Analyse des incohérences du pack batterie

Analyse d'incohérence

1.1 Le sens de l'incohérence

L'incohérence des batteries lithium-ion signifie qu'il existe certaines différences de tension, de capacité, de résistance interne, de durée de vie, d'effet de température, de taux d'autodécharge et d'autres paramètres après que les batteries individuelles de mêmes spécifications et modèles forment un bloc de batteries.

Après la fabrication d’une seule batterie, il existe quelques différences dans ses performances initiales. Avec l'utilisation de batteries, ces différences de performances s'accumulent continuellement et, en même temps, comme l'environnement d'utilisation de chaque batterie dans le bloc-batterie n'est pas exactement le même, l'incohérence de la batterie unique s'agrandit progressivement, accélérant ainsi l'atténuation des performances. de la batterie et éventuellement provoquer une défaillance prématurée du bloc-batterie.

1.2 La performance de l'incohérence

L'incohérence des batteries lithium-ion se manifeste principalement sous deux aspects : la différence des paramètres de performance de la batterie (capacité de la batterie, résistance interne et taux d'autodécharge, etc.) et la différence de l'état de charge de la batterie (SOC).

Nous avons constaté que la différence de capacité de distribution entre les cellules est proche de la distribution de Weil. Mais le degré de dispersion de la résistance interne est plus important que la capacité, et la résistance interne du même lot de batteries répond généralement à la loi de distribution normale et au taux d'auto-décharge. présente également une distribution normale approximative. SOC représente l'état de charge de la batterie, qui est le rapport entre la capacité restante de la batterie et la capacité nominale. Elle pensait que la capacité maximale disponible des batteries était différente en raison de l'incohérence des batteries et des différents taux de dégradation de la capacité. Le SOC de la batterie de petite capacité change plus rapidement que celui de la batterie de grande capacité et atteint la tension de coupure plus rapidement lors de la charge et de la décharge.

1.3 Causes d'incohérence

Il existe de nombreuses raisons qui expliquent l'incohérence des batteries lithium-ion, notamment dans le processus de fabrication et le processus d'utilisation. Chaque maillon du processus de fabrication, tel que l'uniformité de la suspension pendant le traitement par lots, le contrôle de la densité superficielle et de la tension superficielle pendant le revêtement, etc., entraînera des différences dans les performances des cellules individuelles.

Après avoir étudié l'influence du processus de fabrication de la batterie lithium-ion sur la consistance de la batterie, l'influence du processus de production de la batterie lithium-ion avec système de liant à base d'eau sur la consistance de la batterie a été étudiée avec insistance. Lors du processus d'utilisation de la batterie, nous pensons que le mode de connexion, les pièces/dispositifs structurels, les conditions de travail et l'environnement affecteront la cohérence de la batterie. Étant donné que l'énergie consommée par chaque point de connexion est incohérente, les performances et le taux de vieillissement de chaque composant ou structure sont également incohérents, de sorte que l'impact sur la batterie est également incohérent. De plus, en raison de la position différente, de la température et de l'atténuation des performances de chaque cellule de la batterie, l'incohérence des cellules individuelles sera amplifiée.

Deuxièmement, des méthodes pour améliorer la cohérence de la batterie

2.1 Contrôle du processus de production

Le contrôle du processus de production est important sous deux aspects : les matières premières et la technologie de production. Quant aux matières premières, essayez de sélectionner le même lot de matières premières pour garantir la cohérence de la granulométrie et des performances des matières premières. L'ensemble du processus doit être strictement contrôlé. comme assurer que la boue soit uniformément agitée et placée pendant une courte période, contrôler la vitesse de la machine de revêtement pour assurer l'épaisseur et l'uniformité du revêtement, inspecter l'apparence des pièces polaires, peser et classer, contrôler la quantité d'injection de liquide et la conditions de formation, séparation des volumes et stockage, etc.

