Как решить несостоятельность литиевой батареи?

Несогласованность характеристик ячеек формируется в процессе производства и углубляется в процессе использования. В той же аккумуляторной батарее слабые элементы остаются слабыми и ускоряются, чтобы стать слабыми. Степень разброса параметров между отдельными ячейками увеличивается с увеличением степени старения.

Литиевая батарея питания прочно заняла статус источника питания для электромобилей. Он имеет длительный срок службы, высокую плотность энергии и большой потенциал для улучшения. Безопасность можно изменить, а плотность энергии может продолжать расти. В обозримом времени (легенда о 2020 году) вы можете догнать топливный автомобиль по долговечности и рентабельности и войти в первую зрелую стадию электромобилей. Однако литиевые батареи имеют проблемы с литиевыми батареями.

1: Почему литиевые батареи в основном маленькие?

Литиевые батареи, цилиндрические батареи, мягкие батареи и квадратные батареи, которые мы видели, в целом красивы и не могут найти такие большие, как традиционные свинцово-кислотные батареи. Почему?

Литиевые батареи с высокой плотностью энергии часто не решаются спроектировать большую емкость. Свинцово-кислотные батареи имеют плотность энергии около 40 Втч / кг, в то время как литиевые батареи превышают 150 Втч / кг. Концентрация энергии увеличилась, и выросла потребность в безопасности.

Во-первых, литиевая батарея может быть увеличена только в случае аварии, что приведет к тепловому разгону, и батарея резко отреагирует внутри. За короткое время некуда выделять слишком много энергии, что очень опасно. Емкость каждой батареи должна быть ограничена, особенно в случае технологий безопасности, когда развития возможностей управления и контроля недостаточно.

Во-вторых, энергия, заключенная в корпусе литиевой батареи, в случае аварии, пожарные, средства пожаротушения не могут быть затронуты, бессильны, могут быть изолированы только в случае аварии, сама аварийная батарея реагирует, энергия сгорает.

Конечно, из соображений безопасности современные литиевые батареи были разработаны с учетом множества мер безопасности. В качестве примера возьмем цилиндрическую батарею.

Предохранительный клапан, когда внутренняя реакция батареи превышает нормальный диапазон, температура повышается и образуется побочный реакционный газ, давление достигает проектного значения, предохранительный клапан автоматически открывается, и давление сбрасывается. В момент открытия предохранительного клапана аккумулятор полностью не работает.

Некоторые батареи оснащены термисторами. Как только происходит перегрузка по току, сопротивление резко увеличивается после достижения определенной температуры, и ток в контуре падает, предотвращая дальнейшее повышение температуры.

Предохранитель, батарея оснащена предохранителем с функцией предохранителя от перегрузки по току, в случае риска перегрузки по току. Цепь отключается, чтобы избежать злокачественной аварии.

2: проблема целостности литиевой батареи

Литиевые батареи нельзя превратить в большие, поэтому нам нужно собрать много маленьких батареек, и все будут прилагать согласованные усилия. Также он может летать на электромобилях. На этот раз вам нужно столкнуться с проблемой и постоянством.

Наш повседневный опыт показывает, что две сухие батареи, положительный и отрицательный полюса соединены, фонарик может быть освещен, и кто бы ни управлял им, непоследовательно. Масштабное применение литиевых батарей не так просто.

Несоответствие параметров литиевой батареи в основном относится к несоответствию емкости, внутреннего сопротивления и напряжения холостого хода. Непоследовательные комплекты батарей используются вместе, и возникают следующие проблемы.

Потеря емкости: элементы аккумуляторной батареи состоят из аккумуляторных элементов, емкость соответствует «принципу бочки», а емкость худшего аккумуляторного элемента определяет емкость всего аккумуляторного блока.

Чтобы предотвратить перезарядку и чрезмерную разрядку батареи, логика системы управления батареями настроена так, что при разрядке, когда самое низкое напряжение элемента достигает напряжения отключения разрядки, весь аккумуляторный блок перестает разряжаться; при зарядке, когда максимальное напряжение элемента достигает напряжения отключения зарядки, прекратите зарядку.

Возьмем, к примеру, две последовательно соединенные батареи. Одна батарея имеет емкость 1С, а другая - всего 0,9С. Последовательно две батареи пропускают одинаковое количество тока.

При зарядке необходимо сначала полностью зарядить аккумулятор небольшой емкости, после чего будет достигнуто условие отключения зарядки, и система не продолжит зарядку. При разряде аккумулятор небольшой емкости должен сначала выделить всю доступную энергию, и система сразу же перестает разряжаться.

Таким образом, элемент с небольшой емкостью всегда полностью заряжен, а элемент с большой емкостью всегда использует часть емкости. Часть всего аккумуляторного блока всегда находится в режиме ожидания.

