लिथियम की डिस्चार्ज क्षमता को प्रभावित करने वाले कारक-आयन बैटरी पैक
ली-आयन बैटरी पैक मुख्य रूप से स्क्रीनिंग, ग्रुपिंग, पैकेजिंग और असेंबली के बाद कोशिकाओं के विद्युत प्रदर्शन का परीक्षण करने के लिए है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि क्षमता और दबाव अंतर योग्य उत्पाद हैं या नहीं।
बैटरी की श्रृंखला और समानांतर कोशिकाओं के बीच स्थिरता बैटरी पैक में एक विशेष विचार है। केवल अच्छी क्षमता, आवेश की स्थिति, आंतरिक प्रतिरोध, और स्वयं-निर्वहन स्थिरता के साथ ही बैटरी पैक की क्षमता को बढ़ाया और छोड़ा जा सकता है। खराब प्रदर्शन बैटरी पैक के समग्र प्रदर्शन को गंभीर रूप से प्रभावित करेगा, और यहां तक कि ओवरचार्ज या ओवरडिस्चार्ज का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप सुरक्षा को खतरा हो सकता है। एक अच्छा संयोजन विधि मोनोमर्स की स्थिरता में सुधार करने का एक प्रभावी तरीका है।
लिथियम-आयन बैटरी परिवेश के तापमान के प्रभाव से प्रतिबंधित हैं, और तापमान बहुत अधिक या बहुत कम होने पर बैटरी की क्षमता प्रभावित होगी। यदि बैटरी उच्च तापमान की स्थिति में लंबे समय तक काम करती है, तो इसका चक्र जीवन प्रभावित हो सकता है। यदि तापमान बहुत कम है, तो क्षमता को बढ़ाना मुश्किल होगा। डिस्चार्ज दर बैटरी की उच्च-वर्तमान चार्जिंग और डिस्चार्जिंग क्षमता को दर्शाती है। यदि दर बहुत छोटी है, तो चार्जिंग और डिस्चार्जिंग की गति धीमी होगी, जो परीक्षण दक्षता को प्रभावित करेगी; यदि दर बहुत बड़ी है, तो ध्रुवीकरण प्रभाव और बैटरी के थर्मल प्रभाव के कारण क्षमता कम हो जाएगी। चार्ज और डिस्चार्ज दर।
1. मिलान संगति
एक अच्छा विन्यास न केवल कोशिकाओं की उपयोग दर में सुधार कर सकता है, बल्कि कोशिकाओं की स्थिरता को भी नियंत्रित कर सकता है, जो बैटरी पैक के निर्वहन में अच्छी निर्वहन क्षमता और चक्र स्थिरता प्राप्त करने का आधार है। हालांकि, खराब कॉन्फ़िगरेशन के साथ बैटरी सेल क्षमता के एसी प्रतिबाधा का फैलाव बढ़ जाएगा, जो बदले में बैटरी पैक के चक्र प्रदर्शन और प्रयोग करने योग्य क्षमता को कमजोर करेगा। किसी ने बैटरी के विशिष्ट वेक्टर के अनुसार बैटरी मिलान की एक विधि प्रस्तावित की। विशेषता वेक्टर एकल बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज वोल्टेज डेटा और मानक बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज डेटा के बीच समानता की डिग्री को दर्शाता है। बैटरी का चार्ज -डिस्चार्ज कर्व मानक वक्र के जितना करीब होता है, समानता उतनी ही अधिक होती है, और सहसंबंध गुणांक 1 के करीब होता है। यह मिलान विधि मुख्य रूप से मोनोमर वोल्टेज के सहसंबंध गुणांक पर आधारित होती है, और फिर मिलान करने के लिए अन्य मापदंडों को जोड़ती है, जिससे बेहतर मिलान प्रभाव प्राप्त हो सकता है। इस दृष्टिकोण के साथ कठिनाई मानक बैटरी विशेषता वैक्टर की आपूर्ति करना है। उत्पादन स्तर की बाधाओं के कारण, बैटरी के प्रत्येक बैच के बीच अंतर होना चाहिए, और बैटरी के प्रत्येक बैच के लिए उपयुक्त फीचर वैक्टर का एक सेट प्राप्त करना बहुत मुश्किल है।