Grâce à la recherche sur la technologie de préparation des batteries lithium-ion, les technologies clés qui ont une grande influence sur la consistance des batteries lithium-ion sont déterminées, notamment le mélange, le revêtement, le laminage, l'enroulement/laminage, l'injection et la formation de liquides, ainsi que la relation entre chaque paramètre clé du processus et les performances de la batterie étudiée et analysée en profondeur.

2.2 Contrôle du processus d'appariement

Le contrôle du processus d’assemblage concerne principalement le tri des batteries. La batterie adopte des batteries avec des spécifications et des modèles uniformes, et la tension, la capacité et la résistance interne des batteries doivent être mesurées pour garantir la cohérence des performances initiales des batteries.

Grâce à la recherche, il a été constaté que la différence de tension des cellules individuelles est un facteur important affectant la cohérence de chaque cellule à la fin de la charge et de la décharge de la batterie, tandis que la différence de résistance interne des cellules individuelles entraîne une grande différence dans la plate-forme de tension. de chaque cellule pendant la charge et la décharge de la batterie. Nous avons analysé l'influence du DCR, un facteur important dans la batterie parallèle, et l'influence de la capacité, un facteur important dans la batterie en série, sur la batterie en étudiant l'incohérence des cellules individuelles dans la batterie lithium-ion série-parallèle, afin de fournissent la base nécessaire pour le bloc de batteries combiné. Grâce à des recherches sur l'influence du taux de décharge sur la cohérence de l'assemblage de la batterie, Chen Ping et d'autres ont découvert qu'avec l'augmentation du taux de décharge, l'incohérence des batteries s'amplifiait et l'effet d'élimination des batteries défectueuses était obtenu.

2.3 Contrôle du processus d'utilisation et de maintenance

Surveillez la batterie en temps réel. Le contrôle de la cohérence des batteries lors de l'appariement peut garantir la cohérence du bloc-batterie au stade initial de son utilisation. Lorsque la batterie est surveillée en temps réel, le problème de cohérence peut être observé en temps réel. Cependant, lorsque la cohérence est mauvaise, le circuit de surveillance coupe le circuit de charge et de décharge, ce qui réduit les performances. Il faut trouver un équilibre entre les deux. La batterie avec des paramètres extrêmes peut également être ajustée ou remplacée à temps grâce à une surveillance en temps réel pour garantir que l'incohérence de la batterie ne s'étendra pas avec le temps.

Introduire un système de gestion équilibré. La batterie est gérée intelligemment en adoptant des stratégies d'égalisation et des circuits d'égalisation appropriés. À l'heure actuelle, les stratégies d'égalisation communes comprennent une stratégie d'égalisation basée sur la tension externe, une stratégie d'égalisation basée sur le SOC et une stratégie d'égalisation basée sur la capacité. Le circuit d'égalisation peut être divisé en égalisation passive et égalisation active selon le mode de consommation d'énergie. Parmi eux, l'équilibrage actif peut réaliser un flux d'énergie sans perte entre les batteries, ce qui est un sujet de recherche brûlant dans le pays et à l'étranger. Les méthodes couramment utilisées en égalisation active incluent le contournement de la batterie, le condensateur commuté, l'inductance commutée, la conversion DC/DC, etc.

Gestion thermique de la batterie. En plus de maintenir autant que possible la température de fonctionnement de la batterie dans la plage optimale, la gestion thermique des batteries doit également essayer d'assurer la cohérence des conditions de température entre les batteries, garantissant ainsi efficacement la cohérence des performances entre les batteries. . Adopter une stratégie de contrôle raisonnable. Lorsque la puissance de sortie le permet, la profondeur de décharge de la batterie doit être réduite autant que possible et, en même temps, la surcharge de la batterie doit être évitée, ce qui peut prolonger la durée de vie de la batterie. Renforcer la maintenance des packs de batteries. Effectuez régulièrement une charge d'entretien à faible courant sur la batterie et faites attention au nettoyage.