¿Cómo solucionar la inconsistencia de la batería de litio?

La inconsistencia del desempeño celular se forma en el proceso de producción y se profundiza en el proceso de uso. En el mismo paquete de baterías, las celdas débiles permanecen débiles y se aceleran para debilitarse. El grado de dispersión de los parámetros entre celdas individuales aumenta con el aumento del grado de envejecimiento.

La batería de litio Power ha ocupado firmemente el estado de la fuente de alimentación del vehículo eléctrico. Tiene una larga vida útil, una alta densidad energética y un gran potencial de mejora. La seguridad se puede cambiar y la densidad de energía puede seguir aumentando. En el tiempo previsible (la leyenda es sobre 2020), puede ponerse al día con la resistencia y la rentabilidad del automóvil de combustible, y entrar en la primera etapa madura de los vehículos eléctricos. Sin embargo, las baterías de litio también tienen el problema de las baterías de litio.

1: ¿Por qué las baterías de litio son en su mayoría pequeñas?

Las baterías de litio, las baterías cilíndricas, las baterías blandas y las baterías cuadradas que hemos visto son generalmente atractivas y no se pueden encontrar las grandes como las tradicionales baterías de plomo-ácido. ¿Por qué?

Las baterías de litio de alta densidad energética a menudo no se atreven a diseñar de gran capacidad. Las baterías de plomo-ácido tienen una densidad de energía de alrededor de 40Wh / kg, mientras que las baterías de litio han superado los 150Wh / kg. La concentración de energía ha aumentado y la demanda de seguridad ha aumentado.

En primer lugar, la batería de litio solo puede extenderse demasiado si se produce un accidente, lo que provoca una fuga térmica y la batería reacciona bruscamente en el interior. En poco tiempo, no se puede liberar demasiada energía, lo cual es muy peligroso. Especialmente en el caso de la tecnología de seguridad, cuando el desarrollo de las capacidades de gestión y control no es suficiente, se debe restringir la capacidad de cada batería.

En segundo lugar, la energía encerrada por la caja de la batería de litio, en caso de accidente, los bomberos, los agentes de extinción de incendios no se pueden tocar, no tienen poder, solo se pueden aislar en caso de accidente, la batería del accidente reacciona, la energía se quema.

Por supuesto, por razones de seguridad, las baterías de litio actuales se han diseñado con múltiples medidas de seguridad. Tome una batería cilíndrica como ejemplo.

La válvula de seguridad, cuando la reacción interna de la batería excede el rango normal, la temperatura aumenta y se genera el gas de reacción lateral, la presión alcanza el valor de diseño, la válvula de seguridad se abre automáticamente y se libera la presión. En el momento en que se abre la válvula de seguridad, la batería está completamente inoperativa.

Algunas de las baterías están equipadas con termistores. Una vez que se produce una sobrecorriente, la resistencia aumenta bruscamente después de alcanzar una cierta temperatura y la corriente en el circuito cae, lo que evita que la temperatura aumente aún más.

Fusible, la batería está equipada con un fusible con función de fusible de sobrecorriente, en caso de riesgo de sobrecorriente. El circuito se desconecta para evitar la ocurrencia de un accidente maligno.

2: problema de consistencia de la batería de litio

Las baterías de litio no se pueden convertir en baterías grandes, por lo que tenemos que organizar muchas baterías pequeñas y todos van a hacer un esfuerzo concertado. También puede volar con coches eléctricos. En este momento, es necesario afrontar un problema y una coherencia.

Nuestra experiencia diaria es que dos pilas secas, los polos positivo y negativo están conectados, la linterna se puede iluminar y quien la maneja es inconsistente. La aplicación a gran escala de las baterías de litio no es tan sencilla.

La inconsistencia de los parámetros de la batería de litio se refiere principalmente a la inconsistencia de capacidad, resistencia interna y voltaje de circuito abierto. Las cadenas de baterías inconsistentes se usan juntas y ocurren los siguientes problemas.

Pérdida de capacidad: las celdas de la batería están compuestas por celdas de batería, la capacidad está en línea con el "principio del barril", y la capacidad de la peor celda de la batería determina la capacidad de todo el paquete de baterías.

Para evitar la sobrecarga y la descarga excesiva de la batería, la lógica del sistema de gestión de la batería se establece de manera que cuando se descarga, cuando el voltaje de celda más bajo alcanza el voltaje de corte de descarga, todo el paquete de batería deja de descargarse; al cargar, cuando el voltaje de celda más alto alcanza el voltaje de corte de carga, detenga la carga.

Tome dos baterías en serie, por ejemplo. Una batería tiene una capacidad de 1C y la otra tiene una capacidad de solo 0.9C. En serie, dos baterías pasan la misma cantidad de corriente.

Al cargar, la batería con una capacidad pequeña debe cargarse completamente primero, y se alcanza la condición de corte de carga y el sistema no continúa cargándose. Cuando se descarga, la batería con una capacidad pequeña debe primero emitir toda la energía disponible y el sistema deja de descargarse inmediatamente.