एकल कोशिकाओं के बीच अंतर मूल्यांकन पद्धति का विश्लेषण करने के लिए मात्रात्मक विश्लेषण का उपयोग किया गया था। सबसे पहले, बैटरी के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले प्रमुख बिंदुओं को गणितीय तरीकों से निकाला जाता है, और फिर व्यापक मूल्यांकन और बैटरी प्रदर्शन की तुलना प्राप्त करने के लिए गणितीय अमूर्तता की जाती है, और बैटरी प्रदर्शन के गुणात्मक विश्लेषण को मात्रात्मक विश्लेषण में परिवर्तित किया जाता है, ताकि अनुकूलित किया जा सके। बैटरी पैक का समग्र प्रदर्शन। एक सरल विधि जिसे व्यावहारिक रूप से लागू किया जा सकता है, प्रस्तुत किया गया है। बैटरी चयन और समूहीकरण पर आधारित एक व्यापक प्रदर्शन मूल्यांकन प्रणाली प्रस्तावित है, जिसमें व्यक्तिपरक डेल्फ़ी स्कोरिंग और वस्तुनिष्ठ ग्रे सहसंबंध डिग्री मापन का संयोजन, और बैटरियों के लिए एक बहु-पैरामीटर ग्रे सहसंबंध मॉडल स्थापित करना, जो एक से अधिक है- मूल्यांकन मानक के रूप में एकल सूचकांक का उपयोग करने की पक्षपातपूर्णता। पावर लिथियम-आयन बैटरी का प्रदर्शन मूल्यांकन महसूस किया जाता है, और मूल्यांकन परिणामों से प्राप्त सहसंबंध बाद के चरण में बैटरी की स्क्रीनिंग और मिलान के लिए एक विश्वसनीय सैद्धांतिक आधार प्रदान करता है।
डायनामिक विशेषता मिलान विधि मुख्य रूप से बैटरी के चार्जिंग और डिस्चार्जिंग कर्व के अनुसार मिलान फ़ंक्शन का एहसास करना है। विशिष्ट कार्यान्वयन कदम पहले एक विशेषता वेक्टर बनाने के लिए वक्र पर विशेषता बिंदुओं को निकालने के लिए हैं। प्रत्येक वक्र के बीच विशेषता वैक्टर के बीच की दूरी के अनुसार, मिलान सूचकांक के लिए, वक्र के वर्गीकरण को एक उपयुक्त एल्गोरिथ्म का चयन करके महसूस किया जाता है, और फिर बैटरी मिलान प्रक्रिया पूरी होती है। यह मिलान विधि ऑपरेशन के दौरान बैटरी के प्रदर्शन परिवर्तनों को ध्यान में रखती है। इस आधार पर, बैटरी मिलान के लिए अन्य उपयुक्त मापदंडों का चयन किया जाता है, और अधिक सुसंगत प्रदर्शन वाली बैटरियों को सॉर्ट किया जा सकता है।
2. चार्जिंग विधि
उपयुक्त चार्जिंग व्यवस्था का बैटरी की डिस्चार्ज क्षमता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। यदि चार्जिंग की गहराई उथली है, तो डिस्चार्ज क्षमता तदनुसार कम हो जाएगी। यदि अधिक चार्ज किया जाता है, तो यह बैटरी के रासायनिक सक्रिय पदार्थों को प्रभावित करेगा और अपरिवर्तनीय क्षति का कारण बनेगा, जिससे बैटरी की क्षमता और जीवन में कमी आएगी। इसलिए, यह सुनिश्चित करने के लिए उपयुक्त चार्जिंग दर, ऊपरी सीमा वोल्टेज और निरंतर वोल्टेज कट-ऑफ करंट का चयन करना आवश्यक है ताकि चार्जिंग क्षमता को महसूस करते हुए चार्जिंग दक्षता और सुरक्षा और स्थिरता को अनुकूलित किया जा सके। वर्तमान में, पावर लिथियम-आयन बैटरियां अधिकतर निरंतर चालू-निरंतर वोल्टेज चार्जिंग मोड का उपयोग करती हैं। लिथियम आयरन फॉस्फेट सिस्टम और टर्नरी सिस्टम बैटरी के निरंतर वर्तमान और निरंतर वोल्टेज चार्जिंग परिणामों का विश्लेषण विभिन्न चार्जिंग धाराओं और अलग-अलग कट - ऑफ वोल्टेज के तहत, यह जाना जा सकता है कि: (1) जब चार्जिंग कट {{5 }}ऑफ वोल्टेज