berita perusahaan tentang Baterai BAIDUN】 Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas pengosongan baterai lithium PACK

 

 

Baterai lithium-ion memiliki keunggulan kapasitas besar, energi spesifik yang tinggi, siklus hidup yang baik, tidak ada efek memori, dll., dan mereka berkembang pesat.Kapasitas sebagai indeks kinerja yang paling kritis juga menarik perhatian peneliti.Sejalan dengan itu, PACK baterai lithium terus berkembang ke arah kapasitas besar, pengisian cepat, umur panjang dan keamanan tinggi, dan persyaratan baru juga diajukan untuk teknologi proses dalam proses pembuatannya.

 

 

 

 

 

 

PACK baterai lithium-ion terutama merupakan produk yang inti listriknya disaring, dirakit, dikemas dan dirakit untuk menentukan apakah kapasitas dan perbedaan tekanan memenuhi syarat.

 

 

Konsistensi antara seri baterai dan sel paralel perlu pertimbangan khusus dalam PACK baterai.Hanya dengan kapasitas yang baik, status pengisian daya, resistansi internal, konsistensi pengosongan otomatis, dll., kapasitas paket baterai dapat digunakan dan dilepaskan.Kinerja yang buruk akan sangat mempengaruhi kinerja keseluruhan unit baterai, dan bahkan menyebabkan pengisian daya yang berlebihan atau pengosongan daya yang berlebihan sehingga menimbulkan bahaya keselamatan.Skema pencocokan yang baik adalah cara yang efektif untuk meningkatkan konsistensi monomer.

 

 

Baterai lithium-ion dipengaruhi oleh suhu lingkungan, suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan mempengaruhi kapasitas baterai.Masa pakai baterai dapat terpengaruh jika dioperasikan dalam kondisi suhu tinggi untuk waktu yang lama.Jika suhu terlalu rendah, kapasitas akan sulit dimainkan.

 

 

Laju pengosongan mencerminkan kapasitas pengisian dan pengosongan arus yang tinggi dari baterai.Jika lajunya terlalu kecil, kecepatan pengisian dan pengosongan akan lambat, yang akan mempengaruhi efisiensi pengujian;jika lajunya terlalu besar, kapasitasnya akan berkurang karena polarisasi dan efek termal baterai, jadi Anda harus memilih yang sesuai.Tingkat pengisian dan pengosongan.

 

 

1. Konsistensi kelompok yang cocok

 

 

 

Kombinasi yang baik tidak hanya dapat meningkatkan tingkat pemanfaatan sel, tetapi juga mengontrol konsistensi monomer, yang merupakan dasar untuk mencapai kapasitas pelepasan yang baik dan stabilitas siklus dalam pelepasan kemasan baterai.Namun, penyebaran impedansi AC dari kapasitas sel baterai yang tidak sesuai akan meningkat, yang pada gilirannya akan melemahkan kinerja siklus dan kapasitas yang dapat digunakan dari paket baterai.

 

 

 

 

Profesional telah mengusulkan metode pencocokan baterai sesuai dengan vektor fitur baterai.Vektor fitur ini mencerminkan kesamaan antara data tegangan pengisian dan pengosongan baterai tunggal dan data pengisian dan pengosongan baterai standar.Semakin dekat kurva pengisian dan pengosongan baterai ke kurva standar, semakin tinggi tingkat kesamaan, dan semakin dekat koefisien korelasi ke 1. Metode pengelompokan semacam ini didasarkan pada koefisien korelasi tegangan sel, dan kemudian digabungkan dengan parameter lain untuk pengelompokan, yang bisa mendapatkan efek pengelompokan yang lebih baik.Kesulitan dari metode ini adalah perlu menyediakan vektor fitur baterai standar.Karena keterbatasan tingkat produksi, pasti ada perbedaan antara baterai yang diproduksi di setiap batch, dan sangat sulit untuk mendapatkan satu set vektor fitur yang cocok untuk setiap batch baterai.

