Объясните различные параметры литиевой батареи

Литий-ионный аккумуляторный элемент состоит из положительного и отрицательного электродов, электролита и сепаратора. Это базовая структурная единица, состоящая из аккумуляторного модуля и аккумуляторного блока. В качестве электрохимического источника энергии батарея обладает естественными характеристиками, такими как напряжение, внутреннее сопротивление, емкость, энергия и мощность.

В системе силовых литиевых батарей каждый параметр может характеризовать различные характеристики системы. В этой статье перечислены различные параметры литиевой батареи.

Литиевая батарея

Литий-ионный аккумуляторный элемент состоит из положительного и отрицательного электродов, электролита и сепаратора. Это базовая структурная единица, состоящая из аккумуляторного модуля и аккумуляторного блока. В качестве электрохимического источника энергии батарея обладает естественными характеристиками, такими как напряжение, внутреннее сопротивление, емкость, энергия и мощность.

Люди в основном хотят измерить и оценить параметры батареи для двух целей.

Один из них заключается в достижении цели активного управления, например, напряжение аккумуляторной батареи непостоянно, так что емкость накопления энергии системы снижается. Если можно активно регулировать напряжение ячеек на двух полюсах, можно достичь эффекта увеличения емкости системы.

Другой - по соображениям безопасности, параметры батареи имеют фиксированный диапазон, обнаружение параметров батареи, осуществление контроля за ее границами, может играть роль в характеристике состояния безопасности батареи.

Напряжение

Напряжение мономера в основном зависит от типа положительных и отрицательных материалов мономера. Как правило, кобальтат лития, тройной положительный электрод и графитовый отрицательный электрод могут получить полное напряжение заряда около 4,2 В, а фосфат лития-железа может достигать только 3,6 В. Напряжение здесь, если быть точным, должно быть таким, чтобы потенциал зависел от свойств материала, а значение потенциала было равно напряжению холостого хода батареи после длительного простоя.

Напряжение на выводе ячейки в замкнутом контуре - это значение напряжения, которое мы обнаружили с помощью внешнего прибора. Значение равно потенциалу батареи за вычетом внутреннего сопротивления батареи. Внутреннее сопротивление батареи непостоянно и зависит от многих факторов, которые описаны в следующем разделе.

Продолжая с изменением напряжения, напряжение элемента изменяется в соответствии с изменением величины заряда и является взаимно однозначным соотношением. Поэтому во многих случаях заряд батареи (SOC), который невозможно измерить напрямую, часто является предсказанием напряжения холостого хода батареи.

Напряжение элемента связано с уровнем активности активного материала внутри батареи, поэтому температура, влияющая на активность, также может влиять на уровень напряжения элемента в небольшом диапазоне.

Чем выше напряжение элемента, тем больше энергии содержит аккумулятор такой же емкости. Следовательно, повышение верхнего предела напряжения элемента в соответствии с предпосылкой обеспечения безопасности является техническим способом увеличения плотности энергии системы.

Внутреннее сопротивление

Внутри литиевой батареи ионы лития перемещаются от одного полюса к другому, и факторы, препятствующие перемещению ионов в процессе, вместе составляют внутреннее сопротивление литиевой батареи. Основная часть включает физическое внутреннее сопротивление проводящего элемента; собственное сопротивление электрохимического материала, такого как материал двигателя, диафрагмы и электролита; и внутреннее увеличение движения ионов лития, вызванное наличием тока в батарее; эти три части вместе составляют внутреннее Основное тело сопротивления.

Внутреннее сопротивление наиболее чувствительно к температуре, а внутреннее сопротивление может сильно различаться при разных температурах. Одной из важных причин ухудшения характеристик батареи при низких температурах является чрезмерное внутреннее сопротивление батареи при низких температурах.

Литиевая батарея как источник питания, снаружи внутреннее сопротивление должно быть как можно меньше. Небольшое внутреннее сопротивление является необходимым условием, особенно в случае применения в силовых установках.

Вместимость

Емкость литиевой батареи, измеряемая емкость, представляет собой максимальное количество заряда, которое может быть заряжено и разряжено в разумном диапазоне максимального и минимального напряжения батареи. Емкость устройства можно измерить путем зарядки и разрядки перед установкой на автомобиль. Оказавшись в поезде, емкость аккумулятора можно оценить только по алгоритму. В системе управления батареями BMS точная оценка состояния заряда батареи является важным показателем ее проектного уровня.

Теперь хорошо известно, что для динамических рабочих ситуаций контурный ток интегрируется, а в нерабочем состоянии напряжение холостого хода батареи используется для проверки заряда батареи. Хотя существует множество других методов, дело не в том, что стабильность плохая или расчет слишком велик. Его редко используют партиями.

