Sådan forbedres konsistensen af lithiumbatterier
Nye energibiler bliver mere og mere populære. Når lithium-batterier bruges som strømkilde til elektriske køretøjer, på grund af kravene til høj effekt og stor kapacitet, kan enkelte lithium-ion-batterier ikke opfylde kravene, så lithium-ion-batterier skal forbindes i serie og parallelt. Bruges i kombination.
Imidlertid forårsager uoverensstemmelsen mellem de enkelte celler ofte problemer såsom overdreven kapacitetsforringelse og kort levetid for batteripakken under cyklussen. At vælge batterier med så ensartet ydeevne som muligt til gruppering er af stor betydning for fremme og anvendelse af lithium-ion-batterier i strømbatterier. Lav nu en simpel analyse fra flere aspekter:
1 Inkonsekvensanalyse
1.1 Definition af inkonsistens Inkonsistensen af en lithium-ion batteripakke refererer til en vis forskel i parametre såsom spænding, kapacitet, intern modstand, levetid, temperaturpåvirkning og selvafladningshastighed efter de enkelte celler med samme specifikation og modelform en batteripakke. Efter at det enkelte batteri er fremstillet, er der en vis forskel i selve den oprindelige ydeevne. Med brug af batterier fortsætter disse ydelsesforskelle med at akkumulere. På samme tid, fordi brugsmiljøet for hvert enkelt batteri i batteripakken ikke er helt det samme, forårsager det også, at inkonsistensen af det enkelte batteri gradvist forstørres, hvilket accelererer nedbrydningen af batteriets ydeevne og til sidst forårsager batteripakken fejler for tidligt. 1.2 Ydelse af inkonsistens Inkonsistensen af lithium-ion-batterier kommer hovedsageligt til udtryk i to aspekter: forskellen i battericellens ydeevneparametre (batterikapacitet, intern modstand og selvafladningshastighed osv.) og forskellen i batteriets ladetilstand (SOC) ). Dai Haifeng et al. fandt, at fordelingen af forskellen i kapacitet mellem battericeller er tæt på Weir-fordelingen, og spredningen af intern modstand er mere signifikant end kapacitetens, og den interne modstand af samme batch batterier opfylder generelt loven om normalfordeling , selvafladning Satsen præsenterer også en tilnærmelsesvis normal fordeling. SOC karakteriserer batteriets ladetilstand, som er forholdet mellem batteriets resterende kapacitet og den nominelle kapacitet. Jie Jing et al. mener, at på grund af batteriets inkonsistens er batteriets kapacitetsnedbrydningshastighed forskellig, hvilket resulterer i en forskel i den maksimale brugbare kapacitet mellem batterierne. SOC-ændringshastigheden for et batteri med lille kapacitet er hurtigere end for et batteri med stor kapacitet, og afskæringsspændingen nås hurtigere under op- og afladning.
1.3 Årsager til inkonsistens Der er mange årsager til inkonsistensen af lithium-ion-batterier, hovedsageligt i fremstillingsprocessen og brugsprocessen. Ethvert aspekt af fremstillingsprocessen, såsom ensartetheden af gyllen under batchningen, kontrollen af arealdensiteten og overfladespændingen under belægningen osv., vil forårsage forskellen i ydeevnen af den enkelte celle. Luo Yu et al. undersøgte virkningen af lithium-ion-batteriproduktion og -fremstillingsprocesser på batteriets konsistens og fokuserede på virkningen af et vandbaseret bindemiddelsystem lithium-ion-batteriproduktionsproces på batteriets konsistens. Under brugen af batteriet mener Xie Jiao og andre, at forbindelsesmetoden, strukturelle dele/enheder, driftsforhold og miljø alle vil påvirke batteripakkens konsistens. Fordi den energi, der forbruges af hvert forbindelsespunkt, er inkonsekvent, er ydeevnen og ældningshastigheden for hver komponent eller struktur også inkonsekvent, så påvirkningen af batteriet er også inkonsekvent. På grund af den forskellige placering af hver enkelt celle i batteriet, forskellige temperaturer og forskellig ydeevneforringelse, vil disse desuden forstærke inkonsistensen af den enkelte celle.
