Análisis de inconsistencia del paquete de baterías.

Análisis de inconsistencia

1.1 El significado de inconsistencia

La inconsistencia de las baterías de iones de litio significa que existen algunas diferencias en voltaje, capacidad, resistencia interna, vida útil, efecto de la temperatura, tasa de autodescarga y otros parámetros después de que las baterías individuales de la misma especificación y modelo forman un paquete de baterías.

Después de fabricar una sola batería, existen algunas diferencias en su rendimiento inicial. Con el uso de baterías, estas diferencias de rendimiento se acumulan continuamente y, al mismo tiempo, debido a que el entorno de uso de cada batería del paquete de baterías no es exactamente el mismo, la inconsistencia de una sola batería aumentó gradualmente, acelerando así la atenuación del rendimiento. de la batería y eventualmente causando la falla prematura del paquete de batería.

1.2 El desempeño de la inconsistencia

La inconsistencia de las baterías de iones de litio se manifiesta principalmente en dos aspectos: la diferencia en los parámetros de rendimiento de la batería (capacidad de la batería, resistencia interna y tasa de autodescarga, etc.) y la diferencia en el estado de carga de la batería (SOC).

Descubrimos que la diferencia en la capacidad de distribución entre celdas está cerca de la distribución de Weil, pero el grado de dispersión de la resistencia interna es más significativo que la capacidad, y la resistencia interna del mismo lote de baterías generalmente cumple con la ley de distribución normal y la tasa de autodescarga. también presenta una distribución normal aproximada. SOC representa el estado de carga de la batería, que es la relación entre la capacidad restante de la batería y la capacidad nominal. Se creía que la capacidad máxima disponible de las baterías es diferente debido a la inconsistencia de las baterías y las diferentes tasas de caída de capacidad. El SOC de la batería de pequeña capacidad cambia más rápido que el de la batería de gran capacidad y alcanza el voltaje de corte más rápido durante la carga y descarga.

1.3 Causas de inconsistencia

Hay muchas razones para la inconsistencia de las baterías de iones de litio, especialmente en el proceso de fabricación y el proceso de uso. Cada eslabón del proceso de fabricación, como la uniformidad de la lechada durante el procesamiento por lotes, el control de la densidad y la tensión superficial durante el recubrimiento, etc., provocará diferencias en el rendimiento de las celdas individuales.

Después de estudiar la influencia del proceso de fabricación de la batería de iones de litio en la consistencia de la batería, se estudió enfáticamente la influencia del proceso de producción de la batería de iones de litio con sistema aglutinante a base de agua en la consistencia de la batería. En el proceso de uso de la batería, creemos que el modo de conexión, las piezas/dispositivos estructurales, las condiciones de trabajo y el entorno afectarán la consistencia del paquete de baterías. Debido a que la energía consumida por cada punto de conexión es inconsistente, el rendimiento y la tasa de envejecimiento de cada componente o estructura también son inconsistentes, por lo que el impacto en la batería también es inconsistente. Además, debido a la diferente posición, temperatura y atenuación del rendimiento de cada celda de la batería, la inconsistencia de las celdas individuales se amplificará.

En segundo lugar, métodos para mejorar la consistencia de la batería.

2.1 Control del proceso de producción

El control del proceso de producción es importante desde dos aspectos: las materias primas y la tecnología de producción. En cuanto a las materias primas, intente seleccionar el mismo lote de materias primas para garantizar la consistencia del tamaño de las partículas y el rendimiento de las materias primas. Todo el proceso debe controlarse estrictamente. tales como garantizar que la lechada se agite uniformemente y se coloque durante un corto período de tiempo, controlar la velocidad de la máquina de recubrimiento para garantizar el espesor y la uniformidad del recubrimiento, inspeccionar la apariencia de las piezas polares, pesar y clasificar, controlar la cantidad de inyección de líquido y la condiciones de formación, separación de volúmenes y almacenamiento, etc.

