Como melhorar a consistência das baterias de lítio
Novos veículos de energia estão se tornando cada vez mais populares. Quando as baterias de lítio são usadas como fonte de energia de veículos elétricos, devido aos requisitos de alta potência e grande capacidade, as baterias de íon de lítio simples não podem atender aos requisitos, portanto, as baterias de íon de lítio precisam ser conectadas em série e em paralelo. Usado em combinação.
No entanto, a inconsistência entre as células individuais freqüentemente causa problemas como queda excessiva da capacidade e vida curta da bateria durante o ciclo. A escolha de baterias com desempenho o mais consistente possível para agrupamento é de grande importância para a promoção e aplicação de baterias de íon-lítio em baterias de energia. Agora faça uma análise simples de vários aspectos:
1 Análise de inconsistência
1.1 Definição de inconsistência A inconsistência de uma bateria de íon de lítio refere-se a uma certa diferença em parâmetros como voltagem, capacidade, resistência interna, vida, influência da temperatura e taxa de autodescarga após as células individuais da mesma especificação e forma de modelo uma bateria. Depois que uma única bateria é fabricada, há uma certa diferença no próprio desempenho inicial. Com o uso de baterias, essas diferenças de desempenho continuam a se acumular. Ao mesmo tempo, como o ambiente de uso de cada bateria no pacote de bateria não é exatamente o mesmo, isso também faz com que a inconsistência de cada bateria aumente gradualmente, acelerando assim a degradação do desempenho da bateria e, finalmente, causando falha prematuramente. 1.2 Desempenho de inconsistência A inconsistência das baterias de íon-lítio se manifesta principalmente em dois aspectos: a diferença nos parâmetros de desempenho da célula da bateria (capacidade da bateria, resistência interna e taxa de autodescarga, etc.) e a diferença no estado de carga da bateria (SOC ) Dai Haifeng et al. descobriram que a distribuição da diferença de capacidade entre as células da bateria está próxima da distribuição de Weir e a dispersão da resistência interna é mais significativa do que a da capacidade, e a resistência interna do mesmo lote de baterias geralmente atende à lei da distribuição normal , autodescarga A taxa também apresenta uma distribuição aproximadamente normal. SOC caracteriza o estado de carga da bateria, que é a relação entre a capacidade restante da bateria e a capacidade nominal. Jie Jing et al. Acredito que, devido à inconsistência da bateria, a taxa de degradação da capacidade da bateria é diferente, resultando em uma diferença na capacidade máxima utilizável entre as baterias. A taxa de mudança SOC de uma bateria com uma capacidade pequena é mais rápida do que a de uma bateria com uma grande capacidade, e a tensão de corte é atingida mais rapidamente durante o carregamento e o descarregamento.
1.3 Causas da inconsistência Existem muitas razões para a inconsistência das baterias de íon-lítio, principalmente no processo de fabricação e no processo de uso. Cada aspecto do processo de fabricação, como a uniformidade da pasta durante a dosagem, o controle da densidade de área e da tensão superficial durante o revestimento, etc., causará a diferença no desempenho da célula única. Luo Yu et al. estudou o impacto da produção da bateria de íon de lítio e dos processos de fabricação na consistência da bateria e focou no impacto do processo de produção da bateria de íon de lítio do sistema aglutinante à base de água na consistência da bateria. Durante o uso da bateria, Xie Jiao e outros acreditam que o método de conexão, peças / dispositivos estruturais, condições de operação e ambiente afetarão a consistência da bateria. Como a energia consumida por cada ponto de conexão é inconsistente, o desempenho e a taxa de envelhecimento de cada componente ou estrutura também são inconsistentes, portanto, o impacto na bateria também é inconsistente. Além disso, devido à localização diferente de cada célula na bateria, temperatura diferente e degradação de desempenho diferente, isso amplificará a inconsistência da célula única.
2 maneiras de melhorar a consistência da bateria
2.1 Controle do processo de produção O controle do processo de produção é realizado principalmente a partir de dois aspectos: matérias-primas e processos de produção. Em termos de matérias-primas, tente selecionar o mesmo lote de matérias-primas para garantir a consistência do tamanho de partícula e desempenho das matérias-primas. No processo de produção, todo o processo de produção deve ser estritamente controlado, como garantir que a lama seja agitada uniformemente e não colocada por muito tempo, controlar a velocidade da máquina de revestimento para garantir a espessura e uniformidade do revestimento, a aparência da peça polar, e a pesagem e classificação. , Controlar o volume de injeção, formação, separação de volume, condições de armazenamento, etc. Luo Yu determinou os principais processos que têm um impacto significativo na consistência das baterias de íon de lítio por meio de pesquisas sobre a tecnologia de preparação de baterias de íon de lítio, incluindo lotes mistura, revestimento, laminação, enrolamento / laminação, injeção de líquido e formação. Também são feitas pesquisas e análises aprofundadas da relação entre os parâmetros-chave do processo e o desempenho da bateria.
2.2 Controle do processo de configuração
O controle do processo de montagem refere-se principalmente à triagem das baterias. A bateria adota baterias com especificações e modelos uniformes, e a tensão, capacidade, resistência interna, etc. das baterias devem ser medidas para garantir a consistência do desempenho inicial das baterias. Por meio de pesquisas, Xu Haitao et al. descobriram que quando a bateria é montada, a diferença de voltagem das células individuais é um fator importante que afeta a consistência das células individuais no final da carga e descarga da bateria. A diferença na resistência interna das células individuais faz com que a bateria carregue. Durante o processo de descarga, a plataforma de tensão de cada bateria é bastante diferente. Wang Linxia e outros analisaram a inconsistência de células individuais em pacotes de baterias paralelas em série de íons de lítio e analisaram os principais fatores de influência em pacotes de baterias paralelas. O grau de influência da bateria fornece a base necessária para a bateria montada. Chen Ping et al. estudou a influência da taxa de descarga na consistência da configuração da bateria e constatou que, com o aumento da taxa de descarga, a inconsistência da bateria foi ampliada, alcançando o efeito de eliminação de baterias ruins.