2 måder at forbedre batterikonsistensen på
2.1 Kontrol af produktionsprocessen Styringen af produktionsprocessen udføres hovedsageligt ud fra to aspekter: råvarer og produktionsprocesser. Med hensyn til råmaterialer, prøv at vælge den samme batch af råvarer for at sikre ensartetheden af partikelstørrelsen og ydeevnen af råmaterialerne. I produktionsprocessen skal hele produktionsprocessen kontrolleres strengt, såsom at sikre, at gyllen omrøres jævnt og ikke placeres i lang tid, kontrollere hastigheden af belægningsmaskinen for at sikre tykkelsen og ensartetheden af belægningen, udseendet af stangstykket, og vejningen og klassificeringen. , Kontroller injektionsvolumen, dannelse, volumenadskillelse, opbevaringsforhold osv. Luo Yu har bestemt de nøgleprocesser, der har en væsentlig indflydelse på lithium-ion-batteriers konsistens gennem forskning i fremstillingsteknologien af lithium-ion-batterier, herunder batching blanding, belægning, valsning, vikling/laminering, væskeindsprøjtning og dannelse. Der udføres også dybdegående forskning og analyse af forholdet mellem de vigtigste procesparametre og batteriets ydeevne.
2.2 Kontrol af konfigurationsprocessen
Styringen af monteringsprocessen refererer hovedsageligt til sortering af batterier. Batteripakken anvender batterier af ensartede specifikationer og modeller, og batteriernes spænding, kapacitet, indre modstand osv. skal måles for at sikre ensartetheden af batteriernes første ydeevne. Gennem forskning har Xu Haitao et al. fandt ud af, at når batteripakken er samlet, er spændingsforskellen mellem de enkelte celler en vigtig faktor, der påvirker konsistensen af de enkelte celler i slutningen af batteripakkens opladning og afladning. Forskellen i de enkelte cellers interne modstand får batteripakken til at oplade Under afladningsprocessen er spændingsplatformen for hvert enkelt batteri ret forskellig. Wang Linxia og andre analyserede inkonsistensen af enkeltceller i lithium-ion serie-parallelle batteripakker og analyserede de vigtigste indflydelsesfaktorer i parallelle batteripakker. Graden af påvirkning af batteripakken giver det nødvendige grundlag for den samlede batteripakke. Chen Ping et al. undersøgte afladningshastighedens indflydelse på konsistensen af batterikonfigurationen og fandt ud af, at med stigningen i afladningshastigheden er inkonsistensen af batteriet blevet forstærket, hvilket opnår effekten af at eliminere dårlige batterier.
2.3 Brug og vedligeholdelsesproceskontrol til at overvåge batteriet i realtid. Batteriets konsistens screenes, når batteriet samles, hvilket kan sikre batteriets konsistens i den indledende brugsfase. Batteriet overvåges i realtid under brug, og konsistensproblemer under brug kan observeres i realtid. Men når konsistensen er dårlig, vil overvågningskredsløbet afbryde opladnings- og afladningskredsløbet, og ydeevnen vil blive reduceret. Der skal findes en balance mellem de to. Det ekstreme parameterbatteri kan også justeres eller udskiftes i tide gennem realtidsovervågning for at sikre, at inkonsistensen af batteripakken ikke udvides over tid. Indfør et afbalanceret ledelsessystem. Vedtag passende udligningsstrategi og udligningskredsløb for intelligent at styre batteriet. De nuværende fælles balanceringsstrategier omfatter balancestrategien baseret på ekstern spænding, balanceringsstrategien baseret på SOC og balanceringsstrategien baseret på kapacitet. Udligningskredsløbet kan opdeles i passiv udligning og aktiv udligning alt efter energiforbrugets måde. Blandt dem kan aktiv udligning realisere tabsfri energistrøm mellem batterier, hvilket er et varmt forskningsemne i ind- og udland. Almindeligt anvendte metoder i aktiv balancering omfatter batteribypassmetode, switched capacitor-metode, switched induktansmetode og DC/DC-konverteringsmetode.
