Анализ несоответствия аккумуляторной батареи
Анализ несоответствий
1.1 Значение несоответствия
Несовместимость литий-ионных батарей означает, что существуют некоторые различия в напряжении, емкости, внутреннем сопротивлении, сроке службы, температурном воздействии, скорости саморазряда и других параметрах после того, как отдельные батареи одной и той же спецификации и модели образуют аккумуляторный блок.
После изготовления одной батареи существуют некоторые различия в ее первоначальных характеристиках. При использовании батарей эти различия в производительности накапливаются постоянно, и в то же время, поскольку условия использования каждой отдельной батареи в аккумуляторном блоке не совсем одинаковы, несоответствие одной батареи постепенно увеличивается, что ускоряет снижение производительности. батареи и, в конечном итоге, привести к преждевременному выходу из строя аккумуляторной батареи.
1.2 Показатели несоответствия
Несовместимость литий-ионных аккумуляторов в основном проявляется в двух аспектах: в различии эксплуатационных параметров аккумулятора (емкости аккумулятора, внутреннем сопротивлении и скорости саморазряда и т. д.) и в различии степени заряда аккумулятора (SOC).
Мы обнаружили, что разница распределения емкости между элементами близка к распределению Вейля. Но степень дисперсии внутреннего сопротивления более значительна, чем емкость, а внутреннее сопротивление одной и той же партии батарей обычно соответствует нормальному закону распределения, а скорость саморазряда также представляет собой приблизительное нормальное распределение. SOC представляет собой состояние заряда аккумулятора, которое представляет собой отношение остаточной емкости аккумулятора к номинальной емкости. Считалось, что максимально доступная емкость аккумуляторов различна из-за несогласованности самих аккумуляторов и разной скорости снижения емкости. SOC аккумулятора малой емкости изменяется быстрее, чем у аккумулятора большой емкости, и быстрее достигает напряжения отсечки при зарядке и разрядке.
1.3 Причины несоответствия
Существует множество причин несоответствия литий-ионных аккумуляторов, особенно в процессе производства и процессе использования. Каждое звено производственного процесса, такое как однородность раствора во время дозирования, контроль поверхностной плотности и поверхностного натяжения во время нанесения покрытия и т. д., приводит к различиям в производительности отдельных ячеек.
После изучения влияния процесса производства литий-ионной батареи на консистенцию батареи, тщательно изучалось влияние процесса производства литий-ионной батареи со связующей системой на водной основе на консистенцию батареи. Мы считаем, что в процессе использования аккумулятора режим подключения, конструктивные детали/устройства, условия работы и окружающая среда будут влиять на работоспособность аккумуляторной батареи. Поскольку энергия, потребляемая каждой точкой подключения, непостоянна, производительность и скорость старения каждого компонента или конструкции также непостоянны, поэтому влияние на батарею также непостоянно. Кроме того, из-за различного положения, температуры и снижения производительности каждой отдельной ячейки батареи несогласованность отдельных ячеек будет усиливаться.
Во-вторых, методы улучшения стабильности батареи
2.1 Контроль производственного процесса
Контроль производственного процесса важен с двух сторон: сырья и технологии производства. Что касается сырья, старайтесь выбирать одну и ту же партию сырья, чтобы обеспечить постоянство размера частиц и характеристик сырья. Весь процесс должен строго контролироваться. например, обеспечение равномерного перемешивания суспензии и ее размещение на короткое время, контроль скорости машины для нанесения покрытия для обеспечения толщины и однородности покрытия, проверка внешнего вида полюсных наконечников, взвешивание и сортировка, контроль количества впрыскиваемой жидкости и условия формирования, объемного разделения и хранения и т.д.
Благодаря исследованию технологии подготовки литий-ионной батареи определены ключевые технологии, которые оказывают большое влияние на консистенцию литий-ионной батареи, включая смешивание, нанесение покрытия, прокатку, намотку/ламинирование, впрыскивание и формование жидкости, а также взаимосвязь между каждым ключевым параметром процесса и производительностью батареи тщательно изучена и проанализирована.
2.2 Контроль процесса согласования
Контроль процесса сборки в основном относится к сортировке аккумуляторов. В аккумуляторном блоке используются батареи с одинаковыми характеристиками и моделями, а напряжение, емкость и внутреннее сопротивление батарей должны быть измерены, чтобы обеспечить постоянство первоначальных характеристик батарей.
В ходе исследования было обнаружено, что разница напряжений отдельных ячеек является важным фактором, влияющим на стабильность работы каждой отдельной ячейки в конце зарядки и разрядки батареи, в то время как разница внутреннего сопротивления отдельных ячеек приводит к большой разнице в платформе напряжения. каждого отдельного элемента во время зарядки и разрядки аккумулятора. Мы проанализировали влияние DCR, важного фактора в параллельной батарее, и влияние емкости, важного фактора в последовательно-параллельной батарее, на аккумуляторный блок, изучая несогласованность отдельных ячеек в литий-ионном последовательно-параллельном аккумуляторном блоке, чтобы обеспечить необходимую основу для комбинированного аккумуляторного блока. В ходе исследования влияния скорости разряда на стабильность сборки батареи Чэнь Пин и другие обнаружили, что с увеличением скорости разряда нестабильность батарей усиливается и достигается эффект устранения неисправных батарей.
2.3 Контроль использования и процесса обслуживания
Контролируйте аккумулятор в режиме реального времени. Проверка целостности аккумуляторов во время сопоставления может гарантировать целостность аккумуляторного блока на начальном этапе использования. Когда батарея контролируется в режиме реального времени, проблему согласованности можно наблюдать в режиме реального времени. Однако, когда согласованность плохая, схема мониторинга отключит цепь зарядки и разрядки, поэтому производительность снизится. Мы должны найти баланс между ними. Батарея с экстремальными параметрами также может быть своевременно отрегулирована или заменена посредством мониторинга в режиме реального времени, чтобы гарантировать, что несоответствие аккумуляторной батареи не будет увеличиваться со временем.
Внедрить сбалансированную систему управления. Батарея разумно управляется путем принятия соответствующих стратегий выравнивания и схем выравнивания. В настоящее время общие стратегии выравнивания включают стратегию выравнивания на основе внешнего напряжения, стратегию выравнивания на основе SOC и стратегию выравнивания на основе мощности. Цепь выравнивания можно разделить на пассивное и активное выравнивание в зависимости от режима энергопотребления. Среди них активная балансировка может обеспечить поток энергии между батареями без потерь, что является горячей темой исследований в стране и за рубежом. Обычно используемые методы активного выравнивания включают шунтирование батареи, переключаемый конденсатор, переключаемую индуктивность, преобразование постоянного тока в постоянный и т. д.
Терморегулирование аккумулятора. Помимо поддержания рабочей температуры аккумуляторной батареи в оптимальном диапазоне, система терморегулирования батарей также должна стараться обеспечить согласованность температурных условий между батареями, тем самым эффективно обеспечивая постоянство производительности батарей. . Примите разумную стратегию контроля. Когда выходная мощность позволяет, глубину разряда батареи следует максимально уменьшить и в то же время следует предотвратить перезарядку батареи, что может продлить срок службы аккумуляторной батареи. Улучшить обслуживание аккумуляторных блоков. Периодически выполняйте слаботочную поддерживающую зарядку аккумуляторной батареи и уделяйте внимание очистке.