2.3 Controle do processo de uso e manutenção para monitorar a bateria em tempo real. A consistência da bateria é verificada quando a bateria é montada, o que pode garantir a consistência da bateria no estágio inicial de uso. A bateria é monitorada em tempo real durante o uso, e problemas de consistência durante o uso podem ser observados em tempo real. No entanto, quando a consistência é fraca, o circuito de monitoramento corta o circuito de carga e descarga e o desempenho é reduzido. Um equilíbrio entre os dois deve ser encontrado. A bateria de parâmetros extremos também pode ser ajustada ou substituída em tempo por meio de monitoramento em tempo real para garantir que a inconsistência da bateria não se expanda com o tempo. Introduzir um sistema de gestão equilibrado. Adote a estratégia de equalização e o circuito de equalização adequados para gerenciar a bateria de maneira inteligente. As estratégias de balanceamento comuns atuais incluem a estratégia de balanceamento com base na tensão externa, a estratégia de balanceamento com base no SOC e a estratégia de balanceamento com base na capacidade. O circuito de equalização pode ser dividido em equalização passiva e equalização ativa de acordo com a forma de consumo de energia. Entre eles, a equalização ativa pode realizar um fluxo de energia sem perdas entre as baterias, que é um tópico de pesquisa quente em casa e no exterior. Métodos comumente usados em balanceamento ativo incluem método de bypass de bateria, método de capacitor comutado, método de indutância comutada e método de conversão DC / DC.
Gerenciamento térmico da bateria. Além de manter a temperatura operacional da bateria dentro da faixa ideal, o gerenciamento térmico da bateria também deve tentar garantir a consistência das condições de temperatura entre as baterias, de modo a garantir efetivamente a consistência de desempenho entre as baterias. Use estratégias de controle razoáveis. Quando a potência de saída permitir, tente reduzir a profundidade da descarga da bateria e, ao mesmo tempo, evite sobrecarregar a bateria, o que pode estender o ciclo de vida da bateria. Reforce a manutenção das baterias. Execute a carga de manutenção de baixa corrente na bateria em intervalos regulares e preste atenção à limpeza.
3 Método de montagem da bateria de íon de lítio de energia
3.1 Método de correspondência de tensão O método de correspondência de tensão pode ser dividido em método de correspondência de tensão estática e método de correspondência de tensão dinâmica. O método de correspondência de tensão estática também é chamado de método de correspondência sem carga. Ele não carrega uma carga e considera apenas a própria bateria. Ele mede a taxa de autodescarga do estado totalmente carregado da única bateria selecionada após dezenas de dias em pé e os diferentes períodos de armazenamento no estado totalmente carregado. A tensão de circuito aberto da bateria interna, este método é a operação mais simples, mas não é preciso. O método de casamento dinâmico de tensão investiga a situação de tensão com carga, mas não leva em consideração fatores como mudanças de carga, por isso não é preciso.
3.2 O método de correspondência de capacidade estática carrega e descarrega a bateria nas condições definidas, calcula a capacidade a partir da corrente de descarga e do tempo de descarga e combina a bateria de acordo com a capacidade. Este método é simples e fácil de implementar, mas só pode refletir que a bateria tem a mesma capacidade sob certas condições e não pode explicar as características de funcionamento completas da bateria e tem certas limitações.
3.3 O método de correspondência de resistência interna considera principalmente a resistência interna de uma única bateria. Este método pode alcançar uma medição rápida, mas como a resistência interna da bateria muda com o processo de descarga, é difícil determinar com precisão a resistência interna.
3.4 O método de correspondência multiparâmetros considera simultaneamente a capacidade, resistência interna, tensão, taxa de autodescarga e outras condições externas para avaliar a bateria de forma abrangente e pode separar a bateria com melhor consistência. No entanto, a premissa desse método é que a classificação de parâmetro único deve ser precisa e demorada.
3.5 Método de agrupamento de características dinâmicas O método de agrupamento de características dinâmicas usa a curva característica de carga e descarga da bateria para classificar as baterias para agrupamento. A curva de carga-descarga pode refletir a maioria das características da bateria, e o uso do método de correspondência de características dinâmicas pode garantir a consistência de vários indicadores de desempenho da bateria. Existem muitos dados no método de correspondência de características dinâmicas, que geralmente é realizado pela cooperação de programas de computador. Além disso, esse método reduz a taxa de utilização da bateria, o que não contribui para a redução do custo de composição da bateria. A determinação da curva padrão ou curva de referência também é um ponto difícil em sua implementação. 4. Conclusão
O motivo da inconsistência da bateria está principalmente na fabricação e no uso da bateria.
As medidas para melhorar a consistência da bateria incluem principalmente os seguintes três aspectos:
1. Controlar estritamente o processo de produção de dois aspectos de matérias-primas e tecnologia de produção;
2. Use um método de classificação mais científico e tente selecionar baterias com o mesmo desempenho inicial para agrupamento;
3. No processo de uso e manutenção da bateria, monitore a bateria em tempo real, introduza um sistema de gerenciamento equilibrado, adote uma estratégia de controle razoável, conduza o gerenciamento térmico da bateria e fortaleça a manutenção da bateria.