 

 

Profesional menggunakan analisis kuantitatif untuk menganalisis perbedaan metode evaluasi antara sel tunggal.Pertama, gunakan metode matematis untuk mengekstrak poin-poin penting yang memengaruhi kinerja baterai, lalu lakukan abstraksi matematis untuk mencapai evaluasi dan perbandingan kinerja baterai yang komprehensif, ubah analisis kualitatif kinerja baterai menjadi analisis kuantitatif, dan paling cocok dengan kinerja keseluruhan unit baterai Sebuah metode sederhana yang dapat dioperasikan dalam praktek diusulkan.Sebuah sistem evaluasi kinerja yang komprehensif berdasarkan penyaringan dan pencocokan baterai diusulkan, yang menggabungkan penilaian Delphi subjektif dan pengukuran korelasi abu-abu objektif untuk membangun model korelasi abu-abu multi-parameter untuk baterai, yang mengatasi keberpihakan menggunakan indikator tunggal sebagai evaluasi standar.Evaluasi kinerja baterai daya tipe daya direalisasikan, dan tingkat korelasi yang diperoleh dari hasil evaluasi memberikan dasar teoretis yang andal untuk pemilihan dan perakitan baterai selanjutnya.

 

 

Metode pencocokan karakteristik dinamis terutama didasarkan pada kurva pengisian dan pengosongan baterai untuk mewujudkan fungsi pencocokan.Langkah implementasi spesifiknya adalah terlebih dahulu mengekstrak titik-titik karakteristik pada kurva untuk membentuk vektor karakteristik.Menurut jarak antara vektor karakteristik setiap kurva, Indeks alokasi adalah mewujudkan klasifikasi kurva dengan memilih algoritma yang sesuai, dan kemudian menyelesaikan proses alokasi baterai.Metode pengelompokan semacam ini mempertimbangkan perubahan kinerja baterai selama operasi.Atas dasar ini, parameter lain yang sesuai dipilih untuk pencocokan baterai, dan baterai dengan kinerja yang relatif konsisten dapat dipilih.

 

 

2. Metode pengisian daya

 

 

 

Sistem pengisian yang tepat memiliki pengaruh penting pada kapasitas pengosongan baterai.Jika kedalaman pengisian dangkal, kapasitas pengosongan akan berkurang.Jika diisi secara berlebihan, itu akan mempengaruhi bahan kimia aktif baterai dan menyebabkan kerusakan permanen, mengurangi kapasitas dan masa pakai baterai.Oleh karena itu, perlu untuk memilih laju pengisian yang sesuai, tegangan batas atas, dan arus pemutus tegangan konstan untuk memastikan bahwa kapasitas pengisian tercapai sambil mengoptimalkan efisiensi dan keamanan serta stabilitas pengisian.

 

 

 

 

Saat ini, baterai lithium-ion daya sebagian besar mengadopsi mode pengisian tegangan arus konstan.Liu Yanjin dkk.menganalisis arus konstan dan tegangan konstan hasil pengisian sistem lithium besi fosfat dan baterai sistem terner pada arus pengisian yang berbeda dan tegangan cut-off yang berbeda, dan menemukan bahwa: (1) Ketika tegangan cut-off pengisian konstan, arus pengisian meningkat dan rasio arus konstan menurun.Ketika arus pengisian kecil, waktu pengisian dipersingkat, tetapi konsumsi energi meningkat;(2) Ketika arus pengisian konstan, saat tegangan pemutusan pengisian menurun, rasio pengisian arus konstan menurun, dan kapasitas pengisian dan energi menurun.Untuk memastikan kapasitas baterai, asam fosfat Tegangan pemutus arus baterai lithium iron tidak boleh lebih rendah dari 3.4V.Hal ini diperlukan untuk menyeimbangkan waktu pengisian dan kehilangan energi, dan memilih arus pengisian dan waktu cut-off yang sesuai.

 

 

Konsistensi SOC setiap sel menentukan sebagian besar kapasitas pelepasan paket baterai, dan biaya pemerataan memberikan kemungkinan untuk mencapai kesamaan platform SOC awal dari setiap pelepasan sel, yang dapat meningkatkan kapasitas pelepasan dan pengosongan efisiensi (kapasitas debit/kapasitas kelompok yang cocok).Metode penyeimbangan dalam pengisian mengacu pada penyeimbangan daya baterai selama proses pengisian.Umumnya, penyeimbangan dimulai ketika tegangan sel baterai mencapai atau melebihi tegangan yang disetel, dan mencegah pengisian yang berlebihan dengan mengurangi arus pengisian.

