Wie kann die Inkonsistenz der Lithiumbatterie behoben werden?

Die Inkonsistenz der Zellleistung wird im Produktionsprozess gebildet und im Verwendungsprozess vertieft. Im selben Akku bleiben die schwachen Zellen schwach und beschleunigen, um schwach zu werden. Der Dispersionsgrad der Parameter zwischen einzelnen Zellen nimmt mit zunehmendem Alterungsgrad zu.

Die Lithiumbatterie hat den Status der Stromversorgung von Elektrofahrzeugen fest besetzt. Es hat eine lange Lebensdauer, eine hohe Energiedichte und ein großes Verbesserungspotential. Die Sicherheit kann geändert werden und die Energiedichte kann weiter steigen. In absehbarer Zeit (die Legende geht um 2020) können Sie die Ausdauer und Kosteneffizienz des Kraftstoffautos nachholen und in die erste ausgereifte Phase von Elektrofahrzeugen eintreten. Lithiumbatterien haben jedoch auch das Problem von Lithiumbatterien.

1: Warum sind Lithiumbatterien meistens klein?

Die Lithiumbatterien, zylindrischen Batterien, Softpack-Batterien und quadratischen Batterien, die wir gesehen haben, sehen im Allgemeinen gut aus und können die großen wie herkömmliche Blei-Säure-Batterien nicht finden. Warum?

Lithiumbatterien mit hoher Energiedichte trauen sich oft nicht, eine große Kapazität zu entwickeln. Blei-Säure-Batterien haben eine Energiedichte von etwa 40 Wh / kg, während lithium-batterien 150 Wh / kg überschritten haben. Die Energiekonzentration hat zugenommen und der Sicherheitsbedarf ist gestiegen.

Erstens kann die Lithiumbatterie bei einem Unfall nur überdehnt werden, was zu einem thermischen Durchgehen führt, und die Batterie reagiert im Inneren scharf. In kurzer Zeit kann nirgends zu viel Energie freigesetzt werden, was sehr gefährlich ist. Insbesondere im Fall der Sicherheitstechnologie sollte die Kapazität jeder Batterie eingeschränkt werden, wenn die Entwicklung von Management- und Steuerungsfähigkeiten nicht ausreicht.

Zweitens kann die im Lithiumbatteriegehäuse eingeschlossene Energie im Falle eines Unfalls, Feuerwehrleute, Feuerlöschmittel nicht berührt werden, machtlos, kann nur im Falle eines Unfalls isoliert werden, die Unfallbatterie selbst reagiert, Energie verbrannt.

Aus Sicherheitsgründen wurden aktuelle Lithiumbatterien mit mehreren Sicherheitsmaßnahmen entwickelt. Nehmen Sie als Beispiel eine zylindrische Batterie.

Das Sicherheitsventil, wenn die interne Reaktion der Batterie den normalen Bereich überschreitet, die Temperatur steigt und das Seitenreaktionsgas erzeugt wird, der Druck den Auslegungswert erreicht, das Sicherheitsventil automatisch geöffnet wird und der Druck abgelassen wird. In dem Moment, in dem das Sicherheitsventil öffnet, ist die Batterie vollständig außer Betrieb.

Einige der Batterien sind mit Thermistoren ausgestattet. Sobald ein Überstrom auftritt, steigt der Widerstand nach Erreichen einer bestimmten Temperatur stark an und der Strom in der Schleife fällt ab, wodurch verhindert wird, dass die Temperatur weiter ansteigt.

Sicherung Die Batterie ist mit einer Sicherung mit Überstrom-Sicherungsfunktion ausgestattet, falls ein Überstromrisiko besteht. Der Stromkreis wird getrennt, um das Auftreten eines bösartigen Unfalls zu vermeiden.

2: Konsistenzproblem der Lithiumbatterie

Lithiumbatterien können nicht zu großen Batterien gemacht werden, daher müssen wir viele kleine Batterien organisieren, und jeder wird konzertierte Anstrengungen unternehmen. Es kann auch mit Elektroautos fliegen. Zu diesem Zeitpunkt müssen Sie sich einem Problem und einer Konsistenz stellen.

