أخبار الشركة عن 【بطارية BAIDUN اشرح العوامل التي تؤثر على قدرة تفريغ بطارية الليثيوم PACK

 

 

تتمتع بطاريات ليثيوم أيون بمزايا السعة الكبيرة ، والطاقة النوعية العالية ، ودورة الحياة الجيدة ، وعدم وجود تأثير للذاكرة ، وما إلى ذلك ، وهي تتطور بسرعة.وقد اجتذبت السعة باعتبارها أهم مؤشر أداء لها أيضًا انتباه الباحثين.في المقابل ، تتطور بطارية الليثيوم PACK باستمرار في اتجاه السعة الكبيرة والشحن السريع والعمر الطويل والسلامة العالية ، كما تم طرح متطلبات جديدة لتقنية العملية في عملية التصنيع.

 

 

 

 

 

 

بطارية ليثيوم أيون PACK هي بشكل أساسي منتج يتم فحص جوهره الكهربائي وتجميعه وتعبئته وتجميعه لتحديد ما إذا كانت السعة وفرق الضغط مؤهلين.

 

 

يحتاج الاتساق بين سلسلة البطاريات والخلايا المتوازية إلى اهتمام خاص في حزمة البطارية.فقط في حالة السعة الجيدة ، وحالة الشحن ، والمقاومة الداخلية ، واتساق التفريغ الذاتي ، وما إلى ذلك ، يمكن استخدام سعة حزمة البطارية وتحريرها.سيؤثر الأداء الضعيف بشكل خطير على الأداء العام لحزمة البطارية ، بل وقد يتسبب في زيادة الشحن أو التفريغ الزائد مما يتسبب في مخاطر تتعلق بالسلامة.مخطط المطابقة الجيد هو وسيلة فعالة لتحسين تناسق المونومر.

 

 

تتأثر بطاريات الليثيوم أيون بدرجة حرارة البيئة المحيطة ، وستؤثر درجة الحرارة المرتفعة جدًا أو المنخفضة جدًا على سعة البطارية.قد تتأثر دورة حياة البطارية إذا تم تشغيلها في ظروف درجات حرارة عالية لفترة طويلة.إذا كانت درجة الحرارة منخفضة للغاية ، فسيكون من الصعب تشغيل السعة.

 

 

يعكس معدل التفريغ السعة الحالية العالية للشحن والتفريغ للبطارية.إذا كان المعدل صغيرًا جدًا ، فستكون سرعة الشحن والتفريغ بطيئة ، مما سيؤثر على كفاءة الاختبار ؛إذا كان المعدل كبيرًا جدًا ، فسيتم تقليل السعة بسبب الاستقطاب والتأثيرات الحرارية للبطارية ، لذلك عليك اختيار واحدة مناسبة.معدل الشحن والتفريغ.

 

 

1. تطابق مجموعة الاتساق

 

 

 

لا يمكن للمزيج الجيد أن يحسن معدل استخدام الخلايا فحسب ، بل يتحكم أيضًا في تناسق المونومرات ، وهو الأساس لتحقيق قدرة تفريغ جيدة واستقرار الدورة في تفريغ حزمة البطارية.ومع ذلك ، سيزداد تشتت مقاومة التيار المتردد لخلية بطارية غير متطابقة بشكل جيد ، مما يؤدي بدوره إلى إضعاف أداء الدورة والسعة القابلة للاستخدام لحزمة البطارية.

 

 

 

 

اقترح المحترفون طريقة لمطابقة البطارية وفقًا لمتجه ميزات البطارية.يعكس ناقل الميزة هذا التشابه بين بيانات جهد الشحن والتفريغ للبطارية المفردة وبيانات الشحن والتفريغ للبطارية القياسية.كلما اقترب منحنى شحن وتفريغ البطارية من المنحنى القياسي ، زادت درجة التشابه ، وكلما اقترب معامل الارتباط من 1. يعتمد هذا النوع من طرق التجميع على معامل الارتباط لجهد الخلية ، ثم يتم دمجها مع معلمات أخرى للتجميع ، والتي يمكن أن تحصل على تأثير تجميع أفضل.تكمن صعوبة هذه الطريقة في أنها تحتاج إلى توفير ناقل قياسي لميزة البطارية.نظرًا لمحدودية مستوى الإنتاج ، يجب أن تكون هناك اختلافات بين البطاريات المنتجة في كل دفعة ، ومن الصعب جدًا الحصول على مجموعة من ناقلات الميزات المناسبة لكل دفعة من البطاريات.

