Каковы основные технические параметры силовых аккумуляторов

Напряжение холостого хода, как следует из названия, то есть батарея не подключена к какой-либо внешней нагрузке или источнику питания, измерение разности потенциалов между положительным и отрицательным электродами батареи, то есть напряжения холостого хода батареи. Рабочее напряжение, соответствующее напряжению холостого хода, то есть батарея внешне подключена к нагрузке или источнику питания, через батарею протекает ток, измеряется разность потенциалов между положительным и отрицательным полюсами.

Из-за наличия внутреннего сопротивления АКБ при разряде (внешняя нагрузка) рабочее напряжение ниже напряжения холостого хода, а при зарядке (внешний источник питания) рабочее напряжение выше напряжения холостого хода.

Емкость аккумулятора (Ач)

Q, Q = It, то есть емкость аккумулятора (Ач) = ток (А) x время разряда (ч), обычно единица измерения - Ач (ампер-час) или мАч (миллиампер-час).

Например, если аккумулятор в автомобиле имеет маркировку 16 Ач, теоретически его можно использовать в течение 16 часов при токе 1 А.

Энергия батареи (Втч)

Энергия, запасенная аккумулятором, в Втч (ватт-часах), энергия (Втч) = напряжение (В), емкость аккумулятора (Ач).

Как показано на рисунке ниже, батарея имеет маркировку 3,7 В / 10000 мАч, а ее энергия составляет 37 Втч. Если четыре таких аккумулятора соединить последовательно, они образуют аккумуляторный блок с напряжением 14,8 В и емкостью 10000 мАч. Хотя емкость аккумулятора не улучшилась, общая энергия увеличилась в 4 раза.

(здесь я проверил логотип своего зарядного устройства и просмотрел правила гражданской авиации, согласно которым никто не может перевозить более 160 Втч ...)

Просматривая школьные знания, мы подходим к небольшой галантерейке ...

Плотность энергии (Втч / л и Втч / кг)

Энергия, выделяемая батареей на единицу объема или массы.

Если это единица объема, то есть объемная плотность энергии (Вт · ч / л), многие места прямо называются плотностью энергии;

Если это единица массы, то это удельная масса энергии в Втч / кг, которую во многих местах также называют удельной энергией.

Если литиевая батарея весит 300 г, номинальное напряжение 3,7 В, а емкость 10 Ач, ее удельная энергия составляет 123 Втч / кг.

Согласно «Дорожной карте технологий энергосбережения и новых энергетических транспортных средств», выпущенной в 2016 году, мы можем приблизительно иметь представление о тенденциях развития аккумуляторных батарей. Как показано на рисунке ниже, к 2020 году удельная энергия аккумуляторного блока чистого электромобиля должна достигнуть 350 Втч / кг.

Плотность мощности (Вт / л и Вт / кг)

Разделите энергию на время, и вы получите мощность в Вт или кВт. Точно так же плотность мощности относится к выходной мощности на единицу массы (или, в некоторых случаях, удельную мощность) или на единицу объема батареи в Вт / кг или Вт / л.

Удельная мощность - важный показатель, позволяющий оценить, соответствует ли аккумулятор характеристикам ускорения электромобиля.

В чем разница между удельной энергией и удельной мощностью?

Вот наглядный пример:

Батарея с большей энергией похожа на черепаху в гонке между черепахой и зайцем.

Выше, чем мощность аккумулятора, как черепаха и кролик в гонке, быстро, может обеспечить высокий мгновенный ток, чтобы обеспечить хорошие характеристики ускорения автомобиля;

Следующие параметры немного запутаны ...

Скорость разряда батареи (C)

Скорость разряда относится к току, необходимому для разряда его номинальной емкости (Q) в течение заданного времени, которое кратно номинальной емкости батареи. А именно: ток заряда и разряда (А) / номинальная емкость (Ач), единица измерения обычно C (сокращение c-rate), например 0,5c, 1C, 5C и т. Д.

