Lityum iyon pillerin PACK deşarj kapasitesini etkileyen faktörler

lithium-ion-1

Lityum İyon Pil PAKETİ, hücrenin taranması, gruplandırılması, gruplandırılması ve montajından sonra elektriksel performans testi yapan, kapasite ve basınç farkının nitelikli olup olmadığını belirleyen önemli bir üründür.

Pil serisi-paralel monomer, pil PAKETİ'ndeki özel hususlar arasındaki tutarlılıktır, yalnızca iyi kapasiteye sahiptir, dahili direnç gibi şarj durumu, oynamak ve serbest bırakmak için kendi kendine deşarj tutarlılığı sağlanabilir, kötü tutarlılık ciddi şekilde etkileyebilirse pil kapasitesi tüm pil performansı, hatta güvenli gizli sorunlara neden oldukları şarj veya deşarj nedenleri.İyi kompozisyon yöntemi, monomerin kıvamını iyileştirmenin etkili bir yoludur.

Lityum iyon pil ortam sıcaklığı ile sınırlıdır, çok yüksek veya çok düşük sıcaklık pil kapasitesini etkiler.Pil uzun süre yüksek sıcaklıkta çalışırsa pilin çevrim ömrü etkilenebilir.Sıcaklık çok düşükse, kapasiteyi oynamak zor olacaktır.Deşarj hızı, pilin yüksek akımda şarj olma ve deşarj olma kapasitesini yansıtır.Deşarj hızı çok küçükse, şarj etme ve boşaltma hızı yavaştır, bu da test verimliliğini etkiler.Hız çok büyükse, pilin polarizasyon etkisi ve termal etkisi nedeniyle kapasite azalacaktır, bu nedenle uygun şarj ve deşarj hızının seçilmesi gerekir.

1. Yapılandırmanın tutarlılığı

İyi düzenleme, yalnızca hücrenin kullanım oranını iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda pil paketinin iyi deşarj kapasitesi ve döngü kararlılığı elde etmenin temeli olan hücrenin tutarlılığını da kontrol eder.Bununla birlikte, zayıf pil kapasitesi durumunda AC empedansının dağılım derecesi yoğunlaşacaktır, bu da döngü performansını ve pil paketinin kullanılabilir kapasitesini zayıflatacaktır.Pillerin karakteristik vektörüne dayalı bir pil konfigürasyonu yöntemi önerilmiştir.Bu özellik vektörü, tek bir pilin şarj ve deşarj voltajı verileri ile standart bir pilinki arasındaki benzerliği yansıtır.Pilin şarj-deşarj eğrisi standart eğriye ne kadar yakınsa, benzerliği o kadar yüksek ve korelasyon katsayısı 1'e daha yakın olur. daha iyi sonuçlar elde edin.Bu yaklaşımın zorluğu, standart bir pil özellik vektörü sağlamaktır.Üretim seviyesi kısıtlamaları nedeniyle, her partide üretilen hücreler arasında farklılıklar olması zorunludur ve her parti için uygun bir özellik vektörü elde etmek çok zordur.

Tek hücreler arasındaki fark değerlendirme yöntemini analiz etmek için kantitatif analiz kullanıldı.İlk olarak, pil performansını etkileyen kilit noktalar matematiksel yöntemle ayıklandı ve ardından pil performansının kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesini ve karşılaştırmasını gerçekleştirmek için matematiksel soyutlama yapıldı.Pil performansının nitel analizi nicel analize dönüştürülmüş ve pil performansının optimum dağılımı için pratik ve basit bir yöntem ortaya konmuştur.Kapsamlı performans değerlendirme sisteminin hücre seçim kümesine dayalı olarak önerilmiştir, gri korelasyon derecesinin öznel Delphi derecesi ve nesnel ölçüm olacaktır, pil çok parametreli gri korelasyon modeli kurulur ve değerlendirme standardı olarak tek endeksin tek taraflılığının üstesinden gelir, uygular güç tipi güç lityum iyon pilin performans değerlendirmesi, Değerlendirme sonuçlarından elde edilen korelasyon derecesi, pillerin daha sonraki seçimi ve tahsisi için güvenilir bir teorik temel sağlar.

Grup yöntemiyle önemli dinamik özellikler, grupla işlevi elde etmek için pil şarj ve deşarj eğrisine göredir, somut uygulama adımı, mesafe arasındaki her eğriye göre ilk önce bir özellik vektörü oluşturmak için eğri üzerindeki özellik noktasını çıkarmaktır. Eğrinin sınıflandırılmasını gerçekleştirmek için uygun algoritmaları seçerek gösterge kümesi için özellik vektörü arasında ve ardından grup sürecinin pilini tamamlayın.Bu yöntem, çalışırken pilin performans değişimini dikkate alır.Buna dayanarak, pil konfigürasyonunu gerçekleştirmek için diğer uygun parametreler seçilir ve nispeten tutarlı performansa sahip pil sıralanabilir.