A través de la investigación sobre la tecnología de preparación de la batería de iones de litio, se determinan las tecnologías clave que tienen una gran influencia en la consistencia de la batería de iones de litio, incluida la mezcla, el recubrimiento, el laminado, el bobinado/laminado, la inyección y formación de líquidos, y la La relación entre cada parámetro clave del proceso y el rendimiento de la batería se estudia y analiza profundamente.

2.2 Control del proceso de casación

El control del proceso de montaje se refiere principalmente a la clasificación de las baterías. El paquete de baterías adopta baterías con especificaciones y modelos uniformes, y el voltaje, la capacidad y la resistencia interna de las baterías deben medirse para garantizar la consistencia del rendimiento inicial de las baterías.

A través de la investigación, se encontró que la diferencia de voltaje de las celdas individuales es un factor importante que afecta la consistencia de cada celda al final de la carga y descarga de la batería, mientras que la diferencia de resistencia interna de las celdas individuales conduce a una gran diferencia en la plataforma de voltaje. de cada celda durante la carga y descarga de la batería. Analizamos la influencia de DCR, un factor importante en la batería en paralelo, y la influencia de la capacidad, un factor importante en la batería en serie, en el paquete de baterías mediante el estudio de la inconsistencia de celdas individuales en el paquete de baterías en serie-paralelo de iones de litio, para Proporcionar la base necesaria para el paquete de baterías combinado. A través de la investigación sobre la influencia de la tasa de descarga en la consistencia del ensamblaje de la batería, Chen Ping y otros descubrieron que con el aumento de la tasa de descarga, la inconsistencia de las baterías se amplificaba y se lograba el efecto de eliminar las baterías defectuosas.

2.3 Control del proceso de uso y mantenimiento

Monitoriza la batería en tiempo real. La evaluación de la consistencia de las baterías durante la comparación puede garantizar la consistencia del paquete de baterías en la etapa inicial de uso. Cuando la batería se monitorea en tiempo real, el problema de consistencia se puede observar en tiempo real. Sin embargo, cuando la consistencia es deficiente, el circuito de monitoreo cortará el circuito de carga y descarga, por lo que se reducirá el rendimiento. Debemos encontrar un equilibrio entre ambos. La batería con parámetros extremos también se puede ajustar o reemplazar a tiempo mediante monitoreo en tiempo real para garantizar que la inconsistencia del paquete de batería no se expanda con el tiempo.

Introducir un sistema de gestión equilibrado. La batería se gestiona de forma inteligente mediante la adopción de estrategias y circuitos de ecualización adecuados. En la actualidad, las estrategias de ecualización comunes incluyen una estrategia de ecualización basada en voltaje externo, una estrategia de ecualización basada en SOC y una estrategia de ecualización basada en capacidad. El circuito de ecualización se puede dividir en ecualización pasiva y ecualización activa según el modo de consumo de energía. Entre ellos, el equilibrio activo puede lograr un flujo de energía sin pérdidas entre baterías, que es un tema de investigación candente en el país y en el extranjero. Los métodos comúnmente utilizados en ecualización activa incluyen derivación de batería, condensador conmutado, inductancia conmutada, conversión CC/CC, etc.

Gestión térmica de la batería. Además de mantener la temperatura de funcionamiento del paquete de baterías en el rango óptimo en la medida de lo posible, la gestión térmica de las baterías también debe intentar garantizar la coherencia de las condiciones de temperatura entre las baterías, garantizando así de forma eficaz la coherencia del rendimiento entre las baterías. . Adoptar una estrategia de control razonable. Cuando la potencia de salida lo permite, la profundidad de descarga de la batería debe reducirse tanto como sea posible y, al mismo tiempo, debe evitarse la sobrecarga de la batería, lo que puede prolongar el ciclo de vida del paquete de baterías. Fortalecer el mantenimiento de los paquetes de baterías. Realice cargas de mantenimiento de baja corriente en la batería a intervalos y preste atención a la limpieza.