 

 

Menurut keadaan yang berbeda dari sel tunggal dalam kemasan baterai, para profesional menggunakan model rangkaian kontrol pengisian daya baterai dan rangkaian pemerataan untuk menyempurnakan arus pengisian sel tunggal, dan mengusulkan metode yang dapat mewujudkan pengisian cepat. baterai dan menghilangkan sel tunggal.Strategi kontrol pengisian daya penyeimbang yang tidak konsisten memengaruhi masa pakai baterai.Secara khusus, melalui sinyal sakelar, energi keseluruhan dari paket baterai lithium-ion ditambahkan ke baterai tunggal, atau energi dari baterai tunggal diubah menjadi keseluruhan paket baterai.Selama proses pengisian baterai, dengan mendeteksi nilai tegangan masing-masing baterai, ketika tegangan baterai tunggal mencapai nilai tertentu, modul pemerataan mulai bekerja.Arus pengisian dalam baterai tunggal didorong untuk mengurangi tegangan pengisian, dan arus yang dibagi diubah oleh modul dan energi diumpankan kembali ke bus pengisian untuk mencapai tujuan keseimbangan.

 

 

Profesional telah mengusulkan solusi pemerataan pengisian tarif variabel.Ide pemerataan solusinya adalah hanya melengkapi baterai tunggal berenergi rendah dengan energi tambahan, menghindari proses mengeluarkan energi dari baterai tunggal berenergi tinggi, yang sangat menyederhanakan Topologi rangkaian pemerataan dijelaskan.Artinya, tingkat pengisian yang berbeda digunakan untuk mengisi sel tunggal dalam keadaan energi yang berbeda, sehingga mencapai efek keseimbangan yang baik.

 

 

3. Tingkat debit

 

 

 

Laju pengosongan merupakan indikator penting untuk baterai jenis daya.Pengosongan baterai tingkat tinggi adalah tes untuk bahan dan elektrolit positif dan negatif.Untuk bahan elektroda positif lithium besi fosfat, strukturnya stabil, regangan selama pengisian dan pengosongan kecil, dan memiliki kondisi dasar untuk debit arus yang besar, tetapi kerugiannya adalah konduktivitas lithium besi fosfat buruk.Laju difusi ion litium dalam elektrolit merupakan faktor utama yang mempengaruhi laju pengosongan baterai, dan difusi ion di dalam baterai erat kaitannya dengan struktur baterai dan konsentrasi elektrolit.

 

 

 

 

Oleh karena itu, tingkat pengosongan yang berbeda menghasilkan waktu pengosongan dan platform tegangan pengosongan yang berbeda dari baterai, yang pada gilirannya menyebabkan kapasitas pengosongan yang berbeda, yang sangat jelas untuk paket baterai paralel.Oleh karena itu, perlu untuk memilih tingkat debit yang sesuai.Hubungan antara kapasitas debit dan laju debit (arus) dapat digambarkan dengan persamaan Peukert:

 

C=KI^{Di dalam}

 

Dalam rumus: I adalah arus pelepasan;n adalah konstanta Peukert, yang terkait dengan struktur baterai, dan nilainya antara 1,15 dan 1,42;K adalah konstanta, yang merupakan konstanta yang terkait dengan jumlah bahan aktif dalam baterai.

 

 

Kapasitas baterai yang tersedia berkurang seiring dengan meningkatnya arus pelepasan.

 

 

Para profesional telah mempelajari pengaruh laju pengosongan pada kapasitas pengosongan sel baterai lithium besi fosfat.Sekelompok sel tunggal dengan model yang sama dengan konsistensi awal yang baik dibebankan ke 3,8V dengan arus 1C, dan kemudian diisi masing-masing dengan 0,1, 0,2, dan 0,5., 1, 2, dan 3C debit rate ke 2.5V, catat kurva hubungan antara tegangan dan listrik yang dikeluarkan.Hasil percobaan menunjukkan bahwa kapasitas debit 1 dan 2C masing-masing adalah 97,8% dan 96,5% dari kapasitas debit C/3, dan energi yang dilepaskan masing-masing adalah 97,2% dan 94,3% dari energi yang dikeluarkan oleh C/3.Semakin meningkat, kapasitas dan energi yang dikeluarkan oleh baterai lithium-ion telah berkurang secara signifikan.

 

 

 

 

Saat mengosongkan baterai lithium-ion, standar nasional 1C umumnya digunakan, dan arus pelepasan maksimum biasanya dibatasi hingga 2 hingga 3C.Saat pemakaian dengan arus tinggi, itu akan menghasilkan kenaikan suhu yang besar dan menyebabkan hilangnya energi.Oleh karena itu, perlu untuk memantau suhu baterai secara real time untuk mencegah kerusakan baterai akibat suhu yang berlebihan dan mengurangi masa pakai baterai.