Например, для аккумулятора на 24 Ач:

Разряд 48А, коэффициент разряда 2С, наоборот, разряд 2С, ток разряда 48А, разряд 0,5 часа;

Если для зарядки используется 12А, коэффициент зарядки составляет 0,5c. И наоборот, для зарядки используется 0,5c, а зарядный ток составляет 12А.

Скорость заряда и разряда батареи определяет, насколько быстро мы можем сохранить определенное количество энергии в батарее или как быстро мы можем высвободить энергию в батарее.

Соц (%)

SOC означает StateofCharge, также известный как остаточный заряд. Он представляет собой отношение остаточной емкости аккумулятора после разрядки к емкости в состоянии полной зарядки.

Диапазон значений 0 ~ 1. Когда SOC = 0, это означает, что батарея полностью разряжена; когда SOC = 1, это означает, что аккумулятор полностью заряжен. Система управления батареями (BMS) - это ядро управления батареями, которое призвано обеспечить эффективную работу батареи, в основном за счет управления SOC и проведения оценок.

В настоящее время оценка SOC в основном включает метод измерения напряжения холостого хода, метод измерения ампер-часов, метод искусственной нейронной сети, метод фильтра Калмана и т. Д., Которые будут подробно объяснены позже.

Внутреннее сопротивление

Внутреннее сопротивление - это сопротивление прохождению электрического тока через батарею во время работы. Включает омическое внутреннее сопротивление и внутреннее сопротивление поляризации, причем: омическое внутреннее сопротивление включает материал электрода, электролит, сопротивление диафрагмы и сопротивление каждой части; Сопротивление поляризации включает сопротивление электрохимической поляризации и сопротивление концентрационной поляризации.

Что касается данных, на рисунке ниже представлена кривая разряда батареи, ось X представляет разряд, ось Y представляет напряжение холостого хода батареи, идеальное состояние разряда батареи - черная кривая, а красная кривая - реальная состояние при учете внутреннего сопротивления батареи.

Рисунок: Qmax предназначен для максимального увеличения емкости батареи; Quse - это фактическая емкость аккумулятора; Rbat представляет собой внутреннее сопротивление батареи; EDV - напряжение прекращения разряда; I - ток разряда;

Из рисунка видно, что фактическая емкость батареи Quse <теоретическая максимальная емкость Qmax батареи. Из-за сопротивления фактическая емкость аккумулятора снижается. Мы также можем видеть, что фактическая емкость батареи Quse зависит от двух факторов: произведения тока разряда I и внутреннего сопротивления батареи Rbat, а также напряжения прекращения разряда EDV. Следует отметить, что внутреннее сопротивление батареи Rbat будет постепенно увеличиваться с ее использованием.

Единицей измерения сопротивления обычно является миллиом Ом (м), внутреннее сопротивление батареи во время зарядки и разрядки, высокая внутренняя мощность, серьезная лихорадка, могут привести к ускоренному старению и уменьшению срока службы батареи, в то же время также ограничивают большие соотношение заряда и разряда приложений. Следовательно, чем меньше внутреннее сопротивление, тем выше срок службы батареи и производительность умножителя. Обычно метод измерения внутреннего сопротивления батареи включает в себя метод измерения переменного и постоянного тока.

саморазряд

Саморазряд батареи относится к явлению падения напряжения в статическом процессе разомкнутой цепи, также известному как удерживающая способность батареи.

Вообще говоря, на саморазряд аккумулятора в основном влияют производственный процесс, материал и условия хранения. Саморазряд можно разделить на два типа в зависимости от того, является ли саморазряд обратимым после потери емкости. Необратимая потеря емкости означает, что емкость не может быть восстановлена.

