Hogyan lehet javítani a lítium akkumulátorok konzisztenciáját
Egyre népszerűbbek az új energetikai járművek. Amikor lítium akkumulátorokat használnak elektromos járművek áramforrásaként, a nagy teljesítmény és a nagy kapacitás követelményei miatt az egyes lítium-ion akkumulátorok nem tudnak megfelelni a követelményeknek, ezért a lítium-ion akkumulátorokat sorosan és párhuzamosan kell csatlakoztatni. Kombináltan használják.
Az egyes cellák közötti inkonzisztencia azonban gyakran olyan problémákat okoz, mint a túlzott kapacitáscsökkenés és az akkumulátorcsomag rövid élettartama a ciklus során. A lehető legegyenletesebb teljesítményű akkumulátorok kiválasztása a csoportosításhoz nagy jelentőséggel bír a lítium-ion akkumulátorok népszerűsítése és az akkumulátorokban való alkalmazása szempontjából. Most készítsen egyszerű elemzést több szempontból:
1 Inkonzisztencia-elemzés
1.1. Az inkonzisztencia meghatározása A lítium-ion akkumulátor egység inkonzisztenciája az azonos specifikációjú és modellformájú egyes cellák utáni paraméterek bizonyos eltérésére utal, mint például a feszültség, a kapacitás, a belső ellenállás, az élettartam, a hőmérséklet befolyása és az önkisülési sebesség. egy akkumulátorcsomagot. Miután az egyetlen akkumulátort legyártották, magában a kezdeti teljesítményben van bizonyos különbség. Az akkumulátorok használatával ezek a teljesítménybeli különbségek tovább halmozódnak. Ugyanakkor, mivel az akkumulátorcsomagban lévő egyes akkumulátorok használati környezete nem teljesen azonos, ez azt is okozza, hogy az egyes akkumulátorok inkonzisztenciája fokozatosan megnő, ezáltal felgyorsul az akkumulátor teljesítményének romlása, és végül az akkumulátor idő előtt megbukik. 1.2. Az inkonzisztencia teljesítménye A lítium-ion akkumulátorok inkonzisztenciája elsősorban két vonatkozásban nyilvánul meg: az akkumulátorcellák teljesítményparamétereinek különbségében (akkumulátor kapacitása, belső ellenállása és önkisülési sebessége stb.) és az akkumulátor töltöttségi állapotának különbségében (SOC) ). Dai Haifeng et al. azt találta, hogy az akkumulátorcellák közötti kapacitáskülönbség eloszlása közel van a Weir-eloszláshoz, és a belső ellenállás szórása jelentősebb, mint a kapacitásé, és ugyanazon akkumulátor tétel belső ellenállása általában megfelel a normál eloszlás törvényének. , önkisülés A sebesség is megközelítőleg normális eloszlást mutat. A SOC az akkumulátor töltöttségi állapotát jellemzi, amely az akkumulátor maradék kapacitásának a névleges kapacitáshoz viszonyított aránya. Jie Jing et al. úgy gondolja, hogy az akkumulátor inkonzisztenciája miatt az akkumulátor kapacitáscsökkenési sebessége eltérő, ami különbséget eredményez az akkumulátorok maximális használható kapacitásában. A kis kapacitású akkumulátor SOC változási sebessége gyorsabb, mint a nagy kapacitású akkumulátoré, és a töltési és kisütési feszültség gyorsabban érhető el.
1.3 Az inkonzisztencia okai A lítium-ion akkumulátorok inkonzisztenciájának számos oka lehet, főként a gyártási folyamatban és a felhasználási folyamatban. A gyártási folyamat minden aspektusa, mint például a zagy egyenletessége az adagolás során, a területi sűrűség és a felületi feszültség szabályozása a bevonat során, stb., különbséget okoz az egyetlen cella teljesítményében. Luo Yu et al. tanulmányozta a lítium-ion akkumulátor gyártási és gyártási folyamatok hatását az akkumulátor konzisztenciájára, és a vízbázisú kötőanyagrendszer lítium-ion akkumulátor gyártási folyamatának az akkumulátor konzisztenciára gyakorolt hatását vizsgálta. Az akkumulátor használata során Xie Jiao és mások úgy vélik, hogy a csatlakozási mód, a szerkezeti részek/eszközök, a működési feltételek és a környezet egyaránt befolyásolja az akkumulátor konzisztenciáját. Mivel az egyes csatlakozási pontok által fogyasztott energia inkonzisztens, az egyes alkatrészek vagy szerkezetek teljesítménye és öregedési sebessége is inkonzisztens, így az akkumulátorra gyakorolt hatás sem következetes. Ezen túlmenően, az akkumulátor egyes celláinak eltérő elhelyezkedése, eltérő hőmérséklete és eltérő teljesítményromlása miatt ezek felerősítik az egyes cellák inkonzisztenciáját.