 

 

Keempat, kondisi suhu

 

 

 

Suhu terutama mempengaruhi aktivitas dan kinerja elektrolit bahan bagian kutub di dalam baterai.Suhu yang terlalu tinggi dan terlalu rendah memiliki dampak yang lebih besar pada kapasitas baterai.

 

 

Pada suhu rendah, aktivitas baterai berkurang secara signifikan, kemampuan untuk memasukkan dan mengekstrak lithium berkurang, resistansi internal dan tegangan polarisasi baterai meningkat, kapasitas aktual yang tersedia berkurang, kapasitas pelepasan baterai menurun, platform pelepasan rendah, dan baterai lebih mungkin mencapai tegangan pemutus arus.Kapasitas baterai yang tersedia berkurang, dan efisiensi penggunaan energi baterai menurun.

 

 

Ketika suhu naik, ekstraksi dan penyisipan ion lithium antara elektroda positif dan negatif menjadi aktif, sehingga resistansi internal baterai berkurang, dan waktu stabilisasi resistansi internal menjadi lebih lama, yang membuat jumlah migrasi elektron di eksternal sirkuit meningkat, dan kapasitas lebih efektif.Bermain.Namun, jika baterai dioperasikan dalam lingkungan suhu tinggi untuk waktu yang lama, stabilitas struktur kisi elektroda positif akan memburuk, keamanan baterai akan berkurang, dan masa pakai baterai akan dipersingkat secara signifikan.

 

 

Para profesional telah mempelajari pengaruh suhu pada kapasitas pengosongan baterai yang sebenarnya, dan mencatat rasio kapasitas pengosongan baterai yang sebenarnya terhadap kapasitas pengosongan standar (pengosongan 1C pada suhu 25 °C) pada suhu yang berbeda.Menyesuaikan perubahan kapasitas baterai dengan suhu, kita mendapatkan:

 

C=(-5.06974)*exp(-T/55.90333)+14.03729,R^2-0.99784

 

Dalam rumus: C adalah kapasitas baterai;T adalah suhu;R2 adalah koefisien korelasi fitting.Eksperimen telah menunjukkan bahwa kapasitas baterai meluruh sangat cepat pada suhu rendah, sementara kapasitas meningkat dengan meningkatnya suhu di sekitar suhu kamar.Kapasitas baterai hanya 1/3 dari nilai nominal pada -40 °C, sedangkan pada 0 °C hingga 60 °C, kapasitas baterai naik dari 80% dari kapasitas nominal menjadi 100%.

 

 

Analisis percaya bahwa laju perubahan resistansi ohmik pada suhu rendah lebih besar daripada pada suhu tinggi, yang menunjukkan bahwa suhu rendah memiliki dampak yang signifikan pada aktivitas baterai, sehingga mempengaruhi kapasitas pengosongan baterai.Saat suhu naik, resistansi internal ohmik dan resistansi internal polarisasi keduanya menurun selama pengisian dan pemakaian.Namun, pada suhu yang lebih tinggi, keseimbangan reaksi kimia dalam baterai dan stabilitas bahan akan hancur, dan reaksi samping dapat terjadi, yang akan mempengaruhi kapasitas baterai dan resistansi internal, yang mengakibatkan masa pakai siklus yang lebih pendek dan bahkan mengurangi keselamatan.

 

 

Oleh karena itu, suhu tinggi dan suhu rendah akan mempengaruhi kinerja dan masa pakai baterai lithium besi fosfat.Dalam proses kerja yang sebenarnya, metode seperti meningkatkan manajemen termal baterai harus digunakan untuk memastikan bahwa baterai bekerja di bawah kondisi suhu yang sesuai.Di tautan uji PACK paket baterai, ruang pengujian suhu konstan pada 25°C dapat dibuat.

 

 

Lima, ringkasan

 

 

 

Dalam makalah ini, dikombinasikan dengan situasi aktual PACK baterai lithium-ion, faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas pengosongan dianalisis dan dibahas.Konsistensi grup pencocokan paket baterai yang baik adalah prasyarat untuk mewujudkan kinerja dan level pelepasan baterai, Anda dapat merujuk pada penggunaan metode grup pencocokan karakteristik dinamis.Metode pengisian dianjurkan untuk menggunakan metode pengisian seimbang untuk memastikan bahwa platform SOC dari setiap monomer serupa sebelum pemakaian.Penting untuk memilih laju pelepasan yang sesuai, dengan mempertimbangkan kapasitas dan efisiensi pengujian.Lingkungan memiliki pengaruh besar pada pengujian baterai, sehingga kondisi suhu perlu dikontrol.