Unsere tägliche Erfahrung ist, dass zwei Trockenbatterien, die positiven und negativen Pole, verbunden sind, die Taschenlampe beleuchtet werden kann und wer es schafft, inkonsistent ist. Die großtechnische Anwendung von Lithiumbatterien ist nicht so einfach.

Die Inkonsistenz der Lithiumbatterieparameter bezieht sich hauptsächlich auf die Inkonsistenz von Kapazität, Innenwiderstand und Leerlaufspannung. Inkonsistente Batterieketten werden zusammen verwendet und die folgenden Probleme treten auf.

Kapazitätsverlust: Die Batteriezellen bestehen aus Batteriezellen, die Kapazität entspricht dem "Fassprinzip", und die Kapazität der schlechtesten Batteriezelle bestimmt die Kapazität des gesamten Batteriepacks.

Um ein Überladen und Überentladen der Batterie zu verhindern, ist die Logik des Batteriemanagementsystems so eingestellt, dass beim Entladen, wenn die niedrigste Zellenspannung die Entladungsgrenzspannung erreicht, der gesamte Batteriepack nicht mehr entladen wird; Wenn beim Laden die höchste Zellenspannung die Lade-Abschaltspannung erreicht, beenden Sie den Ladevorgang.

Nehmen Sie zum Beispiel zwei batterien in reihe. Eine Batterie hat eine Kapazität von 1 ° C und die andere eine Kapazität von nur 0,9 ° C. In Reihe lassen zwei Batterien die gleiche Strommenge durch.

Während des Ladevorgangs muss der Akku mit geringer Kapazität zuerst vollständig aufgeladen werden, und der Ladezustand wird erreicht, und das System wird nicht weiter aufgeladen. Beim Entladen muss der Akku mit geringer Kapazität zuerst die gesamte verfügbare Energie abgeben, und das System hört sofort auf zu entladen.

Auf diese Weise ist die Zelle mit einer kleinen Kapazität immer voll aufgeladen, und die Zelle mit einer großen Kapazität verwendet immer einen Teil der Kapazität. Ein Teil des gesamten Akkus ist immer im Leerlauf.

Verlust der Lebensdauer: Die Lebensdauer eines ähnlichen Akkus, bestimmt durch die Batterie mit der kürzesten Lebensdauer. Die Möglichkeit besteht darin, dass der Akku mit der kürzesten Lebensdauer der mit einer geringen Kapazität ist. Batterien mit kleiner Kapazität, jedes Mal, wenn sie voll und voll sind, ist die Leistung zu stark, und es ist wahrscheinlich, dass sie zuerst den Fokus des Lebens erreichen. Am Ende der Lebensdauer der Batterie folgt eine Gruppe von Batterien, die zusammengeschweißt sind, dem Ende der Lebensdauer.

Der Innenwiderstand steigt an, unterschiedliche Innenwiderstände, der gleiche Strom fließt und der Kern mit großem Innenwiderstand erzeugt relativ mehr Wärme. Wenn die Batterietemperatur zu hoch ist, steigt die Verschlechterungsrate und der Innenwiderstand weiter an. Der Innenwiderstand und der Temperaturanstieg bilden ein Paar negativer Rückkopplungen, die den Abbau der Batterie mit hohem Innenwiderstand beschleunigen.

Die obigen drei Parameter sind nicht vollständig unabhängig, und der Innenwiderstand der Batterie mit einem tiefen Alterungsgrad ist relativ groß, und die Kapazitätsdämpfung ist auch größer. Erklären Sie separat, wollen Sie nur ihre jeweiligen Einflussrichtungen ausdrücken.

3: Umgang mit Inkonsistenzen

Während des Produktionsprozesses entsteht eine inkonsistente Leistung des Batteriekerns, die sich während des Gebrauchs vertieft. Die Zellen im selben Akkupack sind schwach und schwach, und die Beschleunigung ist schwach. Der Grad der Streuung der Parameter zwischen den einzelnen Zellen nimmt mit zunehmendem Alterungsgrad zu.

