aktivno izravnavo. Med njimi lahko z aktivno izravnavo dosežemo pretok energije brez izgub med baterijami, kar je vroča raziskovalna tema doma in v tujini. Pogosto uporabljene metode pri aktivnem uravnoteženju vključujejo metodo obvoda baterije, metodo preklopnega kondenzatorja, metodo preklopne induktivnosti in metodo pretvorbe DC/DC.
Termično upravljanje baterije. Poleg ohranjanja delovne temperature baterijskega paketa v optimalnem območju bi moralo toplotno upravljanje baterije zagotoviti tudi skladnost temperaturnih pogojev med baterijami, da se učinkovito zagotovi skladnost delovanja med baterijami. Uporabite razumne strategije nadzora. Ko izhodna moč to dopušča, poskusite zmanjšati globino praznjenja baterije in se hkrati izogibajte prenapolnjenosti baterije, kar lahko podaljša življenjsko dobo baterije. Okrepite vzdrževanje baterijskih sklopov. V rednih časovnih presledkih izvajajte nizkotočno vzdrževalno polnjenje akumulatorja in bodite pozorni na čiščenje.
3 Način sestavljanja litij-ionske baterije
3.1 Metoda ujemanja napetosti Metodo ujemanja napetosti lahko razdelimo na metodo ujemanja statične napetosti in metodo ujemanja dinamične napetosti. Metoda ujemanja statične napetosti se imenuje tudi metoda ujemanja brez obremenitve. Ne nosi obremenitve in upošteva samo baterijo. Meri stopnjo samopraznjenja popolnoma napolnjenega izbranega posameznega akumulatorja po desetih dneh stojanja in različnih obdobjih shranjevanja v popolnoma napolnjenem stanju. Napetost odprtega tokokroga notranje baterije, ta metoda je najpreprostejša operacija, vendar ni natančna. Metoda dinamičnega ujemanja napetosti raziskuje napetostno situacijo z obremenitvijo, vendar ne upošteva dejavnikov, kot so spremembe obremenitve, zato ni natančna.
3.2 Metoda statičnega usklajevanja zmogljivosti polni in prazni baterijo pod nastavljenimi pogoji, izračuna kapaciteto iz toka praznjenja in časa praznjenja ter uskladi baterijo glede na kapaciteto. Ta metoda je enostavna in enostavna za izvedbo, vendar lahko odraža le to, da ima baterija pod določenimi pogoji enako kapaciteto in ne more razložiti celotnih delovnih lastnosti baterije in ima določene omejitve.
3.3 Metoda ujemanja notranjega upora v glavnem upošteva notranjo upornost posamezne baterije. S to metodo je mogoče doseči hitro merjenje, a ker se bo notranji upor baterije spreminjal s postopkom praznjenja, je težko natančno določiti notranji upor.
3.4 Metoda ujemanja z več parametri hkrati upošteva zmogljivost, notranji upor, napetost, hitrost samopraznjenja in druge zunanje pogoje za celovito oceno baterije in lahko razvrsti baterijski paket z boljšo doslednostjo. Vendar pa je predpostavka te metode, da mora biti razvrščanje z enim parametrom natančno in dolgotrajno.
3.5 Metoda dinamičnega združevanja značilnosti Metoda združevanja dinamičnih značilnosti uporablja krivuljo značilnosti polnjenja in praznjenja baterije za razvrščanje baterij za razvrščanje. Krivulja polnjenja in praznjenja lahko odraža večino značilnosti baterije, uporaba metode ujemanja dinamičnih lastnosti pa lahko zagotovi doslednost različnih kazalnikov zmogljivosti baterije. V metodi ujemanja dinamičnih karakteristik je veliko podatkov, ki se običajno izvaja s sodelovanjem računalniških programov. Poleg tega ta metoda zmanjša stopnjo izkoriščenosti baterijskega paketa, kar ne prispeva k zmanjšanju stroškov sestave baterije. Določanje standardne krivulje ali referenčne krivulje je tudi težka točka pri njeni izvedbi. 4 Zaključek
Razlog za neskladnost baterije je predvsem v izdelavi in uporabi baterije.
Ukrepi za izboljšanje doslednosti baterije vključujejo predvsem naslednje tri vidike:
1. Strogo nadzorovati proizvodni proces z dveh vidikov surovin in proizvodne tehnologije;
2. Uporabite bolj znanstveno metodo razvrščanja in poskusite izbrati baterije z enako začetno zmogljivostjo za razvrščanje;
3. V procesu uporabe in vzdrževanja baterije spremljajte baterijo v realnem času, uvedite uravnotežen sistem upravljanja, sprejmete razumno strategijo nadzora, izvajajte termično upravljanje baterije in okrepite vzdrževanje baterijskega paketa.
