Lityum iyon piller, büyük kapasite, yüksek özgül enerji, iyi çevrim ömrü, hafıza etkisi olmaması vb. avantajlara sahiptir ve hızla gelişmektedir.En kritik performans endeksi olarak kapasite, araştırmacıların da dikkatini çekmiştir.Buna bağlı olarak, lityum pil PAKETİ, büyük kapasite, hızlı şarj, uzun ömür ve yüksek güvenlik yönünde sürekli gelişmekte ve üretim sürecinde proses teknolojisi için de yeni gereksinimler ortaya konmaktadır.
Lityum-iyon pil PAKETİ, esas olarak, kapasite ve basınç farkının nitelikli olup olmadığını belirlemek için elektrik çekirdeği taranan, monte edilen, paketlenen ve monte edilen bir üründür.
Pil serisi ve paralel hücreler arasındaki tutarlılık, pil PAKETİ'nde özel dikkat gerektirir.Pil paketi kapasitesi yalnızca iyi kapasite, şarj durumu, dahili direnç, kendi kendine deşarj tutarlılığı vb. ile kullanılabilir ve serbest bırakılabilir.Düşük performans, pil paketinin genel performansını ciddi şekilde etkiler ve hatta aşırı şarja veya aşırı deşarja neden olarak güvenlik tehlikelerine neden olur.İyi bir eşleştirme şeması, monomer tutarlılığını iyileştirmenin etkili bir yoludur.
Lityum iyon piller ortam sıcaklığından etkilenir, çok yüksek veya çok düşük sıcaklık pil kapasitesini etkiler.Pilin uzun süre yüksek sıcaklık koşullarında çalıştırılması durumunda çevrim ömrü etkilenebilir.Sıcaklık çok düşükse, kapasiteyi oynamak zor olacaktır.
Deşarj oranı, pilin yüksek akım şarjını ve deşarj kapasitesini yansıtır.Hız çok küçükse, şarj ve deşarj hızı yavaş olacak ve bu da test verimliliğini etkileyecektir;hız çok büyükse, pilin polarizasyonu ve termal etkileri nedeniyle kapasite azalacaktır, bu nedenle uygun olanı seçmeniz gerekir.Şarj ve deşarj oranı.
1. Eşleşen grup tutarlılığı
İyi bir kombinasyon, yalnızca hücrelerin kullanım oranını iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda pil paketinin deşarjında iyi deşarj kapasitesi ve döngü stabilitesi elde etmenin temeli olan monomerlerin tutarlılığını da kontrol edebilir.Bununla birlikte, uygun olmayan bir pil hücresi kapasitesinin AC empedansının dağılımı artacak ve bu da pil paketinin döngü performansını ve kullanılabilir kapasitesini zayıflatacaktır.
Profesyoneller, pilin özellik vektörüne göre bir pil eşleştirme yöntemi önerdiler.Bu özellik vektörü, tekli pilin şarj ve deşarj voltajı verileri ile standart pilin şarj ve deşarj verileri arasındaki benzerliği yansıtır.Pil şarj ve deşarj eğrisi standart eğriye ne kadar yakınsa, benzerlik derecesi o kadar yüksek ve korelasyon katsayısı 1'e o kadar yakın olur. Bu tür gruplama yöntemi, hücre voltajının korelasyon katsayısına dayanır ve daha sonra birleştirilir. daha iyi bir gruplama etkisi elde edebilen gruplama için diğer parametrelerle.Bu yöntemin zorluğu, standart bir pil özellik vektörü sağlaması gerekmesidir.Üretim seviyesinin sınırlandırılması nedeniyle, her partide üretilen piller arasında farklılıklar olmalıdır ve her pil partisi için uygun bir dizi özellik vektörü elde etmek çok zordur.
Profesyoneller, tek hücreler arasındaki fark değerlendirme yöntemlerini analiz etmek için nicel analiz kullandılar.İlk olarak, pil performansını etkileyen kilit noktaları çıkarmak için matematiksel yöntemler kullanın ve ardından pil performansının kapsamlı bir değerlendirmesini ve karşılaştırmasını elde etmek için matematiksel soyutlama yapın, pil performansının nitel analizini nicel analize dönüştürün ve pil takımının genel performansıyla en iyi şekilde eşleşir. Pratikte uygulanabilecek basit bir yöntem önerilmiştir.Piller için çok parametreli bir gri korelasyon modeli oluşturmak için öznel Delphi puanlaması ve nesnel gri korelasyon ölçümünü birleştiren, değerlendirme olarak tek bir gösterge kullanmanın tek taraflılığının üstesinden gelen, pil tarama ve eşleştirmeye dayalı kapsamlı bir performans değerlendirme sistemi önerilmiştir. standart.Güç tipi güç pilinin performans değerlendirmesi gerçekleştirilir ve değerlendirme sonucundan elde edilen korelasyon derecesi, pilin daha sonraki seçimi ve montajı için güvenilir bir teorik temel sağlar.
