Η ζημιά της λίθιο-ιονικής ασυνέπειας μπαταριών και πώς να το εξετάσει

Η ζημιά της λίθιο-ιονικής ασυνέπειας μπαταριών και πώς να το εξετάσει

 

Οι λίθιο-ιονικές μπαταρίες δύναμης έχουν καταλάβει σταθερά τη θέση του ηγέτη στην παροχή ηλεκτρικού ρεύματος των ηλεκτρικών οχημάτων. Μακριά ζωή υπηρεσιών, υψηλής ενέργειας πυκνότητα, και μεγάλη δυνατότητα για τη βελτίωση. Την ασφάλεια μπορεί να αλλάξουν και η ενεργειακή πυκνότητα μπορεί να συνεχίσει να αυξάνεται. Στον προβλέψιμο χρόνο (ο μύθος είναι περίπου το 2020), μπορεί να προφθάσει την αντοχή και την απόδοση δαπανών των οχημάτων καυσίμων και να εισαγάγει το πρώτο ώριμο στάδιο των ηλεκτρικών οχημάτων. Εντούτοις, οι ιονικές μπαταρίες λίθιου έχουν επίσης τα προβλήματα των ιονικών μπαταριών λίθιου.

1. Γιατί είναι οι περισσότερες λίθιο-ιονικές μπαταρίες μικρές

Οι λίθιο-ιονικές μπαταρίες, οι κυλινδρικές μπαταρίες, οι μπαταρίες μαλακός-πακέτων, και οι τετραγωνικές μπαταρίες που έχουμε δει είναι γενικά όμορφες και όμορφες, και δεν υπάρχει κανένα τέτοιο πράγμα όπως μια παραδοσιακή lead-acid μπαταρία. Γιατί;

Με την υψηλής ενέργειας πυκνότητα, οι λίθιο-ιονικές μπαταρίες είναι συχνά φοβισμένες να σχεδιάσουν τη μεγάλη περιεκτικότητα. Η ενεργειακή πυκνότητα των lead-acid μπαταριών είναι γύρω από 40Wh/kg, ενώ οι λίθιο-ιονικές μπαταρίες έχουν υπερβεί 150Wh/kg. Με την αύξηση στην ενεργειακή συγκέντρωση, οι απαιτήσεις για την ασφάλεια αυξάνονται.

Καταρχάς, είναι πολύ επικίνδυνο για τις λίθιο-ιονικές μπαταρίες που μπορούν μόνο να χρησιμοποιήσουν υπερβολικά - υψηλά ποσά λίθιο-ιονικών μπαταριών σε ένα ατύχημα, προκαλώντας το θερμικό δραπέτη, και μια αιχμηρή αντίδραση μέσα στην μπαταρία. Σε σύντομο χρονικό διάστημα, πάρα πολλή ενέργεια δεν πρόκειται πουθενά να απελευθερωθεί, το οποίο είναι πολύ επικίνδυνο. Ειδικά όταν η ανάπτυξη των ικανοτήτων τεχνολογίας ασφάλειας και διαχείρισης και ελέγχου δεν είναι ικανοποιητική, την ικανότητα κάθε μπαταρίας πρέπει να σταματήσουν.

Αφετέρου, μόλις εμφανιστεί ένα ατύχημα, η ενέργεια που τυλίγεται στο λίθιο-ιονικό κοχύλι μπαταριών θα είναι απρόσιτη και ανίκανος από τους πυροσβέστες και τους εξαφανίζοντας πράκτορες. Μπορούν μόνο να απομονώσουν τη σκηνή σε περίπτωση ατυχήματος και να επιτρέψουν στην μπαταρία ατυχήματος για να αντιδράσουν από μόνο του έως ότου εξαντλείται η ενέργεια.

Φυσικά, για λόγους ασφάλειας, οι τρέχουσες λίθιο-ιονικές μπαταρίες έχουν σχεδιαστεί με τα πολλαπλάσια μέτρα ασφαλείας. Πάρτε τις κυλινδρικές μπαταρίες για παράδειγμα.

Η βαλβίδα ασφάλειας, όταν υπερβαίνει η εσωτερική αντίδραση της μπαταρίας την κανονική σειρά, τις ανόδους θερμοκρασίας, και το δευτερεύον αέριο αντίδρασης παράγεται, η πίεση φθάνει στην αξία σχεδίου, η βαλβίδα ασφάλειας ανοίγει αυτόματα για να χαλαρώσει την πίεση. Η στιγμή η βαλβίδα ασφάλειας ανοίγει, η μπαταρία αποτυγχάνει εντελώς.

