Liitium-ioonaku PACKi tühjenemisvõimet mõjutavad tegurid
Li{0}}ioonaku PACK on mõeldud peamiselt elementide elektrilise jõudluse testimiseks pärast sõelumist, rühmitamist, pakkimist ja kokkupanekut, et teha kindlaks, kas mahutavus ja rõhuerinevus on kvalifitseeritud tooted.
Aku seeria- ja paralleelelementide vaheline järjepidevus on akukomplekti puhul erilist tähelepanu pööratud. Ainult hea mahutavuse, laetuse oleku, sisemise takistuse ja isetühjenemise järjepidevuse korral saab aku mahutavust rakendada ja vabastada. Kehv jõudlus mõjutab tõsiselt akuploki üldist jõudlust ja võib isegi põhjustada ülelaadimist või tühjenemist, mis põhjustab ohutusriske. Hea kombineerimismeetod on tõhus viis monomeeride konsistentsi parandamiseks.
Liitium-ioonakusid piirab ümbritseva õhu temperatuur ja liiga kõrge või liiga madal temperatuur mõjutab aku mahtuvust. Kui aku töötab pikka aega kõrgel temperatuuril, võib aku tööiga mõjutada. Kui temperatuur on liiga madal, on võimsust raske rakendada. Tühjenemise määr peegeldab aku suurt-voolu laadimis- ja tühjenemisvõimet. Kui kiirus on liiga väike, on laadimis- ja tühjenduskiirus aeglane, mis mõjutab testi tõhusust; kui kiirus on liiga suur, väheneb võimsus aku polarisatsiooniefekti ja termilise efekti tõttu. Laadimis- ja tühjenduskiirus.
1. Sobiv järjepidevus
Hea konfiguratsioon ei saa mitte ainult parandada elementide kasutusmäära, vaid ka kontrollida elementide konsistentsi, mis on aluseks hea tühjenemisvõime ja tsükli stabiilsuse saavutamiseks akupaki tühjenemisel. Halva konfiguratsiooniga akuelemendi võimsuse vahelduvvoolutakistuse hajumine aga suureneb, mis omakorda nõrgendab tsükli jõudlust ja aku kasutatavat mahtu. Keegi pakkus välja patarei sobitamise meetodi vastavalt aku karakteristikuvektorile. Karaktervektor peegeldab üksiku aku laadimis- ja tühjenemispinge andmete ning standardaku laadimis- ja tühjenemisandmete sarnasuse määra. Mida lähemal on aku laadimis-tühjenemiskõver standardkõverale, seda suurem on sarnasus ja seda lähemal on korrelatsioonikordaja 1-le. See sobitamismeetod põhineb peamiselt monomeeri pinge korrelatsioonikoefitsiendil, ja seejärel kombineerib sobitamise teostamiseks muid parameetreid, mis võib saavutada parema sobitamise efekti. Selle lähenemisviisi raskus seisneb standardsete aku karakteristikute vektorite esitamises. Tootmistaseme piirangute tõttu peavad iga akupartii vahel olema erinevused ja iga akupartii jaoks sobivat funktsioonivektorite komplekti hankimine on väga keeruline.
Üksikute rakkude erinevuste hindamise meetodi analüüsimiseks kasutati kvantitatiivset analüüsi. Esiteks ekstraheeritakse aku jõudlust mõjutavad põhipunktid matemaatiliste meetoditega ja seejärel viiakse läbi matemaatiline abstraktsioon, et saavutada aku jõudluse igakülgne hindamine ja võrdlus, ning aku jõudluse kvalitatiivne analüüs teisendatakse kvantitatiivseks analüüsiks, et optimeerida aku jõudlust. aku üldine jõudlus. Esitatakse lihtne meetod, mida saab praktiliselt rakendada. Pakutakse välja kõikehõlmav akude valikul ja rühmitamisel põhinev jõudluse hindamissüsteem, mis ühendab endas subjektiivse Delphi skoori ja objektiivse halli korrelatsiooni astme mõõtmise ning loob patareide jaoks mitme{0}}parameetrilise halli korrelatsioonimudeli, mis ületab ühe- ühe indeksi hindamisstandardina kasutamise pooldus. Võimsa liitium-ioonaku jõudluse hindamine on teostatud ja hindamistulemuste põhjal saadud korrelatsioon annab usaldusväärse teoreetilise aluse aku hilisemaks sõelumiseks ja sobitamiseks.
Dünaamilise karakteristiku sobitamise meetod on peamiselt sobitusfunktsiooni realiseerimine vastavalt aku laadimis- ja tühjenemiskõverale. Konkreetsed rakendusetapid on esmalt kõveralt iseloomulike punktide eraldamine, et moodustada iseloomulik vektor. Vastavalt iga kõvera vahelisele iseloomulike vektorite vahelisele kaugusele. Sobivusindeksi jaoks teostatakse kõvera klassifikatsioon sobiva algoritmi valimisel ja seejärel viiakse aku sobitamise protsess lõpule. See sobitusmeetod võtab arvesse aku jõudluse muutusi töö ajal. Selle põhjal valitakse akude sobitamiseks teised sobivad parameetrid ja järjestatakse ühtlasema jõudlusega akusid.
