Factores que afectan la capacidad de descarga del paquete de baterías de iones de litio-
El paquete de batería de iones de litio-es principalmente para probar el rendimiento eléctrico de las celdas después de la selección, agrupación, empaque y ensamblaje para determinar si la capacidad y la diferencia de presión son productos calificados.
La consistencia entre las celdas en serie y en paralelo de la batería es una consideración especial en el paquete de baterías. Solo con una buena capacidad, estado de carga, resistencia interna y consistencia de auto-descarga se puede ejercer y liberar la capacidad de la batería. Un rendimiento deficiente afectará gravemente el rendimiento general del paquete de baterías e incluso puede provocar una sobrecarga o una descarga excesiva, lo que puede generar riesgos para la seguridad. Un buen método de combinación es una forma efectiva de mejorar la consistencia de los monómeros.
Las baterías de iones de litio- están restringidas por la influencia de la temperatura ambiente, y la capacidad de la batería se verá afectada si la temperatura es demasiado alta o demasiado baja. Si la batería funciona en condiciones de alta temperatura durante mucho tiempo, su ciclo de vida puede verse afectado. Si la temperatura es demasiado baja, la capacidad será difícil de ejercer. La tasa de descarga refleja la alta-capacidad actual de carga y descarga de la batería. Si la tasa es demasiado pequeña, la velocidad de carga y descarga será lenta, lo que afectará la eficiencia de la prueba; si la tasa es demasiado grande, la capacidad se reducirá debido al efecto de polarización y al efecto térmico de la batería. Tasa de carga y descarga.
1. Consistencia de correspondencia
Una buena configuración no solo puede mejorar la tasa de utilización de las celdas, sino también controlar la consistencia de las celdas, que es la base para lograr una buena capacidad de descarga y estabilidad de ciclo en la descarga del paquete de baterías. Sin embargo, aumentará la dispersión de la impedancia de CA de la capacidad de la celda de la batería con una configuración deficiente, lo que a su vez debilitará el rendimiento del ciclo y la capacidad utilizable del paquete de baterías. Alguien propuso un método de emparejamiento de baterías según el vector característico de la batería. El vector característico refleja el grado de similitud entre los datos de voltaje de carga y descarga de la batería individual y los datos de carga y descarga de la batería estándar. Cuanto más cerca esté la curva de carga-descarga de la batería de la curva estándar, mayor será la similitud y más cercano será el coeficiente de correlación a 1. Este método de coincidencia se basa principalmente en el coeficiente de correlación del voltaje del monómero, y luego combina otros parámetros para llevar a cabo la coincidencia, lo que puede obtener un mejor efecto de coincidencia. La dificultad con este enfoque es proporcionar vectores característicos de batería estándar. Debido a las limitaciones del nivel de producción, debe haber diferencias entre cada lote de baterías, y es muy difícil obtener un conjunto de vectores de características que sean adecuados para cada lote de baterías.
Se usó análisis cuantitativo para analizar el método de evaluación de diferencias entre células individuales. Primero, los puntos clave que afectan el rendimiento de la batería se extraen mediante métodos matemáticos, y luego se lleva a cabo una abstracción matemática para lograr una evaluación y comparación integrales del rendimiento de la batería, y el análisis cualitativo del rendimiento de la batería se convierte en un análisis cuantitativo, para optimizar el rendimiento general de la batería. Se presenta un método simple que se puede implementar en la práctica. Se propone un sistema integral de evaluación del rendimiento basado en la selección y agrupación de baterías, que combina la puntuación subjetiva de Delphi y la medición objetiva del grado de correlación de grises, y establece un modelo de correlación de grises de múltiples-parámetros para baterías, que supera el- lateralidad de usar un solo índice como estándar de evaluación. Se realiza la evaluación del rendimiento de la batería de iones de litio de potencia-, y la correlación obtenida de los resultados de la evaluación proporciona una base teórica confiable para la detección y el emparejamiento de la batería en la etapa posterior.
El método de coincidencia de características dinámicas es principalmente para realizar la función de coincidencia de acuerdo con la curva de carga y descarga de la batería. Los pasos de implementación específicos son extraer primero los puntos característicos de la curva para formar un vector característico. De acuerdo con la distancia entre los vectores característicos entre cada curva, para el índice de coincidencia, la clasificación de la curva se realiza seleccionando un algoritmo apropiado y luego se completa el proceso de coincidencia de la batería. Este método de coincidencia tiene en cuenta los cambios de rendimiento de la batería durante el funcionamiento. Sobre esta base, se seleccionan otros parámetros adecuados para la comparación de baterías y se pueden clasificar las baterías con un rendimiento más consistente.