Η θερμική αντίσταση, και μερικά κύτταρα είναι εξοπλισμένες με τη θερμική αντίσταση. Μόλις εμφανιστεί overcurrent, μετά από την αντίσταση φθάνει σε μια ορισμένη θερμοκρασία, τις αυξήσεις αξίας αντίστασης αισθητά, και το ρεύμα στις πτώσεις βρόχων, που αποτρέπουν την περαιτέρω άνοδο θερμοκρασίας.

Η θρυαλλίδα, το κύτταρο μπαταριών είναι εξοπλισμένη με μια θρυαλλίδα με over-current τη λειτουργία λιωσίματος, μόλις εμφανιστεί ο κίνδυνος over-current, το κύκλωμα είναι αποσυνδεμένη για να αποτρέψει το περιστατικό των κακοήθων ατυχημάτων.

2. Λι-ιονικό πρόβλημα συνέπειας μπαταριών

Οι λίθιο-ιονικές μπαταρίες δεν μπορούν να γίνουν σε έναν μεγάλο, τόσες πολλές μικρές μπαταρίες πρέπει να οργανωθούν. Ο καθένας μπορεί να εργαστεί σκληρά και να συνεργαστεί ο ένας με τον άλλον, και μπορούν επίσης να πετάξουν με τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Αυτή τη στιγμή, πρέπει να αντιμετωπίσουμε ένα πρόβλημα, συνέπεια.

Γιατί να είστε συνεπής

Η καθημερινή σχετική εμπειρία μας είναι ότι εάν οι θετικοί και αρνητικοί πόλοι δύο ξηρών μπαταριών συνδέονται, ο φακός μπορεί να εκπέμψει το φως. Το cWho φροντίζει περίπου τα ίδια και ασυμβίβαστα πράγματα. Η μεγάλης κλίμακας εφαρμογή των λίθιο-ιονικών μπαταριών δεν είναι τόσο απλή.

Η ασυνέπεια των λίθιο-ιονικών παραμέτρων μπαταριών αναφέρεται κυρίως στην ασυνέπεια της ικανότητας, της εσωτερικής αντίστασης, και της τάσης ανοικτών κυκλωμάτων. Εάν οι ασυμβίβαστες μπαταρίες χρησιμοποιούνται μαζί σωρηδόν, τα ακόλουθα προβλήματα θα εμφανιστούν.

1) Απώλεια ικανότητας. Τα μονά κύτταρα διαμορφώνουν ένα πακέτο μπαταριών. Η ικανότητα προσαρμόζεται στη «αρχή βαρελιών». Η ικανότητα του χειρότερου κυττάρου καθορίζει την ικανότητα του ολόκληρου πακέτου μπαταριών.

Προκειμένου να αποτραπεί η μπαταρία από την υπερφόρτωση και, η λογική του συστήματος διαχείρισης μπαταριών είναι οργάνωση η ακόλουθη: κατά απαλλαγή, όταν φθάνει η χαμηλότερη τάση κυττάρων στην κομμένη απαλλαγή τάση, ολόκληρο την πακέτο μπαταριών σταματά κατά τη χρέωση, όταν φθάνει η υψηλότερη τάση κυττάρων στη δαπάνη κόψτε την τάση για να σταματήσετε.

Πάρτε δύο μπαταρίες σωρηδόν για παράδειγμα. Μια μπαταρία έχει μια ικανότητα του Γ, και άλλη έχει μια ικανότητα μόνο 0.9C. Σε μια σύνδεση σειράς, δύο μπαταρίες περνούν το ίδιο ρεύμα.

Κατά φόρτιση, την μπαταρία με τη μικρή ικανότητα πρέπει να φορτιστεί πλήρως πρώτα, και ο φόρτιση κομμένος όρος επιτυγχάνεται, και το σύστημα δεν θα συνεχίσει να φορτίζει. Κατά απαλλαγή, την μπαταρία με μια μικρή ικανότητα πρέπει να εκπέμψει όλη τη διαθέσιμη ενέργεια πρώτα, και το σύστημα σταματά αμέσως.