2. Laadimisviis
Sobiv laadimisrežiim mõjutab oluliselt aku tühjenemisvõimet. Kui laadimissügavus on madal, väheneb tühjendusvõimsus vastavalt. Ülelaadimisel mõjutab see aku keemilisi aktiivaineid ja põhjustab pöördumatuid kahjustusi, vähendades aku mahtuvust ja eluiga. Seetõttu on vaja valida sobiv laadimiskiirus, ülempiirpinge ja konstantse pinge katkestusvool-, et tagada laadimise tõhususe, ohutuse ja stabiilsuse optimeerimine laadimisvõimsuse realiseerimisel. Praegu kasutavad liitium-ioonakud enamasti konstantse vooluga-konstantse pingega laadimisrežiimi. Analüüsides liitiumraudfosfaatsüsteemi ja kolmekomponentse süsteemi aku konstantse voolu ja pideva pinge laadimise tulemusi erinevate laadimisvoolude ja erinevate -väljalülituspingete korral, saab teada, et: (1) kui laadimine katkeb{{5} }}vajutatakse väljalülituspinget, laadimisvool suureneb ja konstantse voolu suhe väheneb, Laadimisaeg lüheneb, kuid energiakulu suureneb; (2) Laadimisvoolu vajutamisel väheneb laadimise katkestuspinge -vähenemisel konstantse voolu laadimissuhe ning laadimisvõimsus ja energia vähenevad. Aku mahutavuse tagamiseks raudfosfaat Liitium-ioonakude laetuse katkestuspinge-ei tohi olla madalam kui 3,4 V. Laadimisaja ja energiakadude tasakaalustamiseks valige sobiv laadimisvool ja{12}}väljalülitusaeg.
Iga elemendi SOC konsistents määrab suuresti akupaki tühjenemisvõime ning tasakaalustatud laadimine annab võimaluse saavutada iga elemendi tühjenemise jaoks sarnane algne SOC platvorm, mis võib parandada tühjenemisvõimet ja tühjenemise efektiivsust (tühjenemisvõime/sobivusvõime) . Tasandusmeetod laadimisel viitab liitium-ioonaku võimsuse võrdsustamisele laadimisprotsessi ajal. Üldjuhul algab võrdsustamine siis, kui akuploki pinge jõuab seatud pingeni või ületab seda ning ülelaadimist välditakse laadimisvoolu vähendamisega.
Vastavalt akupaki üksikute elementide erinevatele olekutele pakutakse akupaki tasakaalustatud laadimise juhtahela mudeli ja võrdsustusahela abil üksikute elementide laadimisvoolu peenhäälestamiseks-üksikute elementide laadimisvoolu peenhäälestamiseks välja meetod, ei saa mitte ainult realiseerida aku kiiret laadimist, vaid ka kõrvaldada üksikute elementide ebakõlad. Tasakaalustamisstrateegia aku tsükli eluea mõjude jaoks. Täpsemalt, lüliti signaali kaudu täiendatakse liitium-ioonaku koguenergiat üksiku aku energiaga või teisendatakse üksiku aku energia üldiseks akupaketiks. Aku laadimisprotsessi käigus, tuvastades iga üksiku elemendi pinge väärtuse, kui üksiku elemendi pinge jõuab teatud väärtuseni, hakkab tasakaalustusmoodul tööle. Ühes akus olev laadimisvool jagatakse laadimispinge vähendamiseks ja jagatud voolu muundab moodul, et suunata energia tagasi laadimissiinile, et saavutada tasakaalu eesmärk.
Keegi pakkus välja muutuva intressimääraga tasu võrdsustamise lahenduse. Selle meetodi tasandusidee seisneb selles, et üksikule akule antakse lisaenergiat ainult madala energiaga, mis takistab üksiku aku energia ammutamist suurema energiaga, mis lihtsustab oluliselt protsessi. Tasandusahela topoloogia. See tähendab, et erinevate energiaseisundite üksikute elementide laadimiseks kasutatakse erinevat laadimiskiirust, et saavutada hea tasakaaluefekt.
3. Tühjendusmäär
Tühjenemise määr on liitium{0}}ioonakude võimsuse oluline näitaja. Aku kiire tühjenemine on positiivsete ja negatiivsete elektroodide materjalide ja elektrolüütide test. Positiivse elektroodi materjali liitiumraudfosfaadi puhul on selle struktuur stabiilne, pinge laadimise ja tühjenemise ajal on väike ning sellel on põhitingimused suure voolu tühjenemiseks, kuid puuduseks on liitiumraudfosfaadi halb juhtivus. Liitiumioonide difusioonikiirus elektrolüüdis on oluline tegur, mis mõjutab aku tühjenemise kiirust ning ioonide difusioon akus on tihedalt seotud aku struktuuri ja elektrolüüdi kontsentratsiooniga.
