लिथियम बैटरी की स्थिरता में सुधार कैसे करें
नई ऊर्जा वाहन अधिक से अधिक लोकप्रिय हो रहे हैं। जब लिथियम बैटरी का उपयोग इलेक्ट्रिक वाहनों के शक्ति स्रोत के रूप में किया जाता है, तो उच्च शक्ति और बड़ी क्षमता की आवश्यकताओं के कारण, एकल लिथियम आयन बैटरी आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती हैं, इसलिए लिथियम आयन बैटरी को श्रृंखला और समानांतर में जोड़ने की आवश्यकता होती है। संयोजन में प्रयोग किया जाता है।
हालांकि, एकल कोशिकाओं के बीच असंगतता अक्सर चक्र के दौरान अत्यधिक क्षमता क्षय और बैटरी पैक के कम जीवन जैसी समस्याओं का कारण बनती है। समूहीकरण के लिए यथासंभव सुसंगत प्रदर्शन वाली बैटरियों का चयन करना पावर बैटरियों में लिथियम-आयन बैटरियों के प्रचार और अनुप्रयोग के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। अब कई पहलुओं से एक सरल विश्लेषण करें:
1 असंगति विश्लेषण
1.1 असंगति की परिभाषा लिथियम-आयन बैटरी पैक की असंगति एक ही विनिर्देश और मॉडल रूप के एकल कोशिकाओं के बाद वोल्टेज, क्षमता, आंतरिक प्रतिरोध, जीवन, तापमान प्रभाव और स्व-निर्वहन दर जैसे मापदंडों में एक निश्चित अंतर को संदर्भित करती है। एक बैटरी पैक। सिंगल बैटरी के बनने के बाद शुरुआती परफॉर्मेंस में ही कुछ अंतर होता है। बैटरी के उपयोग के साथ, ये प्रदर्शन अंतर जमा होते रहते हैं। उसी समय, क्योंकि बैटरी पैक में प्रत्येक एकल बैटरी का उपयोग वातावरण बिल्कुल समान नहीं होता है, यह एकल बैटरी की असंगति को भी धीरे-धीरे बड़ा करने का कारण बनता है, जिससे बैटरी के प्रदर्शन में गिरावट आती है, और अंत में बैटरी पैक का कारण बनता है। समय से पहले विफल हो जाता है। 1.2 असंगति का प्रदर्शन लिथियम-आयन बैटरी की असंगति मुख्य रूप से दो पहलुओं में प्रकट होती है: बैटरी सेल प्रदर्शन मापदंडों (बैटरी क्षमता, आंतरिक प्रतिरोध और स्व-निर्वहन दर, आदि) में अंतर और बैटरी की स्थिति में अंतर (एसओसी) ) दाई हाइफेंग एट अल। पाया गया कि बैटरी कोशिकाओं के बीच क्षमता में अंतर का वितरण वियर वितरण के करीब है, और आंतरिक प्रतिरोध का फैलाव क्षमता की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण है, और बैटरी के एक ही बैच का आंतरिक प्रतिरोध आम तौर पर सामान्य वितरण के कानून को पूरा करता है। , स्व-निर्वहन दर भी लगभग सामान्य वितरण को प्रस्तुत करती है। एसओसी बैटरी के चार्ज की स्थिति को दर्शाता है, जो बैटरी की शेष क्षमता और रेटेड क्षमता का अनुपात है। जी जिंग एट अल। विश्वास है कि बैटरी की असंगति के कारण, बैटरी की क्षमता क्षय दर भिन्न होती है, जिसके परिणामस्वरूप बैटरियों के बीच अधिकतम उपयोग योग्य क्षमता में अंतर होता है। छोटी क्षमता वाली बैटरी की SOC परिवर्तन दर बड़ी क्षमता वाली बैटरी की तुलना में तेज होती है, और चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान कट-ऑफ वोल्टेज तेजी से पहुंचता है।
1.3 असंगति के कारण लिथियम-आयन बैटरी की असंगति के कई कारण हैं, मुख्यतः निर्माण प्रक्रिया और उपयोग प्रक्रिया में। विनिर्माण प्रक्रिया के हर पहलू, जैसे बैचिंग के दौरान घोल की एकरूपता, कोटिंग के दौरान क्षेत्र घनत्व और सतह तनाव का नियंत्रण, आदि, एकल सेल के प्रदर्शन में अंतर का कारण बनेंगे। लुओ यू एट अल। बैटरी स्थिरता पर लिथियम-आयन बैटरी उत्पादन और निर्माण प्रक्रियाओं के प्रभाव का अध्ययन किया, और बैटरी स्थिरता पर पानी आधारित बाइंडर सिस्टम लिथियम-आयन बैटरी उत्पादन प्रक्रिया के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित किया। बैटरी के उपयोग के दौरान, ज़ी जिओ और अन्य लोगों का मानना है कि कनेक्शन विधि, संरचनात्मक भागों/उपकरणों, संचालन की स्थिति और पर्यावरण सभी बैटरी पैक की स्थिरता को प्रभावित करेंगे। क्योंकि प्रत्येक कनेक्शन बिंदु द्वारा खपत ऊर्जा असंगत है, प्रत्येक घटक या संरचना का प्रदर्शन और उम्र बढ़ने की दर भी असंगत है, इसलिए बैटरी पर प्रभाव भी असंगत है। इसके अलावा, बैटरी में प्रत्येक एकल सेल के अलग-अलग स्थान, अलग-अलग तापमान और अलग-अलग प्रदर्शन गिरावट के कारण, ये एकल सेल की असंगति को बढ़ाएंगे।