2 módszer az akkumulátor konzisztenciájának javítására
2.1 A gyártási folyamat ellenőrzése A gyártási folyamat ellenőrzése alapvetően két szempont szerint történik: alapanyagok és gyártási folyamatok. A nyersanyagok tekintetében próbáljon meg ugyanazt a tételt kiválasztani, hogy biztosítsa az alapanyagok szemcseméretének és teljesítményének konzisztenciáját. A gyártási folyamat során a teljes gyártási folyamatot szigorúan ellenőrizni kell, például biztosítani kell, hogy a hígtrágyát egyenletesen keverjük, és hosszú ideig ne helyezzük el, szabályozzuk a bevonógép sebességét a bevonat vastagságának és egyenletességének, megjelenésének biztosítása érdekében. a rúddarab, valamint a súlyozás és osztályozás. , Szabályozza a befecskendezési mennyiséget, a képződést, a térfogat-leválasztást, a tárolási feltételeket stb. Luo Yu meghatározta azokat a kulcsfontosságú folyamatokat, amelyek jelentős hatással vannak a lítium-ion akkumulátorok konzisztenciájára a lítium-ion akkumulátorok előkészítési technológiájának kutatása révén, beleértve az adagolást is. keverés, bevonat, hengerlés, tekercselés/laminálás, folyadék injektálás és formálás. A kulcsfontosságú folyamatparaméterek és az akkumulátor teljesítménye közötti kapcsolat mélyreható kutatása és elemzése is történik.
2.2 A konfigurációs folyamat vezérlése
Az összeszerelési folyamat ellenőrzése elsősorban az akkumulátorok válogatására vonatkozik. Az akkumulátorcsomag egységes specifikációjú és modellű akkumulátorokat alkalmaz, és meg kell mérni az akkumulátorok feszültségét, kapacitását, belső ellenállását stb., hogy biztosítsák az akkumulátorok kezdeti teljesítményének konzisztenciáját. Kutatások révén Xu Haitao et al. megállapította, hogy az akkumulátorcsomag összeszerelésekor az egyes cellák feszültségkülönbsége fontos tényező, amely befolyásolja az egyes cellák konzisztenciáját az akkumulátorcsomag töltése és kisülése végén. Az egyes cellák belső ellenállásának különbsége miatt az akkumulátor töltődik A kisütési folyamat során az egyes akkumulátorok feszültségplatformja meglehetősen eltérő. Wang Linxia és mások elemezték a lítium-ion soros-párhuzamos akkumulátorcsomagok egyedi celláinak inkonzisztenciáját, és elemezték a párhuzamos akkumulátorcsomagok fő befolyásoló tényezőit. Az akkumulátorcsomag befolyásának mértéke biztosítja a szükséges alapot az összeszerelt akkumulátorcsomaghoz. Chen Ping és mtsai. tanulmányozta a kisülési sebesség hatását az akkumulátor konfigurációjának konzisztenciájára, és megállapította, hogy a kisülési sebesség növekedésével az akkumulátor inkonzisztenciája felerősödött, ami azt a hatást érte el, hogy kiküszöböli a rossz akkumulátorokat.
2.3 Használati és karbantartási folyamatvezérlés az akkumulátor valós idejű felügyeletéhez. Az akkumulátor konzisztenciáját az akkumulátor összeszerelésekor ellenőrzik, ami biztosítja az akkumulátor konzisztenciáját a használat kezdeti szakaszában. Az akkumulátort valós időben figyelik a használat során, és a használat közbeni konzisztencia problémák valós időben figyelhetők meg. Ha azonban a konzisztencia gyenge, a felügyeleti áramkör levágja a töltő- és kisütési áramkört, és a teljesítmény csökken. Meg kell találni az egyensúlyt a kettő között. Az extrém paraméterek akkumulátora is beállítható vagy cserélhető időben valós idejű monitorozással, hogy biztosítsa, hogy az akkumulátor egység inkonzisztenciája ne táguljon idővel. Kiegyensúlyozott irányítási rendszer bevezetése. Az akkumulátor intelligens kezeléséhez alkalmazzon megfelelő kiegyenlítési stratégiát és kiegyenlítő áramkört. A jelenlegi közös kiegyenlítési stratégiák közé tartozik a külső feszültségen alapuló kiegyenlítési stratégia, a SOC alapú kiegyenlítési stratégia és a kapacitás alapú kiegyenlítési stratégia. A kiegyenlítő áramkör az energiafogyasztás módja szerint passzív kiegyenlítésre és aktív kiegyenlítésre osztható. Ezek közül az aktív kiegyenlítés veszteségmentes energiaáramlást valósíthat meg az akkumulátorok között, ami forró kutatási téma itthon és külföldön. Az aktív kiegyensúlyozásban általánosan használt módszerek közé tartozik az akkumulátor bypass módszer, a kapcsolt kondenzátor módszer, a kapcsolt induktivitás módszer és a DC/DC átalakítási módszer.