Потеря ресурса: срок службы аналогичного аккумуляторного блока, определяемый аккумулятором с самым коротким сроком службы. Возможно, аккумулятор с самым коротким сроком службы - аккумулятор с небольшой емкостью. Батареи малой емкости, каждый раз полный и полный, выход слишком сильный, он, вероятно, сначала достигнет фокуса жизни. По окончании срока службы батареи группа сваренных вместе батарей истечет.

Внутреннее сопротивление увеличивается, разные внутренние сопротивления, протекает один и тот же ток, а сердечник с большим внутренним сопротивлением выделяет относительно больше тепла. Если температура батареи слишком высока, скорость износа увеличится, а внутреннее сопротивление еще больше увеличится. Внутреннее сопротивление и повышение температуры образуют пару отрицательной обратной связи, которая ускоряет разрушение батареи с высоким внутренним сопротивлением.

Вышеупомянутые три параметра не являются полностью независимыми, и внутреннее сопротивление батареи со степенью глубокого старения относительно велико, а затухание емкости также больше. Разъясняйте, отдельно просто хочу выразить свои направления влияния.

3. Как устранить несоответствие

Несоответствие характеристик сердечника батареи формируется в процессе производства и усугубляется во время использования. Ячейки в одном и том же аккумуляторном блоке слабые и слабые, а ускорение слабое. Степень разброса параметров между отдельными ячейками увеличивается по мере увеличения степени старения.

В настоящее время инженеры должны заниматься несогласованностью отдельных ячеек, в основном учитывая три аспекта. Сортировка отдельных ячеек, управление температурой после группировки и система управления батареями обеспечивают выравнивание при небольшом несоответствии.

Сортировка

Различные партии батарей теоретически не используются вместе. Даже одна и та же партия элементов должна быть подвергнута экранированию, а элементы с относительно концентрированными параметрами помещаются в одну аккумуляторную батарею и одну и ту же аккумуляторную батарею.

Цель сортировки - выделить ячейки с похожими параметрами. Метод сортировки изучается в течение многих лет и в основном делится на две категории: статическая сортировка и динамическая сортировка.

Статическая сортировка, проверка характерных параметров, таких как напряжение холостого хода, внутреннее сопротивление и емкость ячейки, выбор целевых параметров, введение статистических алгоритмов, установка критериев отбора и, наконец, разделение ячеек одной партии на несколько групп.

Динамический скрининг предназначен для проверки характеристик аккумулятора во время зарядки и разрядки. Некоторые выбирают процесс зарядки постоянным током и постоянным напряжением, некоторые выбирают процесс зарядки и разрядки импульсным током, а некоторые сравнивают свои собственные зависимости кривых зарядки и разрядки.

Динамическая и статическая комбинированная сортировка, статическая сортировка для предварительной группировки, основанная на этой динамической сортировке, так что больше групп разделяется, точность сортировки выше, но соответственно возрастает стоимость.

Здесь небольшая цифра отражает важность масштабов производства силовой литиевой батареи. Крупномасштабные поставки позволяют производителям выполнять более тонкую сортировку и получать аккумуляторные блоки с более высокой производительностью. Если выход слишком мал, слишком много групп и одна партия не может быть оснащена аккумуляторной батареей, независимо от того, насколько хорош метод.

Управление температурным режимом

Для несовместимых ячеек с внутренним сопротивлением проблема выделения тепла иная. С добавлением системы терморегулирования можно отрегулировать разницу температур в аккумуляторном блоке, чтобы поддерживать ее в небольшом диапазоне. Батарея, которая выделяет больше тепла, по-прежнему имеет более высокий рост температуры, но она не откроет разрыв с другими батареями, и не будет очевидного разрыва в уровне износа.

Сбалансированный

Несогласованные ячейки ячеек, некоторые напряжения на клеммах ячейки всегда опережают другие ячейки, сначала достигая контрольного порога, что приводит к меньшей общей емкости системы. Чтобы решить эту проблему, система управления батареями BMS разработала функцию выравнивания.

Определенное ядро батареи сначала достигает напряжения отключения заряда, в то время как остальное напряжение батареи, очевидно, задерживается. BMS запускает функцию выравнивания заряда или получает доступ к резистору, разряжает часть мощности высоковольтной батареи или передает энергию низкому уровню. Ячейка напряжения повышается. Таким образом, условие отключения зарядки снимается, процесс зарядки начинается снова, и аккумулятор заряжается с большей мощностью.

До сих пор непоследовательность ячеек по-прежнему является важной областью исследований в отрасли. Плотность энергии аккумулятора выше, а несогласованность используется для порчи емкости аккумуляторного блока.

Страница содержит содержимое машинного перевода.