2. Şarj yöntemi

Uygun şarj sisteminin akülerin deşarj kapasitesi üzerinde önemli bir etkisi vardır.Şarj derinliği düşükse, deşarj kapasitesi buna bağlı olarak azalacaktır.Şarj derinliği çok düşük ise pilin kimyasal aktif maddeleri etkilenecek ve geri dönüşü olmayan hasarlara neden olarak pilin kapasitesini ve ömrünü azaltacaktır.Bu nedenle, şarj verimliliğini ve güvenliğini ve kararlılığını optimize ederken, şarj kapasitesine ulaşılabilmesini sağlamak için uygun şarj hızı, üst limit voltajı ve sabit voltaj kesme akımı seçilmelidir.Şu anda, güç lityum iyon pil çoğunlukla sabit akım - sabit voltajlı şarj modunu benimser.Lityum demir fosfat sistem ve üçlü sistem pillerin farklı şarj akımları ve farklı kesme voltajları altında sabit akım ve sabit voltaj şarj sonuçları analiz edildiğinde,:(1) şarj kesme voltajı zamanında olduğunda, şarj akımı artar, sabit akım oranı azalır, şarj süresi azalır, ancak enerji tüketimi artar;(2) Şarj akımı zamanında olduğunda, şarj kesme voltajının azalmasıyla sabit akım şarj oranı azalır, hem şarj kapasitesi hem de enerji azalır.Pil kapasitesini sağlamak için, lityum demir fosfat pilin şarj kesme voltajı 3.4V'den düşük olmamalıdır.Şarj süresini ve enerji kaybını dengelemek için uygun şarj akımını ve kesme süresini seçin.

Her monomerin SOC tutarlılığı, pil paketinin deşarj kapasitesini büyük ölçüde belirler ve dengeli şarj, deşarj kapasitesini ve deşarj verimliliğini artırabilen her monomer deşarjının ilk SOC platformunun benzerliğini gerçekleştirme imkanı sağlar (deşarj kapasitesi/yapılandırma kapasitesi). ).Şarj sırasındaki dengeleme modu, şarj işlemindeki güç lityum iyon pilin dengelenmesini ifade eder.Genellikle pil takımının voltajı ayarlanan voltaja ulaştığında veya daha yüksek olduğunda dengelenmeye başlar ve şarj akımını azaltarak aşırı şarjı önler.

Pil paketindeki tek tek hücrelerin farklı durumlarına göre, pil paketinin hızlı şarjını gerçekleştirmek ve şarj etme ince ayarıyla pil paketinin döngü ömrü üzerindeki tutarsız bireysel hücrelerin etkisini ortadan kaldırmak için dengeli bir şarj kontrol stratejisi önerildi. Pil takımının dengeli şarj kontrol devresi modeli aracılığıyla tek tek hücrelerin akımı.Spesifik olarak, lityum iyon pil takımının toplam enerjisi, anahtarlama sinyalleri ile ayrı bataryaya desteklenebilir veya ayrı bataryanın enerjisi, genel batarya takımına dönüştürülebilir.Akü dizisi şarjı sırasında, dengeleme modülü her bir akünün voltajını kontrol eder.Voltaj belirli bir değere ulaştığında dengeleme modülü çalışmaya başlar.Tek aküdeki şarj akımı, şarj voltajını azaltmak için şöntlenir ve enerji, denge amacına ulaşmak için dönüşüm için modül aracılığıyla şarj veriyoluna geri beslenir.

Bazı insanlar, değişken şarj eşitleme çözümünü öne sürdüler.Bu yöntemin denkleştirme fikri, düşük enerjili tek hücreye yalnızca ek enerji verilmesidir, bu da tek hücrenin enerjisinin yüksek enerjiyle dışarı alınması sürecini engeller, bu da eşitleme devresinin topolojisini büyük ölçüde basitleştirir.Yani, iyi bir denge etkisi elde etmek için farklı enerji durumlarına sahip pilleri şarj etmek için farklı şarj oranları kullanılır.

3. Deşarj oranı

Deşarj hızı, güç tipi lityum iyon pil için çok önemli bir endekstir.Pilin yüksek deşarj hızı, pozitif ve negatif elektrot malzemeleri ve elektrolit için bir testtir.Lityum demir fosfat gelince, kararlı bir yapıya sahiptir, şarj ve deşarj sırasında küçük gerilime sahiptir ve büyük akım deşarjının temel koşullarına sahiptir, ancak olumsuz faktör, lityum demir fosfatın zayıf iletkenliğidir.Lityum iyonunun elektrolit içindeki difüzyon hızı, pilin boşalma hızını etkileyen önemli bir faktördür ve pildeki iyonun difüzyonu, pilin yapısı ve elektrolit konsantrasyonu ile yakından ilgilidir.

Bu nedenle, farklı deşarj hızları, pillerin farklı deşarj süreleri ve deşarj voltaj platformlarına yol açmakta, bu da özellikle paralel piller için farklı deşarj kapasitelerine yol açmaktadır.Bu nedenle uygun deşarj oranı seçilmelidir.Akünün kullanılabilir kapasitesi deşarj akımının artmasıyla azalır.