 

 

استخدم المحترفون التحليل الكمي لتحليل طرق تقييم الفرق بين الخلايا المفردة.أولاً ، استخدم الطرق الرياضية لاستخراج النقاط الرئيسية التي تؤثر على أداء البطارية ، ثم قم بإجراء التجريد الرياضي لتحقيق تقييم شامل ومقارنة لأداء البطارية ، وتحويل التحليل النوعي لأداء البطارية إلى تحليل كمي ، والتوافق بشكل أفضل مع الأداء العام لحزمة البطارية تم اقتراح طريقة بسيطة يمكن تشغيلها في الممارسة العملية.يُقترح نظام تقييم أداء شامل يعتمد على فحص البطارية والمطابقة ، والذي يجمع بين درجات دلفي الشخصية وقياس الارتباط الرمادي الموضوعي لإنشاء نموذج ارتباط رمادي متعدد المعلمات للبطاريات ، والذي يتغلب على أحادية الجانب لاستخدام مؤشر واحد كتقييم اساسي.يتحقق تقييم أداء بطارية الطاقة من نوع الطاقة ، وتوفر درجة الارتباط التي تم الحصول عليها من نتيجة التقييم أساسًا نظريًا موثوقًا به لاختيار البطارية وتجميعها لاحقًا.

 

 

تعتمد طريقة مطابقة الخصائص الديناميكية بشكل أساسي على منحنى شحن وتفريغ البطارية لتحقيق وظيفة المطابقة.تتمثل خطوة التنفيذ المحددة في استخراج النقاط المميزة أولاً على المنحنى لتشكيل متجه مميز.وفقًا للمسافة بين المتجهات المميزة لكل منحنى ، فإن مؤشر التخصيص هو تحقيق تصنيف المنحنى عن طريق اختيار الخوارزمية المناسبة ، ثم إكمال عملية تخصيص البطارية.يأخذ هذا النوع من طرق التجميع في الاعتبار تغييرات أداء البطارية أثناء التشغيل.على هذا الأساس ، يتم تحديد معلمات أخرى مناسبة لمطابقة البطارية ، ويمكن فرز البطاريات ذات الأداء المتسق نسبيًا.

 

 

2. طريقة الشحن

 

 

 

نظام الشحن المناسب له تأثير مهم على قدرة تفريغ البطارية.إذا كان عمق الشحن ضحلًا ، فسيتم تقليل سعة التفريغ وفقًا لذلك.في حالة الشحن الزائد ، سيؤثر ذلك على المواد الكيميائية النشطة للبطارية ويسبب ضررًا لا يمكن إصلاحه ، مما يقلل من قدرة البطارية وعمرها.لذلك ، من الضروري تحديد معدل شحن مناسب ، وحد أقصى جهد ، وتيار قطع جهد ثابت لضمان تحقيق سعة الشحن مع تحسين كفاءة الشحن والأمان والاستقرار.

 

 

 

 

في الوقت الحاضر ، تعتمد بطارية ليثيوم أيون بالطاقة في الغالب وضع شحن الجهد المستمر المستمر.ليو يانجين وآخرون.حلل نتائج شحن التيار المستمر والجهد الثابت لنظام فوسفات حديد الليثيوم وبطاريات النظام الثلاثي في ​​تيارات شحن مختلفة وجهود قطع مختلفة ، ووجد أنه: (1) عندما يكون جهد قطع الشحن ثابتًا ، يزداد تيار الشحن وتنخفض النسبة الحالية الثابتة.عندما يكون تيار الشحن صغيرًا ، يتم تقصير وقت الشحن ، ولكن يتم زيادة استهلاك الطاقة ؛(2) عندما يكون تيار الشحن ثابتًا ، حيث ينخفض ​​جهد قطع الشحن ، تنخفض نسبة الشحن الحالية الثابتة ، وتقل سعة الشحن والطاقة.من أجل ضمان سعة البطارية ، لا يمكن أن يكون جهد قطع الشحن لبطارية الليثيوم الحديدية أقل من 3.4 فولت.من الضروري تحقيق التوازن بين وقت الشحن وفقدان الطاقة ، واختيار تيار الشحن المناسب ووقت التوقف.