De esta manera, la celda con una capacidad pequeña siempre está completamente cargada, y la celda con una capacidad grande siempre usa una parte de la capacidad. Una parte de la batería completa siempre está inactiva.

Pérdida de vida: la vida de una batería similar, determinada por la batería con la vida más corta. La posibilidad es que la batería de menor duración sea la de menor capacidad. Baterías de pequeña capacidad, cada vez llenas y llenas, la salida es demasiado fuerte, es probable que alcance el foco de la vida primero. Al final de la vida útil de la batería, un grupo de baterías que se sueldan entre sí seguirá el final de su vida útil.

La resistencia interna aumenta, las diferentes resistencias internas, la misma corriente fluye y el núcleo con una gran resistencia interna genera relativamente más calor. Si la temperatura de la batería es demasiado alta, la tasa de deterioro aumentará y la resistencia interna aumentará aún más. La resistencia interna y el aumento de temperatura forman un par de retroalimentación negativa, que acelera la degradación de la batería de alta resistencia interna.

Los tres parámetros anteriores no son completamente independientes, y la resistencia interna de la batería con un grado de envejecimiento profundo es relativamente grande, y la atenuación de la capacidad también es mayor. Explique por separado solo quiere expresar sus respectivas direcciones de influencia.

3: Cómo lidiar con la inconsistencia

El rendimiento inconsistente del núcleo de la batería se forma durante el proceso de producción y se profundiza durante el uso. Las celdas del mismo paquete de baterías son débiles y débiles, y la aceleración es débil. El grado de dispersión de los parámetros entre las células individuales aumenta a medida que aumenta el grado de envejecimiento.

En la actualidad, los ingenieros deben lidiar con la inconsistencia de las celdas individuales, considerando principalmente tres aspectos. La clasificación de celda única, la gestión térmica después de la agrupación y el sistema de gestión de la batería proporcionan ecualización cuando se produce una pequeña cantidad de inconsistencia.

Clasificación

En teoría, los diferentes lotes de baterías no se utilizan juntos. Incluso se debe examinar el mismo lote de celdas, y las celdas con parámetros relativamente concentrados se colocan en un paquete de baterías y el mismo paquete de baterías.

El propósito de la clasificación es seleccionar las celdas con parámetros similares. El método de clasificación se ha estudiado durante muchos años y se divide principalmente en dos categorías: clasificación estática y clasificación dinámica.

Clasificación estática, filtrando los parámetros característicos como voltaje de circuito abierto, resistencia interna y capacidad de la celda, seleccionando los parámetros objetivo, introduciendo algoritmos estadísticos, estableciendo los criterios de selección y finalmente dividiendo las celdas del mismo lote en varios grupos.

El cribado dinámico es para cribar las características de la batería durante la carga y descarga. Algunos eligen el proceso de carga de corriente constante y voltaje constante, algunos eligen el proceso de descarga y carga de choque por pulsos, y algunos comparan sus propias curvas de carga y descarga.

Clasificación combinada dinámica y estática, cribado estático para agrupación preliminar, basado en este cribado dinámico, de modo que se dividan más grupos, la precisión de cribado es mayor, pero el costo aumentará en consecuencia.

Aquí, la pequeña cifra refleja la importancia de la escala de producción de una batería de litio de potencia. Los envíos a gran escala permiten a los fabricantes realizar una clasificación más fina y obtener paquetes de baterías con un rendimiento más cercano. Si la salida es demasiado pequeña, hay demasiados grupos y un lote no puede equiparse con una batería, no importa lo bueno que sea el método.

Gestión térmica

Para celdas inconsistentes con resistencia interna, el problema de la generación de calor es diferente. Con la adición de un sistema de gestión térmica, la diferencia de temperatura en el paquete de baterías se puede ajustar para mantenerla en un rango pequeño. La batería que genera más calor todavía tiene un aumento de temperatura más alto, pero no abrirá la brecha con otras baterías, y no habrá una brecha obvia en el nivel de deterioro.

Equilibrado

Celdas de celda inconsistentes, algunos voltajes de terminales de celda siempre están por delante de otras celdas, alcanzando primero el umbral de control, lo que resulta en una capacidad general del sistema más pequeña. Para solucionar este problema, el sistema de gestión de baterías BMS ha diseñado una función de ecualización.

Cierto núcleo de la batería alcanza primero el voltaje de corte de carga, mientras que el resto del voltaje de la batería obviamente se retrasa. El BMS inicia la función de ecualización de carga, o accede a la resistencia, descarga parte de la potencia de la batería de alto voltaje o transfiere la energía a la baja. La celda de voltaje sube. De esta manera, se libera la condición de corte de carga, el proceso de carga comienza de nuevo y la batería se carga con más energía.

Hasta ahora, la inconsistencia celular sigue siendo un área importante de investigación en la industria. La densidad de energía de la batería es mayor y la inconsistencia se usa para estropear la capacidad de la batería.

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