Seetõttu põhjustavad erinevad tühjenemiskiirused akude erineva tühjenemisaja ja tühjenemispinge platvormid, mis omakorda põhjustavad erineva tühjenemisvõimsuse, mis on eriti ilmne paralleelsete akude puhul. Seetõttu on vaja valida sobiv tühjenduskiirus. Aku kasutatav mahutavus väheneb tühjendusvoolu suurenedes.
Jiang Cuina jt. uuris tühjenemiskiiruse mõju liitiumraudfosfaatpatareide elementide vabastatavale võimsusele. Rühm sama tüüpi hea algkonsistentsiga üksikuid elemente laaditi 1C vooluga 3,8 V peale ja seejärel 0,1, 0,2, tühjenemiskiirused {{7} }.5, 1, 2 ja 3C tühjendati 2,5 V-ni ning pinge ja tühjendatud võimsuse seose kõver registreeriti, nagu on näidatud joonisel 1. Katsetulemused näitavad, et 1 ja 2C vabastatud võimsus on 97,8 protsenti ja 96,5 protsenti C/3 vabastatud võimsusest vastavalt ning vabanev energia on vastavalt 97,2 protsenti ja 94,3 protsenti C/3 vabastatud energiast. Suurendage, liitium-ioonaku mahtuvus ja eraldatav energia vähenevad oluliselt.
Kui liitium-ioonaku tühjeneb, kasutatakse üldiselt riiklikku standardit 1C ja maksimaalne tühjendusvool on tavaliselt piiratud 23C-ga. Suure voolu tühjenemisel toimub suur temperatuuri tõus ja see põhjustab energiakadu. Seetõttu on vaja akupaki temperatuuri reaalajas jälgida, et vältida aku kahjustumist ülemäärasest temperatuurist ja lühendada aku kasutusiga.
4. Temperatuuritingimused
Temperatuur mõjutab oluliselt akus oleva elektroodi materjali aktiivsust ja elektrolüüdi jõudlust. Liiga kõrge ja liiga madal temperatuur mõjutavad rohkem aku mahtuvust.
Madalal temperatuuril väheneb oluliselt aku aktiivsus, väheneb liitiumi interkalatsiooni ja ekstraheerimise võime, suureneb aku sisetakistus ja polarisatsioonipinge, väheneb tegelik kasutatav võimsus, väheneb aku tühjendusvõime , on tühjendusplatvorm madal ja aku jõuab tõenäolisemalt tühjenemise katkestus-väljalülituspingeni. Aku vaba mahu vähenemisega väheneb aku energiakasutuse efektiivsus.
Kui temperatuur tõuseb, aktiveerub liitiumioonide ekstraheerimine ja sisestamine positiivse ja negatiivse elektroodi vahele, nii et aku sisetakistus väheneb ja sisetakistuse stabiilsuse aeg pikeneb, mis suurendab elektronide liikuvust elektroodis. välisahel ja võimsus on efektiivsem. mängida. Kui aga aku töötab pikka aega kõrge temperatuuriga keskkonnas, siis positiivse võrestruktuuri stabiilsus halveneb, aku ohutus väheneb ja aku eluiga lüheneb oluliselt.
Li Zhe et al. uuris temperatuuri mõju aku tegelikule tühjenemisvõimsusele ja registreeris aku tegeliku tühjendusvõimsuse ja standardse tühjenemisvõimsuse (1C tühjenemine 25 kraadi juures) suhte erinevatel temperatuuridel. Sobitage aku mahtuvuse muutus temperatuuriga ja saage: Valemis: C on aku mahutavus; T on temperatuur; R2 on liitmiku korrelatsioonikordaja. Katsed näitavad, et aku võimsus väheneb madalal temperatuuril väga kiiresti, samas kui mahutavus suureneb temperatuuri tõustes umbes normaalsel temperatuuril. Aku mahutavus -40 kraadi juures on vaid 1/3 nimiväärtusest, samas kui 0 kraadi juures 60 kraadini suureneb aku mahtuvus 80 protsendilt nimimahust 100 protsendini.
Analüüs näitab, et oomilise sisetakistuse muutumise kiirus madalal temperatuuril on suurem kui kõrgel temperatuuril, mis näitab, et madal temperatuur mõjutab aku aktiivsust ilmsemalt, mõjutades seeläbi aku tühjenemisvõimsust. Temperatuuri tõustes vähenevad laadimis- ja tühjendusprotsessi oomiline sisetakistus ja polarisatsiooni sisetakistus. Kõrgematel temperatuuridel aga hävib aku keemilise reaktsiooni tasakaal ja materjali stabiilsus, mille tulemuseks on võimalikud kõrvalreaktsioonid, mis mõjutavad aku mahtuvust ja sisemist takistust, mille tulemuseks on tsükli eluea lühenemine ja isegi ohutuse vähenemine.
Seetõttu mõjutavad liitiumraudfosfaatpatareide jõudlust ja kasutusiga nii kõrged kui ka madalad temperatuurid. Tegelikus tööprotsessis tuleks kasutada selliseid meetodeid nagu uus aku soojusjuhtimine, et tagada aku töötamine sobivates temperatuuritingimustes. Akupaketi PACK testis saab luua konstantse temperatuuriga 25 kraadise katseruumi.