 

 

يحدد تناسق SOC لكل خلية سعة تفريغ حزمة البطارية إلى حد كبير ، وتوفر تكلفة المعادلة إمكانية تحقيق التشابه في منصة SOC الأولية لكل تفريغ للخلية ، والتي يمكن أن تحسن قدرة التفريغ والتفريغ الكفاءة (سعة التفريغ / سعة المجموعة المتطابقة).تشير طريقة التوازن في الشحن إلى موازنة بطارية الطاقة أثناء عملية الشحن.بشكل عام ، يبدأ التوازن عندما يصل جهد خلية البطارية إلى الجهد المحدد أو يتجاوزه ، ويمنع الشحن الزائد عن طريق تقليل تيار الشحن.

 

 

وفقًا للحالات المختلفة للخلايا المفردة في حزمة البطارية ، يستخدم المحترفون نموذج دائرة التحكم في شحن حزمة البطارية ودائرة المعادلة لضبط تيار الشحن للخلايا المفردة ، واقتراح طريقة يمكن أن تحقق الشحن السريع من حزمة البطارية والقضاء على الخلايا المفردة.إستراتيجية موازنة غير متناسقة للتحكم في الشحن تؤثر على دورة حياة حزمة البطارية.على وجه التحديد ، من خلال إشارة التبديل ، يتم استكمال الطاقة الإجمالية لحزمة بطارية ليثيوم أيون للبطارية المفردة ، أو يتم تحويل طاقة البطارية المفردة إلى حزمة البطارية الإجمالية.أثناء عملية شحن حزمة البطارية ، من خلال الكشف عن قيمة الجهد لكل بطارية مفردة ، عندما يصل جهد البطارية المفردة إلى قيمة معينة ، تبدأ وحدة التعادل في العمل.يتم تحويل تيار الشحن في البطارية المفردة لتقليل جهد الشحن ، ويتم تحويل التيار المقسم بواسطة الوحدة النمطية ويتم إعادة الطاقة إلى ناقل الشحن لتحقيق الغرض من التوازن.

 

 

اقترح المحترفون حلاً متغيرًا لمعادلة الشحن.تتمثل فكرة المعادلة في الحل في استكمال البطارية المفردة منخفضة الطاقة بطاقة إضافية فقط ، وتجنب عملية إخراج طاقة البطارية المفردة عالية الطاقة ، مما يبسط إلى حد كبير وصف طوبولوجيا دائرة المعادلة.بمعنى ، يتم استخدام معدلات شحن مختلفة لشحن خلايا مفردة في حالات طاقة مختلفة ، وذلك لتحقيق تأثير توازن جيد.

 

 

3. معدل التفريغ

 

 

 

معدل التفريغ هو مؤشر مهم لبطاريات الطاقة من نوع الطاقة.يعتبر التفريغ عالي السرعة للبطارية بمثابة اختبار للمواد الإيجابية والسلبية والإلكتروليت.بالنسبة لمواد الإلكترود الإيجابية ، فوسفات الحديد الليثيوم ، هيكلها مستقر ، والضغط أثناء الشحن والتفريغ صغير ، ولديها الشروط الأساسية لتفريغ تيار كبير ، ولكن العيب هو أن موصلية فوسفات حديد الليثيوم ضعيفة.يعد معدل انتشار أيونات الليثيوم في الإلكتروليت هو العامل الرئيسي الذي يؤثر على معدل تفريغ البطارية ، كما أن انتشار الأيونات داخل البطارية يرتبط ارتباطًا وثيقًا بهيكل البطارية وتركيز الإلكتروليت.