Az akkumulátor hőkezelése. Amellett, hogy az akkumulátor üzemi hőmérsékletét az optimális tartományon belül tartja, az akkumulátor hőkezelésének meg kell próbálnia biztosítani az akkumulátorok közötti hőmérsékleti feltételek konzisztenciáját is, hogy hatékonyan biztosítsa az akkumulátorok közötti teljesítmény egységességét. Használjon ésszerű szabályozási stratégiákat. Ha a kimeneti teljesítmény megengedi, próbálja meg csökkenteni az akkumulátor lemerülésének mélységét, ugyanakkor kerülje az akkumulátor túltöltését, ami meghosszabbíthatja az akkumulátor élettartamát. Erősítse meg az akkumulátorcsomagok karbantartását. Rendszeres időközönként végezzen alacsony áramerősségű karbantartási töltést az akkumulátoron, és ügyeljen a tisztításra.
3 A lítium-ion akkumulátor összeszerelési módja
3.1 Feszültségillesztési módszer A feszültségillesztési módszer statikus feszültségillesztési módszerre és dinamikus feszültségillesztési módszerre osztható. A statikus feszültségillesztési módszert üresjárati illesztési módszernek is nevezik. Nem hordoz terhelést, és csak magát az akkumulátort veszi figyelembe. Méri a kiválasztott egyetlen akkumulátor teljesen feltöltött állapotának önkisülési sebességét több tíz napos állás után és a különböző tárolási időszakokat teljesen feltöltött állapotban. A belső akkumulátor nyitott áramköri feszültsége, ez a módszer a legegyszerűbb művelet, de nem pontos. A dinamikus feszültségillesztési módszer vizsgálja a feszültséghelyzetet terhelés mellett, de nem vesz figyelembe olyan tényezőket, mint a terhelés változása, így nem pontos.
3.2 A statikus kapacitás illesztési módszer a beállított feltételek mellett tölti és kisüti az akkumulátort, a kisütési áramból és a kisütési időből számítja ki a kapacitást, és a kapacitás szerint egyezteti az akkumulátort. Ez a módszer egyszerű és könnyen megvalósítható, de csak azt tükrözi, hogy az akkumulátor bizonyos körülmények között azonos kapacitással rendelkezik, és nem tudja megmagyarázni az akkumulátor teljes működési jellemzőit, és bizonyos korlátai vannak.
3.3 A belső ellenállás illesztési módszer elsősorban az egyetlen akkumulátor belső ellenállását veszi figyelembe. Ezzel a módszerrel gyors mérés érhető el, de mivel az akkumulátor belső ellenállása a kisütési folyamat során megváltozik, nehéz pontosan meghatározni a belső ellenállást.
3.4 A többparaméteres illesztési módszer egyidejűleg figyelembe veszi a kapacitást, a belső ellenállást, a feszültséget, az önkisülési sebességet és egyéb külső körülményeket, hogy átfogóan értékelje az akkumulátort, és jobb konzisztenciával tudja kiválogatni az akkumulátorcsomagot. Ennek a módszernek az előfeltétele azonban, hogy az egyparaméteres rendezésnek pontosnak és időigényesnek kell lennie.
3.5 Dinamikus jellemzőcsoportosítási módszer A dinamikus jellemzőcsoportosítási módszer az akkumulátor töltési és lemerülési jelleggörbéjét használja az akkumulátorok csoportosításhoz. A töltési-kisütési görbe az akkumulátor legtöbb jellemzőjét tükrözheti, a dinamikus jellemzők illesztési módszere pedig biztosíthatja az akkumulátor különböző teljesítménymutatóinak konzisztenciáját. A dinamikus karakterisztika illesztési módszerben sok adat található, ami általában számítógépes programok együttműködésével valósul meg. Ezenkívül ez a módszer csökkenti az akkumulátorcsomag kihasználtságát, ami nem kedvez az akkumulátor összetételének költségeinek csökkentésének. A standard görbe vagy referenciagörbe meghatározása szintén nehéz pont a megvalósításban. 4 Következtetés
Az akkumulátor inkonzisztenciájának oka elsősorban az akkumulátor gyártásában és használatában keresendő.
Az akkumulátor konzisztenciájának javítására irányuló intézkedések főként a következő három szempontot foglalják magukban:
1. Szigorúan irányítja a gyártási folyamatot a nyersanyagok és a gyártástechnológia két aspektusából;
2. Használjon tudományosabb válogatási módszert, és próbáljon meg azonos kezdeti teljesítményű elemeket kiválasztani a csoportosításhoz;
3. Az akkumulátor használatának és karbantartásának folyamata során kövesse az akkumulátort valós időben, vezessen be kiegyensúlyozott irányítási rendszert, fogadjon el ésszerű szabályozási stratégiát, végezze el az akkumulátor hőkezelését, és erősítse meg az akkumulátorcsomag karbantartását.