Derzeit sollten sich Ingenieure mit der Inkonsistenz einzelner Zellen befassen und dabei hauptsächlich drei Aspekte berücksichtigen. Die Sortierung einzelner Zellen, das Wärmemanagement nach der Gruppierung und das Batteriemanagementsystem sorgen für einen Ausgleich, wenn eine geringe Inkonsistenz auftritt.

Sortierung

Verschiedene Batteriestapel werden theoretisch nicht zusammen verwendet. Sogar die gleiche Charge von Zellen muss gescreent werden, und die Zellen mit relativ konzentrierten Parametern werden in einem Batteriepack und demselben Batteriepack platziert.

Der Zweck des Sortierens besteht darin, die Zellen mit ähnlichen Parametern auszuwählen. Die Sortiermethode wird seit vielen Jahren untersucht und ist hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: statische Sortierung und dynamische Sortierung.

Statische Sortierung, Überprüfung der charakteristischen Parameter wie Leerlaufspannung, Innenwiderstand und Kapazität der Zelle, Auswahl der Zielparameter, Einführung statistischer Algorithmen, Festlegung der Überprüfungskriterien und schließlich Aufteilung der Zellen derselben Charge in mehrere Gruppen.

Dynamisches Screening dient zum Screenen der Eigenschaften des Akkus während des Ladens und Entladens. Einige wählen den Ladevorgang mit konstantem Strom und konstanter Spannung, andere wählen den Lade- und Entladevorgang mit Impulsschock und andere vergleichen ihre eigene Beziehung zwischen Lade- und Entladekurven.

Dynamische und statische kombinierte Sortierung, statisches Screening für die vorläufige Gruppierung, basierend auf diesem dynamischen Screening, so dass mehr Gruppen aufgeteilt werden, die Screening-Genauigkeit höher ist, die Kosten jedoch entsprechend steigen.

Hier spiegelt die kleine Zahl die Bedeutung des Produktionsumfangs einer Leistungslithiumbatterie wider. Mit groß angelegten Sendungen können Hersteller feiner sortieren und Akkus mit genauerer Leistung erhalten. Wenn die Ausgabe zu klein ist, zu viele Gruppen und eine Charge nicht mit einem Akkupack ausgestattet werden kann, egal wie gut die Methode ist.

Wärmemanagement

Bei inkonsistenten Zellen mit Innenwiderstand ist das Problem der Wärmeerzeugung anders. Durch das Hinzufügen eines Wärmemanagementsystems kann der Temperaturunterschied zwischen den Akkus angepasst werden, um ihn in einem kleinen Bereich zu halten. Die Batterie, die mehr Wärme erzeugt, weist immer noch einen höheren Temperaturanstieg auf, öffnet jedoch nicht die Lücke zu anderen Batterien, und es gibt keine offensichtliche Lücke im Verschlechterungsgrad.

Ausgewogen

Inkonsistente Zellzellen liegen einige Zellendspannungen immer vor anderen Zellen und erreichen zuerst die Kontrollschwelle, was zu einer geringeren Gesamtsystemkapazität führt. Um dieses Problem zu lösen, hat das Batteriemanagementsystem BMS eine Ausgleichsfunktion entwickelt.

Ein bestimmter Batteriekern erreicht zuerst die Ladungsabschaltspannung, während der Rest der Batteriespannung offensichtlich verzögert ist. Das BMS startet die Ladungsentzerrungsfunktion oder greift auf den Widerstand zu, entlädt einen Teil der Leistung der Hochvoltbatterie oder überträgt die Energie auf den niedrigen Wert. Die Spannungszelle geht hoch. Auf diese Weise wird der Ladezustand aufgehoben, der Ladevorgang beginnt erneut und der Akku wird mit mehr Strom aufgeladen.

Bislang ist die Inkonsistenz von Zellen ein wichtiges Forschungsgebiet in der Branche. Die Energiedichte des Akkus ist höher und die Inkonsistenz wird verwendet, um die Kapazität des Akkus zu beeinträchtigen.

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