दबाया जाता है, चार्जिंग करंट बढ़ता है और निरंतर चालू अनुपात घटता है, चार्जिंग समय छोटा होता है, लेकिन ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है; (2) जब चार्जिंग करंट को दबाया जाता है, तो चार्जिंग कट -ऑफ वोल्टेज कम हो जाता है, निरंतर करंट चार्जिंग अनुपात कम हो जाता है, और चार्जिंग क्षमता और ऊर्जा दोनों कम हो जाती हैं। बैटरी की क्षमता सुनिश्चित करने के लिए, आयरन फॉस्फेट लिथियम का चार्ज कट -ऑफ वोल्टेज-आयन बैटरी 3.4V से कम नहीं हो सकती। चार्जिंग समय और ऊर्जा हानि को संतुलित करने के लिए, एक उपयुक्त चार्जिंग करंट चुनें और -ऑफ टाइम काट लें।
प्रत्येक सेल की एसओसी स्थिरता काफी हद तक बैटरी पैक की डिस्चार्ज क्षमता को निर्धारित करती है, और संतुलित चार्जिंग प्रत्येक सेल डिस्चार्ज के लिए एक समान प्रारंभिक एसओसी प्लेटफॉर्म प्राप्त करने की संभावना प्रदान करती है, जो डिस्चार्ज क्षमता और डिस्चार्ज दक्षता (डिस्चार्ज क्षमता / मिलान क्षमता) में सुधार कर सकती है। . चार्जिंग में इक्वलाइज़ेशन मेथड चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान पावर लिथियम-आयन बैटरी के इक्वलाइजेशन को संदर्भित करता है। आम तौर पर, इक्वलाइजेशन तब शुरू होता है जब बैटरी पैक का वोल्टेज सेट वोल्टेज तक पहुंच जाता है या उससे अधिक हो जाता है, और चार्जिंग करंट को कम करके ओवरचार्ज को रोका जाता है।
बैटरी पैक में एकल कोशिकाओं की विभिन्न अवस्थाओं के अनुसार, बैटरी पैक के संतुलित चार्जिंग नियंत्रण सर्किट मॉडल और इक्वलाइज़ेशन सर्किट के माध्यम से एकल कोशिकाओं के चार्जिंग प्रवाह को ठीक करने के लिए-एक विधि प्रस्तावित की जाती है कि न केवल बैटरी पैक की तेजी से चार्जिंग का एहसास कर सकता है, बल्कि एकल कोशिकाओं की असंगति को भी समाप्त कर सकता है। बैटरी पैक चक्र जीवन प्रभावों के लिए समान प्रभार नियंत्रण रणनीति। विशेष रूप से, स्विच सिग्नल के माध्यम से, लिथियम-आयन बैटरी पैक की समग्र ऊर्जा एकल बैटरी के पूरक होती है, या एकल बैटरी की ऊर्जा को समग्र बैटरी पैक में परिवर्तित किया जाता है। बैटरी पैक की चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, प्रत्येक एकल सेल के वोल्टेज मान का पता लगाकर, जब एकल सेल का वोल्टेज एक निश्चित मान तक पहुंच जाता है, तो बैलेंसिंग मॉड्यूल काम करना शुरू कर देता है। सिंगल बैटरी में चार्जिंग करंट को चार्जिंग वोल्टेज को कम करने के लिए विभाजित किया जाता है, और विभाजित करंट को मॉड्यूल द्वारा परिवर्तित किया जाता है ताकि संतुलन के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए चार्जिंग बस को ऊर्जा वापस मिल सके।
किसी ने एक परिवर्तनीय दर चार्जिंग समीकरण समाधान का प्रस्ताव दिया। इस पद्धति का समीकरण विचार केवल कम ऊर्जा वाली एकल बैटरी को अतिरिक्त ऊर्जा की आपूर्ति करना है, जो एकल बैटरी की ऊर्जा को अधिक ऊर्जा के साथ निकालने की प्रक्रिया को रोकता है, जो प्रक्रिया को बहुत सरल करता है। समीकरण सर्किट की टोपोलॉजी। दूसरे शब्दों में, अलग-अलग ऊर्जा राज्यों की एकल कोशिकाओं को चार्ज करने के लिए अलग-अलग चार्जिंग दरों का उपयोग किया जाता है, ताकि एक अच्छा संतुलन प्रभाव प्राप्त किया जा सके।