 

 

 

 

لذلك ، تؤدي معدلات التفريغ المختلفة إلى أوقات تفريغ مختلفة ومنصات جهد تفريغ مختلفة للبطاريات ، مما يؤدي بدوره إلى سعات تفريغ مختلفة ، وهو أمر واضح بشكل خاص لحزم البطاريات المتوازية.لذلك ، من الضروري تحديد معدل التفريغ المناسب.يمكن وصف العلاقة بين سعة التفريغ ومعدل التفريغ (التيار) بواسطة معادلة بيوكيرت:

 

C = KI^في

 

في الصيغة: أنا هو تيار التفريغ ؛n هو ثابت بيوكيرت ، المرتبط بهيكل البطارية ، وتتراوح قيمته بين 1.15 و 1.42 ؛K ثابت ، وهو ثابت مرتبط بكمية المادة النشطة في البطارية.

 

 

تقل السعة المتاحة للبطارية مع زيادة تيار التفريغ.

 

 

درس المهنيون تأثير معدل التفريغ على قدرة تفريغ خلايا بطارية فوسفات الحديد الليثيوم.يتم شحن مجموعة من الخلايا المفردة مع نفس النموذج مع الاتساق الأولي الجيد إلى 3.8 فولت مع تيار 1 درجة مئوية ، ثم يتم شحنها بـ 0.1 و 0.2 و 0.5 على التوالي.معدل التفريغ 1 و 2 و 3 ج إلى 2.5 فولت ، سجل منحنى العلاقة بين الجهد والكهرباء المفرغة.أظهرت النتائج التجريبية أن سعة تصريف 1 و 2 درجة مئوية هي على التوالي 97.8٪ و 96.5٪ من قدرة تصريف C / 3 ، والطاقة المنبعثة هي 97.2٪ و 94.3٪ من الطاقة التي يتم تفريغها بواسطة C / 3 على التوالي.في تزايد ، تم تقليل السعة والطاقة المنبعثة من بطارية الليثيوم أيون بشكل كبير.

 

 

 

 

عند تفريغ بطاريات الليثيوم أيون ، يتم استخدام المعيار الوطني 1C بشكل عام ، وعادة ما يقتصر الحد الأقصى لتيار التفريغ على 2 إلى 3 درجة مئوية.عند التفريغ بتيار عالٍ ، سوف ينتج عنه ارتفاع كبير في درجة الحرارة ويؤدي إلى فقدان الطاقة.لذلك ، من الضروري مراقبة درجة حرارة حزمة البطارية في الوقت الفعلي لمنع تلف البطارية بسبب درجة الحرارة الزائدة وتقليل عمر خدمة البطارية.

 

 

رابعا ، ظروف درجة الحرارة

 

 

 

تؤثر درجة الحرارة بشكل أساسي على النشاط وأداء الإلكتروليت لمواد قطعة القطب داخل البطارية.درجات الحرارة العالية جدًا والمنخفضة جدًا لها تأثير أكبر على سعة البطارية.

 

 

في درجات الحرارة المنخفضة ، يتم تقليل نشاط البطارية بشكل كبير ، وتقل القدرة على إدخال واستخراج الليثيوم ، وتزيد المقاومة الداخلية والجهد الاستقطاب للبطارية ، وتقل السعة الفعلية المتاحة ، وتقل سعة تفريغ البطارية ، وتكون منصة التفريغ منخفضة ، و من المرجح أن تصل البطارية إلى جهد قطع التفريغ.تقل السعة المتاحة للبطارية ، كما تنخفض كفاءة استخدام طاقة البطارية.