Причина саморазряда батареи больше теоретических исследований, подытоживая, можно разделить на физические причины (среда хранения, производственный процесс, материал и т. Д.) И химические (электрод в нестабильности электролита, внутренняя вызывает химическую реакцию, расходуется активный материал, и т. д.), саморазряд аккумулятора напрямую снижает емкость аккумулятора и производительность хранения.

жизнь

Срок службы батареи делится на срок службы в цикле и два параметра календарного срока службы. Срок службы - это количество раз, когда аккумулятор можно заряжать и разряжать. То есть при идеальной температуре и влажности номинальный ток зарядки и разрядки используется для зарядки и разрядки, а также рассчитывается время цикла, когда емкость аккумулятора снижается до 80%.

Календарный срок службы относится к промежутку времени, в течение которого срок службы батареи заканчивается (снижение емкости до 80%) после определенных рабочих условий в рабочих условиях. Календарный срок службы тесно связан с конкретными требованиями использования, обычно необходимо указать конкретные условия работы, условия окружающей среды, интервал хранения и так далее.

Жизненный цикл - это теоретический параметр, но календарная жизнь имеет более практическое значение. Однако расчет календарного срока службы сложен и требует много времени, поэтому обычно производители аккумуляторов предоставляют только данные о сроке службы.

На рисунке выше показаны зарядно-разрядные характеристики тройной литиевой батареи. Видно, что разные режимы зарядки-разрядки по-разному влияют на срок службы батареи. Как показано на рисунке выше, срок службы зарядки-разрядки 25% -75% может достигать 2500 раз, то есть аккумулятор заряжается и разряжается неглубоко. О времени автономной работы мы поговорим позже.

Консистенция аккумуляторного блока

Этот параметр довольно интересный. Даже если аккумуляторы одной спецификации и одной модели сгруппированы вместе, характеристики аккумуляторного блока сильно различаются по напряжению, емкости, внутреннему сопротивлению, сроку службы и т. Д. При использовании в электромобилях индекс производительности часто не достигает исходный уровень одиночной батареи.

Текущее разумное объяснение:

После изготовления одной батареи из-за технических проблем внутренняя структура и материал не полностью совпадают, и есть определенные различия в производительности самой батареи. Первоначально несовместимое с аккумулятором в процессе использования непрерывного цикла зарядки и разрядки и кумулятивное, в сочетании с окружающей средой использования аккумуляторной батареи для каждой мономерной батареи различаются, приводят к большей разнице, состояние каждого мономерного аккумулятора в процессе использования постепенно усиливается, и в некоторых случаях сделал некоторое ослабление ускорения производительности мономерного аккумулятора, что в конечном итоге привело к преждевременному выходу из строя. Аккумулятор

Следует отметить, что производительность силовой батареи зависит от производительности отдельной батареи, но это ни в коем случае не простое накопление производительности одной батареи. Из-за непостоянной производительности одной батареи, аккумуляторная батарея будет иметь различные проблемы при многократном использовании электромобилей, что приведет к сокращению срока службы.

В дополнение к требованиям, предъявляемым к процессу производства и сборки, строгому контролю процесса и стремлению поддерживать согласованность отдельной батареи, текущая промышленность обычно использует сбалансированную функцию системы управления батареями для контроля целостности аккумуляторной батареи, чтобы продлить срок службы изделия.

в

Поговорим о последнем параметре, который связан с процессом изготовления аккумулятора.

Сделано после аккумулятора, требуется небольшая зарядка аккумуляторов, его внутренний анодный материал активирован, поверхность анода образует пассивирующий слой, мембрана SEI (твердоэлектролитный интерфейс), производительность аккумулятора более стабильна, аккумулятор может отражать реальную производительность , после в процесс, известный как в.

Процесс сортировки в процессе формирования может улучшить стабильность аккумуляторной батареи и производительность последней аккумуляторной батареи. Емкость формирования - важный показатель для проверки квалифицированных аккумуляторов. Фильм SEI ниже выглядит как черная роза.

Страница содержит содержимое машинного перевода.