Κατά αυτόν τον τρόπο, οι μπαταρίες με τη μικρή ικανότητα πάντα πλήρως απαλλάσσονται, ενώ οι μπαταρίες με τη μεγάλη περιεκτικότητα χρησιμοποιούν πάντα μέρος της ικανότητας. Μέρος της ικανότητας του ολόκληρου πακέτου μπαταριών είναι πάντα μη απασχόλησης

2) Η απώλεια ζωής, ομοίως, η ζωή ενός πακέτου μπαταριών καθορίζεται από το κύτταρο με την πιό σύντομη ζωή. Είναι πολύ πιθανό ότι το κύτταρο με τον πιό σύντομο κύκλο ζωής είναι το κύτταρο με μια μικρή ικανότητα. Οι Small-capacity μπαταρίες φορτίζονται πλήρως και εκφορτίζονται κάθε φορά, και η παραγωγή είναι πάρα πολύ ισχυρή, το οποίο είναι πιθανό να φθάσει στην εστίαση της ζωής πρώτα. Η ζωή του κυττάρου μπαταριών έχει τελειώσει, και μια ομάδα κυττάρων μπαταριών που ενώνονται στενά μαζί θα πεθάνει.

3) Οι εσωτερικές αυξήσεις αντίστασης, οι ίδιες τρέχουσες ροές μέσω των διαφορετικών εσωτερικών αντιστάσεων, και τα κύτταρα με τη μεγάλη εσωτερική αντίσταση παράγουν περισσότερη θερμότητα. Η θερμοκρασία μπαταριών είναι πάρα πολύ υψηλή, αναγκάζοντας το ποσοστό επιδείνωσης για να επιταχύνει, και η εσωτερική αντίσταση περαιτέρω αύξηση. Η εσωτερική άνοδος αντίστασης και θερμοκρασίας διαμορφώνει ένα ζευγάρι αρνητικού ανατροφοδοτεί, το οποίο επιταχύνει την επιδείνωση των υψηλών εσωτερικών κυττάρων αντίστασης.

Οι ανωτέρω τρεις παράμετροι δεν είναι απολύτως ανεξάρτητες. Η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας με έναν βαθύ βαθμό γήρανσης είναι μεγαλύτερη, και η μείωση ικανότητας είναι επίσης περισσότερος. Χωριστές εξηγήσεις, ακριβώς για να εκφράσει σαφώς τις αντίστοιχες κατευθύνσεις επιρροής τους.

3. Πώς να εξετάσει τις ασυνέπειες

Η ασυνέπεια της απόδοσης πυρήνων μπαταριών διαμορφώνεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παραγωγής και εμβαθύνεται κατά τη διάρκεια της χρήσης. Τα κύτταρα μπαταριών στο ίδιο πακέτο μπαταριών είναι πάντα αδύνατα για τον αδύνατο, και γίνονται πιό αδύνατα με επιταχυνόμενο ρυθμό. Ο βαθμός διασποράς των παραμέτρων μεταξύ των αυξήσεων μονών κυττάρων ως βαθμό γήρανσης εμβαθύνει.

Αυτή τη στιγμή, οι μηχανικοί πρέπει να θεωρήσουν τρεις πτυχές για να εξετάσουν την ασυνέπεια των μονών κυττάρων. Η ενιαία ταξινόμηση μπαταριών, θερμική διαχείριση μετά από να ομαδοποιήσει, το σύστημα διαχείρισης μπαταριών παρέχει τη λειτουργία εξίσωσης όταν εμφανίζεται μια ασυνέπεια μικρού ποσού.

1) Ταξινόμηση

Οι διαφορετικές batch μπαταριών δεν πρέπει να χρησιμοποιηθούν μαζί θεωρητικά. Ακόμη και οι μπαταρίες της ίδιας batch πρέπει να καλυφθούν, και οι μπαταρίες με τις σχετικά συγκεντρωμένες παραμέτρους τοποθετούνται σε ένα πακέτο μπαταριών και στο ίδιο πακέτο μπαταριών.

Ο σκοπός είναι να επιλεχτούν τα κύτταρα με τις παρόμοιες παραμέτρους. Η ταξινομώντας μέθοδος έχει μελετηθεί για πολλά χρόνια, και διαιρείται κυρίως σε δύο κατηγορίες: στατική ταξινόμηση και δυναμική ταξινόμηση.

Η στατική ταξινόμηση πρόκειται να καλύψει την τάση ανοικτών κυκλωμάτων, την εσωτερική αντίσταση, την ικανότητα και άλλες χαρακτηριστικές παραμέτρους των κυττάρων, επίλεκτες παράμετροι στόχων, να εισαγάγει τους στατιστικούς αλγορίθμους, καθορισμένα κριτήρια διαλογής, και να διαιρέσει τελικά την ίδια batch κυττάρων σε διάφορες ομάδες.