Termisk styring af batteriet. Ud over at holde batteripakkens driftstemperatur inden for det optimale område, bør termisk styring af batteriet også forsøge at sikre ensartetheden af temperaturforholdene mellem batterierne for effektivt at sikre ensartetheden af ydeevnen mellem batterierne. Brug fornuftige kontrolstrategier. Når udgangseffekten tillader det, skal du prøve at reducere dybden af batteriafladning og samtidig undgå overopladning af batteriet, hvilket kan forlænge batteripakkens cykluslevetid. Styrk vedligeholdelsen af batteripakker. Udfør vedligeholdelsesopladning med svag strøm på batteripakken med jævne mellemrum, og vær opmærksom på rengøring.
3 Samlingsmetode for power lithium-ion-batteri
3.1 Spændingstilpasningsmetode Spændingstilpasningsmetoden kan opdeles i statisk spændingstilpasningsmetode og dynamisk spændingstilpasningsmetode. Den statiske spændingstilpasningsmetode kaldes også den ubelastede tilpasningsmetode. Den bærer ikke en belastning og tager kun hensyn til selve batteriet. Den måler selvafladningshastigheden for den fuldt opladede tilstand af det valgte enkelte batteri efter ti dages stående og de forskellige opbevaringsperioder i fuldt opladet tilstand. Den åbne kredsløbsspænding af det interne batteri, denne metode er den enkleste operation, men den er ikke nøjagtig. Den dynamiske spændingstilpasningsmetode undersøger spændingssituationen med belastning, men den tager ikke højde for faktorer som belastningsændringer, så den er ikke nøjagtig.
3.2 Den statiske kapacitetstilpasningsmetode oplader og aflader batteriet under de indstillede forhold, beregner kapaciteten ud fra afladningsstrømmen og afladningstiden og matcher batteriet i henhold til kapaciteten. Denne metode er enkel og nem at implementere, men den kan kun afspejle, at batteriet har samme kapacitet under visse forhold, og kan ikke forklare batteriets fuldstændige arbejdsegenskaber og har visse begrænsninger.
3.3 Den interne modstands-tilpasningsmetode tager hovedsageligt hensyn til den interne modstand af det enkelte batteri. Denne metode kan opnå hurtig måling, men fordi batteriets indre modstand vil ændre sig med afladningsprocessen, er det vanskeligt nøjagtigt at bestemme den indre modstand.
3.4 Multi-parameter-tilpasningsmetoden tager samtidig hensyn til kapaciteten, intern modstand, spænding, selvafladningshastighed og andre eksterne forhold for omfattende evaluering af batteriet og kan sortere batteripakken med bedre konsistens. Udgangspunktet for denne metode er dog, at enkeltparametersorteringen skal være nøjagtig og tidskrævende.
3.5 Dynamisk karakteristisk grupperingsmetode Den dynamiske karakteristiske grupperingsmetode bruger batteriets opladnings- og afladningskarakteristik til at sortere batterierne til gruppering. Opladnings-afladningskurven kan afspejle de fleste af batteriets egenskaber, og brugen af dynamiske egenskaber matchende metode kan sikre konsistensen af forskellige ydelsesindikatorer for batteriet. Der er mange data i metoden til matchning af dynamiske karakteristika, som normalt realiseres ved samarbejde med computerprogrammer. Derudover reducerer denne metode batteripakkens udnyttelsesgrad, hvilket ikke er befordrende for reduktionen af omkostningerne til batterisammensætning. Bestemmelsen af standardkurven eller referencekurven er også et vanskeligt punkt i dens implementering. 4. Konklusion
Årsagen til batteriets inkonsistens er hovedsageligt i fremstillingen og brugen af batteriet.
Foranstaltningerne til at forbedre batterikonsistensen omfatter hovedsageligt følgende tre aspekter:
1. Streng kontrol med produktionsprocessen fra to aspekter af råmaterialer og produktionsteknologi;
2. Brug en mere videnskabelig sorteringsmetode, og prøv at vælge batterier med samme indledende ydeevne til gruppering;
3. I processen med batteribrug og vedligeholdelse skal du overvåge batteriet i realtid, indføre et afbalanceret styringssystem, vedtage en rimelig kontrolstrategi, udføre termisk styring af batteriet og styrke vedligeholdelsen af batteripakken.
