El paquete de batería de iones de litio es un producto importante que realiza una prueba de rendimiento eléctrico después de la detección, agrupación, agrupación y ensamblaje de la celda, y determina si la capacidad y la diferencia de presión están calificadas.
El monómero serie-paralelo de la batería es la consistencia entre consideraciones especiales en el PAQUETE de batería, solo tiene buena capacidad, estado de carga, como resistencia interna, se puede lograr consistencia de autodescarga para jugar y liberar, la capacidad de la batería si la mala consistencia puede afectar seriamente todo el rendimiento de la batería, incluso la causa de la carga o descarga que causan problemas ocultos seguros.Un buen método de composición es una forma efectiva de mejorar la consistencia del monómero.
La batería de iones de litio está restringida por la temperatura ambiente, una temperatura demasiado alta o demasiado baja afectará la capacidad de la batería.El ciclo de vida de la batería puede verse afectado si la batería funciona a alta temperatura durante mucho tiempo.Si la temperatura es demasiado baja, la capacidad será difícil de reproducir.La tasa de descarga refleja la capacidad de carga y descarga de la batería a alta corriente.Si la tasa de descarga es demasiado pequeña, la velocidad de carga y descarga es lenta, lo que afecta la eficiencia de la prueba.Si la tasa es demasiado grande, la capacidad se reducirá debido al efecto de polarización y el efecto térmico de la batería, por lo que es necesario elegir la tasa de carga y descarga adecuada.
1. Consistencia de la configuración
Una buena disposición no solo puede mejorar la tasa de utilización de la celda, sino también controlar la consistencia de la celda, que es la base para lograr una buena capacidad de descarga y estabilidad de ciclo del paquete de baterías.Sin embargo, el grado de dispersión de la impedancia de CA se intensificará en el caso de que la batería tenga poca capacidad, lo que debilitará el rendimiento del ciclo y la capacidad disponible del paquete de baterías.Se propone un método de configuración de baterías basado en el vector característico de las baterías.Este vector de características refleja la similitud entre los datos de voltaje de carga y descarga de una sola batería y los de una batería estándar.Cuanto más cerca esté la curva de carga-descarga de la batería de la curva estándar, mayor será su similitud y más cercano será el coeficiente de correlación a 1. Este método se basa principalmente en el coeficiente de correlación del voltaje del monómero, combinado con otros parámetros para lograr mejores resultados.La dificultad con este enfoque es proporcionar un vector de características de batería estándar.Debido a las limitaciones del nivel de producción, es probable que haya diferencias entre las celdas producidas en cada lote y es muy difícil obtener un vector de características que sea adecuado para cada lote.
Se usó análisis cuantitativo para analizar el método de evaluación de diferencias entre células individuales.En primer lugar, los puntos clave que afectan el rendimiento de la batería se extrajeron mediante un método matemático, y luego se llevó a cabo la abstracción matemática para realizar una evaluación y comparación integrales del rendimiento de la batería.El análisis cualitativo del rendimiento de la batería se transformó en un análisis cuantitativo y se propuso un método práctico y sencillo para la asignación óptima del rendimiento de la batería.Se propone en función del conjunto de selección de celdas del sistema integral de evaluación del rendimiento, será el grado subjetivo de Delphi del grado de correlación de grises y la medición objetiva, se establece el modelo de correlación de grises multiparámetro de la batería y se supera la unilateralidad del índice único como estándar de evaluación, implementa la evaluación del rendimiento de la batería de iones de litio de tipo de potencia. El grado de correlación obtenido de los resultados de la evaluación proporciona una base teórica confiable para la posterior selección y asignación de baterías.
Las características dinámicas importantes con el método de grupo están de acuerdo con la curva de carga y descarga de la batería para lograr la función con el grupo, su paso de implementación concreto es extraer el punto característico en la curva, primero para formar un vector característico, de acuerdo con cada curva entre la distancia entre el vector de características para el conjunto de indicadores, eligiendo algoritmos apropiados para realizar la clasificación de la curva, y luego completar la batería del proceso de grupo.Este método considera la variación del rendimiento de la batería en funcionamiento.En base a esto, se seleccionan otros parámetros apropiados para llevar a cabo la configuración de la batería, y se puede clasificar la batería con un rendimiento relativamente consistente.