Dinamik karakteristik eşleştirme yöntemi, eşleştirme işlevini gerçekleştirmek için esas olarak pil şarj ve deşarj eğrisine dayanmaktadır.Spesifik uygulama adımı, bir karakteristik vektör oluşturmak için önce eğri üzerindeki karakteristik noktaları çıkarmaktır.Her eğrinin karakteristik vektörleri arasındaki mesafeye göre, tahsis indeksi, uygun algoritmayı seçerek eğrinin sınıflandırmasını gerçekleştirmek ve ardından pil tahsis sürecini tamamlamaktır.Bu tür gruplama yöntemi, pilin çalışma sırasındaki performans değişikliklerini dikkate alır.Bu temelde, pil eşleştirme için diğer uygun parametreler seçilir ve nispeten tutarlı performansa sahip piller sıralanabilir.
2. Şarj yöntemi
Uygun bir şarj sisteminin akünün deşarj kapasitesi üzerinde önemli bir etkisi vardır.Şarj derinliği sığ ise, deşarj kapasitesi buna göre azalacaktır.Aşırı şarj edilmesi pilin kimyasal aktif maddelerini etkileyerek geri dönüşü olmayan hasarlara neden olarak pilin kapasitesini ve ömrünü azaltır.Bu nedenle, şarj verimliliğini, güvenliği ve kararlılığı optimize ederken şarj kapasitesine ulaşıldığından emin olmak için uygun bir şarj hızı, üst limit voltajı ve sabit voltaj kesme akımının seçilmesi gerekir.
Şu anda, güç lityum iyon pil çoğunlukla sabit akım-sabit voltaj şarj modunu benimser.Liu Yanjin et al.farklı şarj akımlarında ve farklı kesme voltajlarında lityum demir fosfat sistemi ve üçlü sistem pillerinin sabit akım ve sabit voltaj şarj sonuçlarını analiz etti ve şunları buldu: (1) Şarj kesme voltajı sabit olduğunda, şarj akımı artar ve sabit akım oranı azalır.Şarj akımı küçük olduğunda, şarj süresi kısalır, ancak enerji tüketimi artar;(2) Şarj akımı sabit olduğunda, şarj kesme voltajı azaldıkça sabit akım şarj oranı azalır ve şarj kapasitesi ve enerjisi azalır.Pil kapasitesini sağlamak için fosforik asit Lityum demir pilin şarj kesme voltajı 3.4V'den düşük olamaz.Şarj süresi ile enerji kaybını dengelemek, uygun şarj akımı ve kesme süresini seçmek gerekir.
Her hücrenin SOC'sinin tutarlılığı, pil paketinin deşarj kapasitesini büyük ölçüde belirler ve dengeleme şarjı, deşarj kapasitesini ve deşarjını iyileştirebilen her hücre deşarjının ilk SOC platformunun benzerliğini elde etme imkanı sağlar. verimlilik (boşaltma kapasitesi/eşleşen grup kapasitesi).Şarjdaki dengeleme yöntemi, şarj işlemi sırasında güç pilinin dengelenmesini ifade eder.Genel olarak, dengeleme, pil hücresi voltajı ayarlanan voltaja ulaştığında veya bu voltajı aştığında başlar ve şarj akımını azaltarak aşırı şarjı önler.