3. निर्वहन दर
डिस्चार्ज दर पावर लिथियम-आयन बैटरी के लिए एक महत्वपूर्ण संकेतक है। बैटरी का उच्च दर निर्वहन सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए एक परीक्षण है। सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री लिथियम आयरन फॉस्फेट के लिए, इसकी संरचना स्थिर है, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान तनाव छोटा है, और इसमें उच्च वर्तमान निर्वहन के लिए बुनियादी स्थितियां हैं, लेकिन नुकसान यह है कि लिथियम आयरन फॉस्फेट की चालकता खराब है। इलेक्ट्रोलाइट में लिथियम आयनों की प्रसार दर बैटरी की निर्वहन दर को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, और बैटरी में आयनों का प्रसार बैटरी की संरचना और इलेक्ट्रोलाइट की एकाग्रता से निकटता से संबंधित है।
इसलिए, अलग-अलग डिस्चार्ज दरों से बैटरी के अलग-अलग डिस्चार्ज टाइम और डिस्चार्ज वोल्टेज प्लेटफॉर्म होते हैं, जो बदले में अलग-अलग डिस्चार्ज कैपेसिटी की ओर ले जाते हैं, जो समानांतर बैटरी पैक के लिए विशेष रूप से स्पष्ट हैं। इसलिए, उचित निर्वहन दर चुनना आवश्यक है। डिस्चार्ज करंट बढ़ने पर बैटरी की उपयोग करने योग्य क्षमता कम हो जाती है।
जियांग कुइना एट अल। लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं की रिलीज करने योग्य क्षमता पर निर्वहन दर के प्रभाव का अध्ययन किया। एक ही प्रकार की अच्छी प्रारंभिक स्थिरता वाले एकल कोशिकाओं के एक समूह को 1C करंट पर 3.8V पर चार्ज किया गया, और फिर 0.1, 0.2, की डिस्चार्ज दरों पर चार्ज किया गया {{7} }.5, 1, 2, और 3C को 2.5V तक डिस्चार्ज किया गया था, और वोल्टेज और डिस्चार्ज पावर के बीच संबंध वक्र दर्ज किया गया था, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। प्रयोगात्मक परिणाम बताते हैं कि 1 और 2C की जारी क्षमता 97.8 है। क्रमशः सी/3 की जारी क्षमता का प्रतिशत और 96.5 प्रतिशत, और जारी ऊर्जा क्रमशः सी/3 द्वारा जारी ऊर्जा का 97.2 प्रतिशत और 94.3 प्रतिशत है। वृद्धि, लिथियम द्वारा जारी क्षमता और ऊर्जा -आयन बैटरी काफी कम हो जाती है।
जब लिथियम-आयन बैटरी को डिस्चार्ज किया जाता है, तो आम तौर पर राष्ट्रीय मानक 1C का उपयोग किया जाता है, और अधिकतम डिस्चार्ज करंट आमतौर पर 23C तक सीमित होता है। जब एक बड़ी धारा का निर्वहन किया जाता है, तो एक बड़ा तापमान वृद्धि होगी और ऊर्जा की हानि होगी। इसलिए, अत्यधिक तापमान के कारण बैटरी को होने वाले नुकसान को रोकने और बैटरी की सेवा जीवन को कम करने के लिए वास्तविक समय में बैटरी पैक के तापमान की निगरानी करना आवश्यक है।
4. तापमान की स्थिति
तापमान बैटरी के अंदर इलेक्ट्रोड सामग्री की गतिविधि और इलेक्ट्रोलाइट प्रदर्शन को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। बहुत अधिक और बहुत कम तापमान का बैटरी की क्षमता पर अधिक प्रभाव पड़ता है।