Η δυναμική διαλογή είναι βασισμένη στα χαρακτηριστικά του κυττάρου μπαταριών κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης και εκφόρτισης. Μερικοί επιλέγουν τη σταθερή τρέχουσα και σταθερή διαδικασία χρέωσης τάσης, μερικοί επιλέγουν τη διαδικασία δαπανών και απαλλαγής κλονισμού σφυγμού, και μερικοί συγκρίνουν τις καμπύλες τους χρέωσης και εκφόρτισης. σχέση.

Συνδυάζοντας τη δυναμική και στατική ταξινόμηση, η στατική διαλογή χρησιμοποιείται για την προκαταρκτική ομαδοποίηση, και η δυναμική διαλογή εκτελείται με βάση τα στοιχεία αυτά, έτσι ώστε περισσότερες ομάδες μπορούν να διαιρεθούν και η ακρίβεια διαλογής είναι υψηλότερη, αλλά το κόστος θα αυξηθεί αναλόγως.

Εδώ είναι μια μικρή αντανάκλαση σπουδαιότητας της κλίμακας παραγωγής μιας μπαταρίας λίθιο-ιόντων δύναμης. Οι μεγάλης κλίμακας αποστολές επιτρέπουν στους κατασκευαστές για να εκτελέσουν τη λεπτότερη ταξινόμηση και να λάβουν τα πακέτα μπαταριών με την πιό στενή απόδοση. Εάν η παραγωγή είναι πάρα πολύ μικρή και υπάρχουν πάρα πολλές ομάδες, μια batch δεν μπορεί να εξοπλιστεί με ένα πακέτο μπαταριών, και η καλύτερη μέθοδος δεν θα χρησιμοποιηθεί.

2) Θερμική διαχείριση

Για τις μπαταρίες με την ασυμβίβαστη εσωτερική αντίσταση, το πρόβλημα της διαφορετικής θερμότητας εμφανίζεται. Η προσθήκη του θερμικού συστήματος διαχείρισης μπορεί να ρυθμίσει τη διαφορά θερμοκρασίας του ολόκληρου πακέτου μπαταριών για να το κρατήσει σε μια μικρή σειρά. Τα κύτταρα που παράγουν περισσότερη θερμότητα θα έχουν ακόμα μια υψηλής θερμοκρασίας άνοδο, αλλά δεν θα χωριστούν από άλλα κύτταρα, και δεν θα υπάρξει καμία σημαντική διαφορά στο επίπεδο υποβάθμισης.

3) Ισορροπία

Η ασυνέπεια των κυττάρων μπαταριών, η τελική τάση μερικών κυττάρων μπαταριών ξεπερνά πάντα άλλα κύτταρα μπαταριών, που φθάνουν στον αισθητηριακό ουδό ελέγχου πρώτα, με συνέπεια τη μείωση της ολόκληρης ικανότητας συστημάτων. Προκειμένου να λυθεί αυτό το πρόβλημα, το σύστημα διαχείρισης BMS μπαταριών έχει σχεδιάσει μια ισορροπώντας λειτουργία.

Ένα ορισμένο κύτταρο φθάνει αρχικά στη χρέωση κομμένη τάση, ενώ η τάση των άλλων κυττάρων καθυστερεί προφανώς. Το BMS ενεργοποιεί τη λειτουργία εξίσωσης δαπανών, ή συνδέει έναν αντιστάτη με το μέρος απαλλαγής της ισχύος του υψηλής τάσεως κυττάρου, ή μεταφέρει την ενέργεια μακριά και την βάζει σε χαμηλό το κύτταρο τάσης ανεβαίνει. Κατά αυτόν τον τρόπο, η δαπάνη έκοψε τον όρο ανυψώνεται, τα καινούρια ξεκινήματα διαδικασίας φόρτισης, και το πακέτο μπαταριών φορτίζεται με περισσότερη δύναμη.

Μέχρι τώρα, η ασυνέπεια των μπαταριών είναι ακόμα μια σημαντική περιοχή της έρευνας στη βιομηχανία. Ανεξάρτητα από το πόσο υψηλή η ενεργειακή πυκνότητα του κυττάρου μπαταριών είναι, η ικανότητα πακέτων μπαταριών δεν θα μειωθεί πολύ εάν αντιμετωπίσει την ασυνέπεια.