Pil takımındaki tek hücrelerin farklı durumlarına göre, profesyoneller, tek hücrelerin şarj akımına ince ayar yapmak için pil takımı eşitleme şarj kontrol devresi modelini ve eşitleme devresini kullanır ve hızlı şarjı gerçekleştirebilecek bir yöntem önerir. pil paketinin ve tek hücreleri ortadan kaldırın.Pil paketinin çevrim ömrünü etkileyen tutarsız dengeleme şarj kontrol stratejisi.Spesifik olarak, anahtar sinyali aracılığıyla, lityum iyon pil takımının toplam enerjisi, tekli pile tamamlanır veya tek pilin enerjisi, genel pil takımına dönüştürülür.Batarya paketinin şarj işlemi sırasında her bir bataryanın voltaj değerini tespit ederek, tek bataryanın voltajı belirli bir değere ulaştığında dengeleme modülü çalışmaya başlar.Tek aküdeki şarj akımı, şarj voltajını azaltmak için şöntlenir ve bölünmüş akım modül tarafından dönüştürülür ve denge amacına ulaşmak için enerji şarj barasına geri beslenir.
Profesyoneller, değişken oranlı bir şarj dengeleme çözümü önerdiler.Çözümün eşitleme fikri, büyük ölçüde basitleştiren yüksek enerjili tek pilin enerjisini çıkarma sürecinden kaçınarak, yalnızca düşük enerjili tekli pili ek enerjiyle desteklemektir.Yani, iyi bir denge etkisi elde etmek için farklı enerji durumlarında tek hücreleri şarj etmek için farklı şarj oranları kullanılır.
3. Deşarj oranı
Deşarj hızı, güç tipi piller için önemli bir göstergedir.Pilin yüksek oranda boşalması, pozitif ve negatif malzemeler ve elektrolit için bir testtir.Pozitif elektrot malzemesi lityum demir fosfat için yapısı stabildir, şarj ve deşarj sırasındaki gerilim küçüktür ve büyük akım deşarjı için temel koşullara sahiptir, ancak dezavantajı lityum demir fosfatın iletkenliğinin zayıf olmasıdır.Lityum iyonlarının elektrolit içindeki difüzyon hızı, pilin boşalma hızını etkileyen ana faktördür ve pilin içindeki iyonların difüzyonu, pilin yapısı ve elektrolit konsantrasyonu ile yakından ilgilidir.
Bu nedenle, farklı deşarj hızları, akülerin farklı deşarj süreleri ve deşarj voltajı platformları ile sonuçlanır, bu da özellikle paralel akü paketleri için belirgin olan farklı deşarj kapasitelerine yol açar.Bu nedenle, uygun bir deşarj oranı seçmek gereklidir.Deşarj kapasitesi ve deşarj oranı (akım) arasındaki ilişki Peukert denklemi ile tanımlanabilir:
C=KIİçinde
Formülde: I deşarj akımıdır;n, pilin yapısıyla ilgili Peukert sabitidir ve değeri 1,15 ile 1,42 arasındadır;K, pildeki aktif malzeme miktarıyla ilgili bir sabit olan bir sabittir.
Deşarj akımı arttıkça pilin kullanılabilir kapasitesi azalır.
Profesyoneller, deşarj hızının lityum demir fosfat pil hücrelerinin deşarj kapasitesi üzerindeki etkisini incelediler.Başlangıç tutarlılığı iyi olan aynı modele sahip bir grup tek hücre, 1C'lik bir akımla 3.8V'a yüklenir ve ardından sırasıyla 0.1, 0.2 ve 0.5 ile yüklenir., 1, 2 ve 3C deşarj hızı 2.5V'a, voltaj ve deşarj edilen elektrik arasındaki ilişki eğrisini kaydedin.Deneysel sonuçlar, 1 ve 2C'nin deşarj kapasitesinin, C/3'ün deşarj kapasitesinin sırasıyla %97.8'i ve %96,5'i olduğunu ve salınan enerjinin, C/3 tarafından boşaltılan enerjinin sırasıyla %97,2'si ve %94,3'ü olduğunu göstermektedir.Artan kapasite ve lityum iyon pil tarafından salınan enerji önemli ölçüde azaldı.
Lityum iyon pilleri boşaltırken genellikle ulusal standart 1C kullanılır ve maksimum deşarj akımı genellikle 2 ila 3C ile sınırlıdır.Yüksek akımla deşarj yapıldığında, büyük bir sıcaklık artışı üretecek ve enerji kaybına yol açacaktır.Bu nedenle, aşırı sıcaklık nedeniyle pilin zarar görmesini önlemek ve pilin hizmet ömrünü azaltmak için pil takımının sıcaklığını gerçek zamanlı olarak izlemek gerekir.