2. Método de carga
El sistema de carga adecuado tiene un efecto importante en la capacidad de descarga de las baterías.Si la profundidad de carga es baja, la capacidad de descarga disminuirá correspondientemente.Si la profundidad de carga es demasiado baja, las sustancias químicas activas de la batería se verán afectadas y se producirán daños irreversibles, lo que reducirá la capacidad y la vida útil de la batería.Por lo tanto, se debe seleccionar la tasa de carga adecuada, el voltaje límite superior y la corriente de corte de voltaje constante para garantizar que se pueda lograr la capacidad de carga, mientras se optimiza la eficiencia de carga, la seguridad y la estabilidad.En la actualidad, la batería de iones de litio de potencia adopta principalmente un modo de carga de corriente constante y voltaje constante.Al analizar los resultados de carga de corriente constante y voltaje constante del sistema de fosfato de hierro y litio y las baterías del sistema ternario bajo diferentes corrientes de carga y diferentes voltajes de corte, se puede ver que
1) cuando el voltaje de corte de carga está a tiempo, la corriente de carga aumenta, la relación de corriente constante disminuye, el tiempo de carga disminuye, pero el consumo de energía aumenta;(2) Cuando la corriente de carga está a tiempo, con la disminución del voltaje de corte de carga, la relación de carga de corriente constante disminuye, la capacidad de carga y la energía disminuyen.Para garantizar la capacidad de la batería, el voltaje de corte de carga de la batería de fosfato de hierro y litio no debe ser inferior a 3,4 V.Para equilibrar el tiempo de carga y la pérdida de energía, elija la corriente de carga y el tiempo de corte apropiados.
La consistencia del SOC de cada monómero determina en gran medida la capacidad de descarga del paquete de baterías, y la carga equilibrada brinda la posibilidad de darse cuenta de la similitud de la plataforma SOC inicial de cada descarga de monómero, lo que puede mejorar la capacidad de descarga y la eficiencia de descarga (capacidad de descarga/capacidad de configuración ).El modo de equilibrio en la carga se refiere al equilibrio de la energía de la batería de iones de litio en el proceso de carga.Por lo general, comienza a equilibrarse cuando el voltaje de la batería alcanza o supera el voltaje establecido y evita la sobrecarga al reducir la corriente de carga.
De acuerdo con los diferentes estados de las celdas individuales en el paquete de baterías, se propuso una estrategia de control de carga equilibrada para realizar una carga rápida del paquete de baterías y eliminar la influencia de las celdas individuales inconsistentes en el ciclo de vida del paquete de baterías mediante el ajuste fino de la carga. corriente de celdas individuales a través del modelo de circuito de control de carga balanceado del paquete de baterías.Específicamente, la energía total del paquete de baterías de iones de litio se puede complementar con la batería individual mediante señales de conmutación, o la energía de la batería individual se puede convertir en el paquete de baterías total.Durante la carga de la cadena de baterías, el módulo de equilibrio verifica el voltaje de cada batería.Cuando el voltaje alcanza un cierto valor, el módulo de equilibrio comienza a funcionar.La corriente de carga en la batería individual se desvía para reducir el voltaje de carga, y la energía se retroalimenta al bus de carga a través del módulo para la conversión, a fin de lograr el propósito del equilibrio.
Algunas personas proponen una solución de ecualización de carga variacional.La idea de ecualización de este método es que solo se suministra energía adicional a la celda individual con baja energía, lo que evita el proceso de sacar la energía de la celda individual con alta energía, lo que simplifica enormemente la topología del circuito de ecualización.Es decir, se utilizan diferentes tasas de carga para cargar baterías individuales con diferentes estados de energía para lograr un buen efecto de equilibrio.
3. Tasa de descarga
La tasa de descarga es un índice muy importante para el tipo de batería de iones de litio.La gran tasa de descarga de la batería es una prueba de materiales de electrodos positivos y negativos y electrolitos.En cuanto al fosfato de hierro y litio, tiene una estructura estable, pequeña tensión durante la carga y descarga, y tiene las condiciones básicas de descarga de gran corriente, pero el factor desfavorable es la baja conductividad del fosfato de hierro y litio.La tasa de difusión de los iones de litio en el electrolito es un factor importante que afecta la tasa de descarga de la batería, y la difusión de los iones en la batería está estrechamente relacionada con la estructura y la concentración de electrolitos de la batería.
Por lo tanto, diferentes índices de descarga conducen a diferentes tiempos de descarga y plataformas de voltaje de descarga de las baterías, lo que conduce a diferentes capacidades de descarga, especialmente para baterías en paralelo.Por lo tanto, se debe seleccionar la tasa de descarga apropiada.La capacidad disponible de la batería disminuye con el aumento de la corriente de descarga.