 

 

عندما ترتفع درجة الحرارة ، ينشط استخراج وإدخال أيونات الليثيوم بين الأقطاب الموجبة والسالبة ، بحيث تنخفض المقاومة الداخلية للبطارية ، ويصبح وقت استقرار المقاومة الداخلية أطول ، مما يجعل مقدار هجرة الإلكترون في الخارج زيادة الدائرة ، والقدرة أكثر فعالية.لعب.ومع ذلك ، إذا تم تشغيل البطارية في بيئة ذات درجة حرارة عالية لفترة طويلة ، فسوف يتدهور استقرار الهيكل الشبكي للإلكترود الموجب ، وسيتم تقليل سلامة البطارية ، وسيتم تقصير عمر البطارية بشكل كبير.

 

 

درس المحترفون تأثير درجة الحرارة على سعة التفريغ الفعلية للبطارية ، وسجلوا نسبة سعة التفريغ الفعلية للبطارية إلى سعة التفريغ القياسية (تفريغ 1 درجة مئوية عند 25 درجة مئوية) عند درجات حرارة مختلفة.مع ملاءمة تغيير سعة البطارية مع درجة الحرارة ، نحصل على:

 

C = (- 5.06974) * إكسب (-T / 55.90333) + 14.03729 ، ص^2-0.99784

 

في الصيغة: C هي سعة البطارية ؛T هي درجة الحرارةR2 هو معامل الارتباط للتركيب.أظهرت التجارب أن سعة البطارية تتحلل بسرعة كبيرة في درجات الحرارة المنخفضة ، بينما تزداد السعة مع زيادة درجة الحرارة حول درجة حرارة الغرفة.تبلغ سعة البطارية 1/3 فقط من القيمة الاسمية عند -40 درجة مئوية ، بينما عند 0 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية ، ترتفع سعة البطارية من 80٪ من السعة الاسمية إلى 100٪.

 

 

يعتقد التحليل أن معدل تغير المقاومة الأومية عند درجات الحرارة المنخفضة أكبر من معدل التغير في درجات الحرارة المرتفعة ، مما يشير إلى أن درجة الحرارة المنخفضة لها تأثير كبير على نشاط البطارية ، مما يؤثر على قدرة تفريغ البطارية.مع ارتفاع درجة الحرارة ، تنخفض المقاومة الداخلية الأومية والمقاومة الداخلية للاستقطاب أثناء الشحن والتفريغ.ومع ذلك ، في درجات الحرارة المرتفعة ، سيتم تدمير توازن التفاعلات الكيميائية في البطارية واستقرار المواد ، وقد تحدث تفاعلات جانبية ، مما سيؤثر على سعة البطارية والمقاومة الداخلية ، مما يؤدي إلى تقصير دورة الحياة وحتى تقليل الأمان.

 

 

لذلك ، ستؤثر درجة الحرارة المرتفعة ودرجة الحرارة المنخفضة على أداء وعمر خدمة بطارية فوسفات الحديد الليثيوم.في عملية العمل الفعلية ، يجب استخدام طرق مثل زيادة الإدارة الحرارية للبطارية للتأكد من أن البطارية تعمل في ظل ظروف درجة حرارة مناسبة.في رابط اختبار حزمة البطارية PACK ، يمكن إنشاء غرفة اختبار درجة حرارة ثابتة عند 25 درجة مئوية.

 

 

خمسة ، ملخص

 

 

 

في هذه الورقة ، جنبًا إلى جنب مع الوضع الفعلي لبطارية الليثيوم أيون PACK ، يتم تحليل ومناقشة العوامل التي تؤثر على سعة التفريغ.يعد تناسق مجموعة مطابقة حزمة البطارية الجيدة شرطًا أساسيًا لتحقيق أداء ومستوى تفريغ حزمة البطارية ، يمكنك الرجوع إلى استخدام طريقة مجموعة مطابقة الخصائص الديناميكية.يوصى بطريقة الشحن باستخدام طريقة الشحن المتوازن للتأكد من أن منصات SOC لكل مونومر متشابهة قبل التفريغ.من الضروري اختيار معدل تفريغ مناسب ، مع مراعاة كل من السعة وكفاءة الاختبار.البيئة لها تأثير كبير على اختبار البطارية ، لذلك يجب التحكم في ظروف درجة الحرارة.