2. Método de carga
El régimen de carga adecuado tiene un impacto significativo en la capacidad de descarga de la batería. Si la profundidad de carga es poco profunda, la capacidad de descarga se reducirá en consecuencia. Si se sobrecarga, afectará las sustancias químicas activas de la batería y causará daños irreversibles, reduciendo la capacidad y la vida útil de la batería. Por lo tanto, es necesario elegir la tasa de carga adecuada, el voltaje límite superior y la corriente de corte de voltaje constante-para garantizar que la eficiencia de carga, la seguridad y la estabilidad se optimicen mientras se obtiene la capacidad de carga. En la actualidad, las baterías de iones de litio{1}}alimentadas utilizan principalmente un modo de carga de voltaje constante-de corriente constante. Al analizar los resultados de carga de corriente constante y voltaje constante del sistema de fosfato de hierro y litio y la batería del sistema ternario bajo diferentes corrientes de carga y diferentes voltajes de corte-, se puede saber que: (1) cuando la carga se corta{{5 }}Se presiona el voltaje de apagado, la corriente de carga aumenta y la relación de corriente constante disminuye. El tiempo de carga se acorta, pero el consumo de energía aumenta; (2) Cuando se presiona la corriente de carga, a medida que disminuye el voltaje de corte-de carga, la relación de carga de corriente constante disminuye y la capacidad de carga y la energía se reducen. Para garantizar la capacidad de la batería, el fosfato de hierro El voltaje de corte-de carga de las baterías de iones de litio-no puede ser inferior a 3,4 V. Para equilibrar el tiempo de carga y la pérdida de energía, elija una corriente de carga y un tiempo de corte-adecuados.
La consistencia del SOC de cada celda determina en gran medida la capacidad de descarga del paquete de baterías, y la carga equilibrada brinda la posibilidad de lograr una plataforma de SOC inicial similar para cada descarga de celda, lo que puede mejorar la capacidad de descarga y la eficiencia de descarga (capacidad de descarga/capacidad de coincidencia) . El método de ecualización en la carga se refiere a la ecualización de la energía de la batería de iones de litio-durante el proceso de carga. En general, la ecualización comienza cuando el voltaje del paquete de baterías alcanza o supera el voltaje establecido, y la sobrecarga se evita al reducir la corriente de carga.
De acuerdo con los diferentes estados de las celdas individuales en el paquete de baterías, a través del modelo de circuito de control de carga balanceado del paquete de baterías y el circuito de ecualización para afinar-la corriente de carga de las celdas individuales, se propone un método que no solo puede realizar la carga rápida del paquete de baterías, sino también eliminar la inconsistencia de las celdas individuales. Ecualización de la estrategia de control de carga para los efectos del ciclo de vida del paquete de baterías. Específicamente, a través de la señal del interruptor, la energía general del paquete de baterías de iones de litio-se complementa con la batería individual, o la energía de la batería individual se convierte en el paquete de baterías general. Durante el proceso de carga del paquete de baterías, al detectar el valor de voltaje de cada celda individual, cuando el voltaje de la celda individual alcanza un cierto valor, el módulo de equilibrio comienza a funcionar. La corriente de carga en la batería individual se divide para reducir el voltaje de carga, y el módulo convierte la corriente dividida para realimentar la energía al bus de carga para lograr el propósito del equilibrio.
Alguien propuso una solución de ecualización de carga de tarifa variable. La idea de ecualización de este método es solo suministrar energía adicional a la batería individual con poca energía, lo que evita el proceso de extraer la energía de la batería individual con más energía, lo que simplifica enormemente el proceso. La topología del circuito de ecualización. Es decir, se utilizan diferentes tasas de carga para cargar las celdas individuales de diferentes estados de energía, para lograr un buen efecto de equilibrio.
3. Tasa de descarga
La tasa de descarga es un indicador fundamental para la potencia de las baterías de iones de litio-. La alta tasa de descarga de la batería es una prueba para los materiales y electrolitos de los electrodos positivo y negativo. Para el material de electrodo positivo de fosfato de hierro y litio, su estructura es estable, la tensión durante la carga y descarga es pequeña y tiene las condiciones básicas para una descarga de alta corriente, pero la desventaja es que la conductividad del fosfato de hierro y litio es baja. 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 de la batería y la concentración del electrolito.
Por lo tanto, diferentes tasas de descarga conducen a diferentes tiempos de descarga y plataformas de voltaje de descarga de las baterías, lo que a su vez conduce a diferentes capacidades de descarga, que son especialmente obvias para paquetes de baterías en paralelo. Por lo tanto, es necesario elegir la tasa de descarga adecuada. La capacidad utilizable de la batería disminuye a medida que aumenta la corriente de descarga.