Очевидно, что емкость мономера зависит от степени старения. Как мы все знаем, когда емкость снижается до предельного значения, очевидно, что эти два параметра имеют абсолютную корреляцию. Во-вторых, на емкость также влияет температура. При низких температурах активность активного вещества снижается, количество ионов, которые могут быть доставлены, уменьшается, и емкость обязательно уменьшается.

Мощность

Здесь мощность, которая в точности представляет собой удельную мощность, представляет собой мощность заряда / разряда отдельного блока или мощность заряда / разряда на единицу массы или единицы объема.

Может ли литиевая батарея выполнять зарядку и разрядку высокой мощности, это было решено при ее разработке. То же самое и с литий-железо-фосфатным материалом или тройным материалом, используя технологические средства, изменяя толщину электрода или добавляя добавки, регулируя структуру активного материала, свойства электролита, свойства пленки электрода SEI, все это можно использовать для регулировки мощности батареи. представление. Как правило, мощность и плотность энергии часто несовместимы. Тот же материал в погоне за высокой мощностью будет частично жертвовать плотностью энергии.

После изготовления элемента определяется его разумный максимальный ток заряда и разряда. Помимо настройки условий рассеивания тепла аккумулятором, он может изменять его максимальную мощность заряда и разряда в небольшом диапазоне, и для дальнейшей настройки почти нет места.

Помимо удельной мощности, есть несколько эквивалентов единицы массы или объема, которые позволяют лучше видеть параметры уровня заряда батареи.

Удельная мощность, удельная энергия

Объемная удельная емкость - это емкость, деленная на объем батареи, т.е. емкость, деленная на массу. Отсюда, чтобы расширить, стоимость батареи преобразуется в единицу емкости, то есть с точки зрения емкости заряда и разряда батареи, чтобы говорить о цене: рентабельный метод расчета емкости батареи - это соотношение цены и емкости, то есть , цена за единицу батареи может высвободить мощность. Однако этот метод обычно менее полезен.

Точно так же энергия отношения массы к массе клетки - это энергия, деленная на массу, то есть энергию, которую может излучать единица массы батареи; объемная энергия, то есть энергия, которая может выделяться на единицу объема батареи или активного материала; Стоимость батареи определяется исходя из стоимости единицы энергии. В отрасли чаще всего говорят о цене батареи, которая составляет 1 кВт / ч.

Литий-ионный аккумуляторный модуль

Батарейный модуль образован комбинацией множества аккумуляторных ячеек, включенных последовательно и параллельно, и является элементом, составляющим аккумуляторный источник питания. Батарейный модуль редко рассматривается как основной в реальной эксплуатации. Иногда в некоторых системах определяется значение напряжения.

Фактически, люди склонны думать о модуле как о большой батарее. Разница в том, что модуль имеет проблему согласованности отдельных ячеек, а его внутренняя разница напряжений ячеек является фокусом функции выравнивания. Производительность аккумуляторного модуля часто ограничивается аккумуляторными элементами с самой низкой производительностью в аккумуляторном модуле, что в основном отражается в индексе емкости. При зарядке сначала заполняется высоковольтный мономер; при разряде сначала разряжается низковольтная батарея.

Вполне вероятно, что эти две батареи не совпадают. Следовательно, согласованность внутренних параметров ячеек модуля имеет решающее влияние на производительность модуля. Согласованность - это параметр, который необходимо учитывать на уровне модуля. В начале группировки модулей этот параметр будет проверяться различными способами, чтобы убедиться в наличии ядра батареи; модуль закончен, согласованность - важный показатель его принятия; в рабочем процессе он может полагаться только на функцию выравнивания BMS. Гарантия.

Литий-ионная аккумуляторная система

Аккумуляторная батарея обычно состоит из последовательного соединения модулей. Помимо наследования всех параметров модуля, аккумуляторная батарея определяет платформу напряжения системы питания электромобиля и является очень важным параметром.

На батарейном блоке есть несколько других индикаторов, которые подлежат безопасности и находятся под постоянным контролем. Выходное положительное и отрицательное сопротивление заземления аккумуляторной батареи, ток утечки системы, сигнал блокировки высокого напряжения, максимальная и минимальная температура системы, максимальная разница температур системы, максимальная скорость повышения температуры системы, максимальное минимальное напряжение элемента системы и т. Д.

Все вышеперечисленное связано с электрическими характеристиками, как структурное целое, аккумуляторная батарея имеет множество параметров, которые требуют постоянного внимания, а также характеристики устойчивости к окружающей среде, характеристики устойчивости к злоупотреблениям, не перечисленные здесь.

Страница содержит содержимое машинного перевода.