Jiang Cuina, etc. para estudiar la tasa de descarga del monómero de la batería de iones de litio de fosfato de hierro puede descargar la capacidad, la influencia de un conjunto del mismo tipo de batería de monómero de consistencia inicial mejor está en 1 c de carga actual a 3.8 V, luego respectivamente por 0.1, 0,2, 0,5, 1, 2, 3 c tasa de descarga de descarga a 2,5 V, registre la relación entre el voltaje y la curva de potencia de descarga, vea la figura 1. Los resultados experimentales muestran que la capacidad liberada de 1 y 2C es 97,8% y 96,5 % de la capacidad liberada de C/3, y la energía liberada es 97,2% y 94,3% de la energía liberada de C/3, respectivamente.Se puede ver que con el aumento de la corriente de descarga, la capacidad liberada y la energía liberada de la batería de iones de litio disminuyen significativamente.
En la descarga de baterías de iones de litio, generalmente se selecciona el estándar nacional 1C, y la corriente de descarga máxima generalmente se limita a 2 ~ 3C.Cuando se descarga con alta corriente, habrá un gran aumento de temperatura y pérdida de energía.Por lo tanto, controle la temperatura de las cadenas de baterías en tiempo real para evitar daños en las baterías y acortar su vida útil.
4. Condiciones de temperatura
La temperatura tiene un efecto importante en la actividad del material del electrodo y el rendimiento del electrolito en la batería.La capacidad de la batería se ve muy afectada por la temperatura alta o baja.
A baja temperatura, la actividad de la batería se reduce significativamente, la capacidad de incrustar y liberar litio disminuye, la resistencia interna de la batería y el voltaje de polarización aumentan, la capacidad real disponible se reduce, la capacidad de descarga de la batería se reduce, la plataforma de descarga es baja, la batería es más fácil de alcanzar el voltaje de corte de descarga, lo que se manifiesta a medida que se reduce la capacidad disponible de la batería, la eficiencia de utilización de energía de la batería disminuye.
A medida que aumenta la temperatura, los iones de litio emergen y se incrustan entre los polos positivo y negativo y se activan, por lo que la resistencia interna de la batería disminuye y el tiempo de agarre se alarga, lo que aumenta el movimiento de la banda electrónica en el circuito externo y hace que la capacidad sea más efectiva.Sin embargo, si la batería funciona a alta temperatura durante mucho tiempo, la estabilidad de la estructura de red positiva empeorará, la seguridad de la batería se reducirá y la vida útil de la batería se acortará significativamente.
Zhe Li et al.estudió la influencia de la temperatura en la capacidad de descarga real de las baterías y registró la relación entre la capacidad de descarga real de las baterías y la capacidad de descarga estándar (1C de descarga a 25 ℃) a diferentes temperaturas.Ajustando el cambio de capacidad de la batería con la temperatura, podemos obtener: donde: C es la capacidad de la batería;T es temperatura;R2 es el coeficiente de correlación del ajuste.Los resultados experimentales muestran que la capacidad de la batería decae rápidamente a baja temperatura, pero aumenta con el aumento de temperatura a temperatura ambiente.La capacidad de la batería a -40 ℃ es solo un tercio del valor nominal, mientras que a 0 ℃ a 60 ℃, la capacidad de la batería aumenta del 80 por ciento de la capacidad nominal al 100 por ciento.
El análisis muestra que la tasa de cambio de la resistencia óhmica a baja temperatura es mayor que a alta temperatura, lo que indica que la baja temperatura tiene un impacto significativo en la actividad de la batería, por lo que la batería puede liberarse.Con el aumento de la temperatura, la resistencia óhmica y la resistencia de polarización del proceso de carga y descarga disminuyen.Sin embargo, a temperaturas más altas, el equilibrio de la reacción química y la estabilidad del material en la batería se destruirán, lo que dará como resultado posibles reacciones secundarias que afectarán la capacidad y la resistencia interna de la batería, lo que dará como resultado una vida útil más corta e incluso una seguridad reducida.
Por lo tanto, tanto la temperatura alta como la baja afectarán el rendimiento y la vida útil de la batería de fosfato de hierro y litio.En el proceso de trabajo real, se deben adoptar nuevos métodos, como la gestión térmica de la batería, para garantizar que la batería funcione en las condiciones de temperatura adecuadas.Se puede establecer una sala de prueba de temperatura constante de 25 ℃ en el enlace de prueba del PACK de baterías.
Hora de publicación: 21-feb-2022