कम तापमान पर, बैटरी की गतिविधि काफी कम हो जाती है, लिथियम इंटरकलेशन और निष्कर्षण की क्षमता कम हो जाती है, बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध और ध्रुवीकरण वोल्टेज बढ़ जाता है, वास्तविक उपयोग करने योग्य क्षमता कम हो जाती है, बैटरी की डिस्चार्ज क्षमता कम हो जाती है। , डिस्चार्ज प्लेटफॉर्म कम है, और बैटरी के डिस्चार्ज कट-ऑफ वोल्टेज तक पहुंचने की अधिक संभावना है। जैसे-जैसे बैटरी की उपलब्ध क्षमता घटती जाती है, बैटरी की ऊर्जा उपयोग क्षमता कम होती जाती है।
जब तापमान बढ़ता है, तो सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों का निष्कर्षण और सम्मिलन सक्रिय हो जाता है, जिससे बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध कम हो जाता है, और आंतरिक प्रतिरोध स्थिरता का समय लंबा हो जाता है, जिससे इलेक्ट्रॉन गतिशीलता की मात्रा बढ़ जाती है। बाहरी सर्किट और क्षमता अधिक प्रभावी है। प्ले Play। हालांकि, अगर बैटरी लंबे समय तक उच्च तापमान वाले वातावरण में काम करती है, तो सकारात्मक जाली संरचना की स्थिरता खराब हो जाएगी, बैटरी की सुरक्षा कम हो जाएगी, और बैटरी का जीवन काफी छोटा हो जाएगा।
ली झे एट अल। बैटरी की वास्तविक डिस्चार्ज क्षमता पर तापमान के प्रभाव का अध्ययन किया, और विभिन्न तापमानों पर बैटरी की वास्तविक डिस्चार्ज क्षमता का मानक डिस्चार्ज क्षमता (25 डिग्री पर 1C डिस्चार्ज) के अनुपात को रिकॉर्ड किया। तापमान के साथ बैटरी के क्षमता परिवर्तन को फिट करें, और प्राप्त करें: सूत्र में: सी बैटरी क्षमता है; टी तापमान है; R2 फिटिंग का सहसंबंध गुणांक है। प्रयोगों से पता चलता है कि कम तापमान पर बैटरी की क्षमता बहुत जल्दी कम हो जाती है, जबकि सामान्य तापमान पर तापमान में वृद्धि के साथ क्षमता बढ़ जाती है। -40 डिग्री पर बैटरी की क्षमता नाममात्र मूल्य का केवल 1/3 है, जबकि 0 डिग्री से 60 डिग्री पर, बैटरी की क्षमता नाममात्र क्षमता के 80 प्रतिशत से बढ़कर 100 प्रतिशत हो जाती है।
विश्लेषण से पता चलता है कि कम तापमान पर ओमिक आंतरिक प्रतिरोध की परिवर्तन दर उच्च तापमान की तुलना में अधिक है, जो इंगित करता है कि कम तापमान का बैटरी की गतिविधि पर अधिक स्पष्ट प्रभाव पड़ता है, जिससे बैटरी की डिस्चार्ज करने योग्य शक्ति प्रभावित होती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग प्रक्रिया के ओमिक आंतरिक प्रतिरोध और ध्रुवीकरण आंतरिक प्रतिरोध दोनों कम हो जाते हैं। हालांकि, उच्च तापमान पर, बैटरी में रासायनिक प्रतिक्रिया संतुलन और सामग्री की स्थिरता नष्ट हो जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप संभावित पक्ष प्रतिक्रियाएं होंगी, जो बैटरी की क्षमता और आंतरिक प्रतिरोध को प्रभावित करेगी, जिसके परिणामस्वरूप छोटा चक्र जीवन और यहां तक कि सुरक्षा भी कम हो जाएगी।
इसलिए, उच्च और निम्न तापमान दोनों लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी के प्रदर्शन और सेवा जीवन को प्रभावित करेंगे। वास्तविक कार्य प्रक्रिया में, यह सुनिश्चित करने के लिए कि बैटरी उपयुक्त तापमान परिस्थितियों में काम करती है, नई बैटरी थर्मल प्रबंधन जैसी विधियों का उपयोग किया जाना चाहिए। बैटरी पैक पैक परीक्षण में 25 डिग्री का एक निरंतर तापमान परीक्षण कक्ष स्थापित किया जा सकता है।