Dördüncü, sıcaklık koşulları
Sıcaklık esas olarak pilin içindeki kutup parçası malzemesinin aktivitesini ve elektrolit performansını etkiler.Çok yüksek ve çok düşük sıcaklık, pilin kapasitesi üzerinde daha büyük bir etkiye sahiptir.
Düşük sıcaklıklarda pilin etkinliği önemli ölçüde azalır, lityum yerleştirme ve çıkarma yeteneği azalır, pilin iç direnci ve polarizasyon voltajı artar, mevcut mevcut kapasite azalır, pil deşarj kapasitesi azalır, deşarj platformu düşüktür ve akünün deşarj kesme voltajına ulaşma olasılığı daha yüksektir.Pilin kullanılabilir kapasitesi azalır ve pil enerji kullanımının verimliliği düşer.
Sıcaklık yükseldiğinde, pozitif ve negatif elektrotlar arasına lityum iyonlarının çıkarılması ve yerleştirilmesi aktif hale gelir, böylece pilin iç direnci azalır ve iç direnç stabilizasyon süresi uzar, bu da dıştaki elektron göçü miktarını yapar. Devre artışı ve kapasite daha etkilidir.Oynamak.Ancak pil uzun süre yüksek sıcaklık ortamında çalıştırılırsa pozitif elektrot kafes yapısının stabilitesi bozulacak, pilin güvenliği düşecek ve pil ömrü önemli ölçüde kısalacaktır.
Profesyoneller, sıcaklığın pilin gerçek deşarj kapasitesi üzerindeki etkisini incelediler ve farklı sıcaklıklarda pilin gerçek deşarj kapasitesinin standart deşarj kapasitesine (25 °C'de 1C deşarj) oranını kaydettiler.Pil kapasitesindeki değişimi sıcaklıkla eşleştirerek şunları elde ederiz:
C=(-5.06974)*exp(-T/55.90333)+14.03729,R2-0.99784
Formülde: C pil kapasitesidir;T sıcaklıktır;R2, bağlantı parçasının korelasyon katsayısıdır.Deneyler, pil kapasitesinin düşük sıcaklıklarda son derece hızlı bir şekilde azaldığını, oda sıcaklığındaki sıcaklık artışıyla ise kapasitenin arttığını göstermiştir.Pil kapasitesi -40°C'de nominal değerin yalnızca 1/3'ü kadar iken, 0°C ila 60°C'de pil kapasitesi nominal kapasitenin %80'inden %100'e yükselir.
Analiz, düşük sıcaklıkta omik direncin değişim hızının yüksek sıcaklıktaki değişim hızından daha büyük olduğuna inanmaktadır; bu, düşük sıcaklığın pil aktivitesi üzerinde önemli bir etkisi olduğunu ve dolayısıyla pilin deşarj kapasitesini etkilediğini gösterir.Sıcaklık yükseldikçe, hem şarj hem de deşarj sırasında omik iç direnç ve polarizasyon iç direnci azalır.Bununla birlikte, daha yüksek sıcaklıklarda, pildeki kimyasal reaksiyonların dengesi ve malzemelerin stabilitesi bozulacak ve pil kapasitesini ve iç direncini etkileyecek yan reaksiyonlar meydana gelebilir, bu da çevrim ömrünün kısalmasına ve hatta güvenliğin azalmasına neden olur.
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 yönetimini artırma gibi yöntemler kullanılmalıdır.Pil paketi PACK test bağlantısında, 25°C'de sabit bir sıcaklık test odası oluşturulabilir.
beş, özet
Bu yazıda, lityum iyon pil PACK'in fiili durumu ile birlikte deşarj kapasitesini etkileyen faktörler analiz edilmekte ve tartışılmaktadır.İyi bir pil paketi eşleştirme grubu tutarlılığı, pil paketi deşarj performansı ve seviyesinin gerçekleştirilmesi için ön koşuldur, dinamik karakteristik eşleştirme grubu yönteminin kullanımına başvurabilirsiniz.Her monomerin SOC platformlarının boşalmadan önce benzer olduğundan emin olmak için şarj yönteminin dengeli şarj yöntemini kullanması önerilir.Hem kapasite hem de test verimliliği dikkate alınarak uygun bir deşarj oranı seçmek gerekir.Çevrenin pil testi üzerinde büyük etkisi vardır, bu nedenle sıcaklık koşullarının kontrol edilmesi gerekir.
İlgili kişi: Miss. Olivia Lee
Tel: +86 13609052971