Jiang Cuina vb. demir fosfat lityum-iyon pil monomerinin deşarj oranını incelemek için kapasiteyi boşaltabilir, aynı tip ilk tutarlılık setinin etkisi daha iyi monomer pil 1 c akım şarjında ​​3.8 V, ardından sırasıyla 0.1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3 c 2,5 V'a deşarj deşarj hızı, voltaj ve deşarj güç eğrisi arasındaki ilişkiyi kaydedin, Bkz. Şekil 1. Deneysel sonuçlar, 1 ve 2C'nin serbest bırakılan kapasitesinin %97.8 ve %96,5 olduğunu göstermektedir. C/3'ün salınan kapasitesinin %'si ve salınan enerji, C/3'ün salınan enerjisinin sırasıyla %97,2'si ve %94,3'ü kadardır.Deşarj akımının artmasıyla, lityum iyon pilin salınan kapasitesinin ve salınan enerjisinin önemli ölçüde azaldığı görülebilir.

Lityum iyon pillerin deşarjında ​​genellikle ulusal standart 1C seçilir ve maksimum deşarj akımı genellikle 2 ~ 3C ile sınırlıdır.Yüksek akımla deşarj olurken, büyük bir sıcaklık artışı ve enerji kaybı olacaktır.Bu nedenle, pilin hasar görmesini önlemek ve pil ömrünü kısaltmak için pil dizilerinin sıcaklığını gerçek zamanlı olarak izleyin.

4. Sıcaklık koşulları

Sıcaklık, pildeki elektrot malzemesinin aktivitesi ve elektrolit performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.Pil kapasitesi, yüksek veya düşük sıcaklıktan büyük ölçüde etkilenir.

Düşük sıcaklıkta, pilin etkinliği önemli ölçüde azalır, lityum yerleştirme ve serbest bırakma yeteneği azalır, pilin iç direnci ve polarizasyon voltajı artar, gerçek kullanılabilir kapasite azalır, pilin deşarj kapasitesi azalır, deşarj platformu düşük, akünün deşarj kesme voltajına ulaşması daha kolay, akü kullanılabilir kapasitesi azaldıkça ortaya çıkıyor, akü enerji kullanım verimliliği düşüyor.

Sıcaklık yükseldikçe pozitif ve negatif kutuplar arasına yerleşen lityum iyonları ortaya çıkar ve aktif hale gelir, bu nedenle pilin iç direnci azalır ve kavrama süresi uzar, bu da dış devredeki elektronik bant hareketini arttırır ve kapasiteyi daha etkili hale getirir.Ancak pil uzun süre yüksek sıcaklıkta çalışırsa pozitif kafes yapısının kararlılığı daha da kötüleşecek, pilin güvenliği düşecek ve pilin ömrü önemli ölçüde kısalacaktır.

Zhe Li et al.Pillerin gerçek boşalma kapasitesi üzerinde sıcaklığın etkisini inceledi ve farklı sıcaklıklarda pillerin gerçek boşalma kapasitesinin standart boşalma kapasitesine (25°C'de 1C boşalma) oranını kaydetti.Pil kapasitesindeki değişikliği sıcaklıkla bağlayarak şunları elde edebiliriz: burada: C pil kapasitesidir;T sıcaklıktır;R2, bağlantı parçasının korelasyon katsayısıdır.Deneysel sonuçlar, pil kapasitesinin düşük sıcaklıkta hızla azaldığını, ancak oda sıcaklığında sıcaklığın artmasıyla arttığını göstermektedir.Pilin kapasitesi -40°C'de nominal değerin yalnızca üçte biri iken, 0°C ila 60°C'de pilin kapasitesi nominal kapasitenin yüzde 80'inden yüzde 100'e yükselir.

Analiz, düşük sıcaklıkta omik direncin değişim hızının yüksek sıcaklıkta olduğundan daha büyük olduğunu gösterir, bu da düşük sıcaklığın pilin aktivitesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu gösterir, bu nedenle pili etkileyen serbest bırakılabilir.Sıcaklığın artmasıyla, şarj ve deşarj işleminin omik direnci ve polarizasyon direnci azalır.Bununla birlikte, daha yüksek sıcaklıklarda, pildeki kimyasal reaksiyon dengesi ve malzeme kararlılığı bozulacak ve pilin kapasitesini ve iç direncini etkileyecek olası yan reaksiyonlara neden olarak çevrim ömrünün kısalmasına ve hatta güvenliğin azalmasına neden olacaktır.

Bu nedenle, hem yüksek sıcaklık hem de düşük sıcaklık, lityum demir fosfat pilin performansını ve hizmet ömrünü etkileyecektir.Gerçek çalışma sürecinde, pilin uygun sıcaklık koşullarında çalışmasını sağlamak için pil termal yönetimi gibi yeni yöntemler benimsenmelidir.Pil PAKETİ test bağlantısında 25 ℃'lik sabit bir sıcaklık test odası kurulabilir.

lithium-ion-2


Gönderim zamanı: Şubat-21-2022