Jiang Cuina et al. estudió el efecto de la tasa de descarga en la capacidad liberable de las celdas de batería de fosfato de hierro y litio. Un grupo de celdas individuales con buena consistencia inicial del mismo tipo se cargó a 3,8 V a 1 C de corriente y luego se cargó a 0.1, 0.2, las tasas de descarga de {{7} }.5, 1, 2 y 3C se descargaron a 2,5 V y se registró la curva de relación entre el voltaje y la potencia descargada, como se muestra en la Figura 1. Los resultados experimentales muestran que la capacidad liberada de 1 y 2C es 97,8 por ciento y 96,5 por ciento de la capacidad liberada de C/3, respectivamente, y la energía liberada es 97,2 por ciento y 94,3 por ciento de la energía liberada por C/3, respectivamente. Aumento, la capacidad y la energía liberada por la batería de iones de litio-se reducen significativamente.
Cuando la batería de iones de litio-está descargada, generalmente se usa el estándar nacional 1C y la corriente de descarga máxima generalmente se limita a 23C. Cuando se descarga una gran corriente, se producirá un gran aumento de temperatura y se producirá una pérdida de energía. Por lo tanto, es necesario monitorear la temperatura del paquete de baterías en tiempo real para evitar daños a la batería debido a una temperatura excesiva y reducir la vida útil de la batería.
4. Condiciones de temperatura
La temperatura afecta significativamente la actividad y el rendimiento electrolítico del material del electrodo dentro de la batería. Una temperatura demasiado alta o demasiado baja tiene un mayor impacto en la capacidad de la batería.
A baja temperatura, la actividad de la batería se reduce significativamente, la capacidad de intercalación y extracción de litio se reduce, la resistencia interna y el voltaje de polarización de la batería aumentan, la capacidad utilizable real se reduce, la capacidad de descarga de la batería se reduce , la plataforma de descarga está baja y es más probable que la batería alcance el voltaje de corte-de descarga. A medida que disminuye la capacidad disponible de la batería, disminuye la eficiencia de utilización de energía de la batería.
Cuando la temperatura aumenta, la extracción y la inserción de iones de litio entre los electrodos positivo y negativo se activan, de modo que la resistencia interna de la batería se reduce y el tiempo de estabilidad de la resistencia interna se alarga, lo que aumenta la cantidad de movilidad de electrones en el circuito externo y la capacidad es más eficaz. jugar. Sin embargo, si la batería funciona en un ambiente de alta temperatura durante mucho tiempo, la estabilidad de la estructura de red positiva se deteriorará, la seguridad de la batería se reducirá y la vida útil de la batería se acortará significativamente.
Li Zhe et al. Estudió el efecto de la temperatura en la capacidad de descarga real de la batería y registró la relación entre la capacidad de descarga real de la batería y la capacidad de descarga estándar (descarga de 1C a 25 grados) a diferentes temperaturas. Ajuste el cambio de capacidad de la batería con la temperatura, y obtenga: En la fórmula: C es la capacidad de la batería; T es la temperatura; R2 es el coeficiente de correlación del ajuste. Los experimentos muestran que la capacidad de la batería decae muy rápidamente a baja temperatura, mientras que la capacidad aumenta con el aumento de la temperatura a una temperatura normal. La capacidad de la batería a -40 grados es solo 1/3 del valor nominal, mientras que de 0 a 60 grados, 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 interna óhmica a baja temperatura es mayor que a alta temperatura, lo que indica que la baja temperatura tiene un efecto más evidente en la actividad de la batería, lo que afecta la potencia descargable de la batería. A medida que aumenta la temperatura, disminuyen la resistencia interna óhmica y la resistencia interna de polarización del proceso de carga y descarga. Sin embargo, a temperaturas más altas, el equilibrio de la reacción química en la batería y la estabilidad del material se destruirán, lo que dará como resultado posibles reacciones secundarias que afectarán la capacidad de la batería y la resistencia interna, lo que dará como resultado una vida útil más corta e incluso una seguridad reducida.
Por lo tanto, tanto las temperaturas altas como las bajas afectarán el rendimiento y la vida útil de las baterías de fosfato de hierro y litio. En el proceso de trabajo real, se deben utilizar métodos como la gestión térmica de la batería nueva para garantizar que la batería funcione en condiciones de temperatura adecuadas. En la prueba del paquete de batería, se puede establecer una sala de prueba de temperatura constante de 25 grados.