बैटरी की स्थिरता में सुधार करने के 2 तरीके
2.1 उत्पादन प्रक्रिया का नियंत्रण उत्पादन प्रक्रिया का नियंत्रण मुख्य रूप से दो पहलुओं से किया जाता है: कच्चा माल और उत्पादन प्रक्रिया। कच्चे माल के संदर्भ में, कच्चे माल के कण आकार और प्रदर्शन की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए कच्चे माल के एक ही बैच का चयन करने का प्रयास करें। उत्पादन प्रक्रिया में, पूरी उत्पादन प्रक्रिया को कड़ाई से नियंत्रित किया जाना चाहिए, जैसे कि यह सुनिश्चित करना कि घोल समान रूप से उभारा जाता है और लंबे समय तक नहीं रखा जाता है, कोटिंग मशीन की गति को नियंत्रित करने के लिए कोटिंग की मोटाई और एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए, उपस्थिति पोल के टुकड़े, और वजन और वर्गीकरण। , इंजेक्शन की मात्रा, गठन, मात्रा पृथक्करण, भंडारण की स्थिति आदि को नियंत्रित करें। लुओ यू ने बैचिंग सहित लिथियम-आयन बैटरी की तैयारी तकनीक पर अनुसंधान के माध्यम से लिथियम-आयन बैटरी की स्थिरता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालने वाली प्रमुख प्रक्रियाओं को निर्धारित किया है। मिश्रण, कोटिंग, रोलिंग, घुमावदार / टुकड़े टुकड़े, तरल इंजेक्शन और गठन। प्रमुख प्रक्रिया मापदंडों और बैटरी प्रदर्शन के बीच संबंधों का गहन शोध और विश्लेषण भी किया जाता है।
2.2 कॉन्फ़िगरेशन प्रक्रिया का नियंत्रण
असेंबली प्रक्रिया का नियंत्रण मुख्य रूप से बैटरियों की छँटाई को संदर्भित करता है। बैटरी पैक एक समान विनिर्देशों और मॉडलों की बैटरियों को अपनाता है, और बैटरी के प्रारंभिक प्रदर्शन की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए बैटरी के वोल्टेज, क्षमता, आंतरिक प्रतिरोध आदि को मापा जाना चाहिए। अनुसंधान के माध्यम से, जू हैताओ एट अल। पाया गया कि जब बैटरी पैक को इकट्ठा किया जाता है, तो एकल कोशिकाओं का वोल्टेज अंतर बैटरी पैक के चार्ज और डिस्चार्ज के अंत में एकल कोशिकाओं की स्थिरता को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक होता है। एकल कोशिकाओं के आंतरिक प्रतिरोध में अंतर बैटरी पैक को चार्ज करने का कारण बनता है निर्वहन प्रक्रिया के दौरान, प्रत्येक एकल बैटरी का वोल्टेज प्लेटफॉर्म काफी अलग होता है। वांग लिंक्सिया और अन्य ने लिथियम-आयन श्रृंखला-समानांतर बैटरी पैक में एकल कोशिकाओं की असंगति का विश्लेषण किया, और समानांतर बैटरी पैक में मुख्य प्रभावित करने वाले कारकों का विश्लेषण किया। बैटरी पैक के प्रभाव की डिग्री इकट्ठे बैटरी पैक के लिए आवश्यक आधार प्रदान करती है। चेन पिंग एट अल। बैटरी कॉन्फ़िगरेशन की स्थिरता पर डिस्चार्ज दर के प्रभाव का अध्ययन किया और पाया कि डिस्चार्ज दर में वृद्धि के साथ, बैटरी की असंगति बढ़ गई है, जिससे खराब बैटरी को खत्म करने का प्रभाव प्राप्त हुआ है।
2.3 वास्तविक समय में बैटरी की निगरानी के लिए उपयोग और रखरखाव प्रक्रिया नियंत्रण। बैटरी को इकट्ठा करते समय बैटरी की स्थिरता की जांच की जाती है, जो उपयोग के प्रारंभिक चरण में बैटरी की स्थिरता सुनिश्चित कर सकती है। उपयोग के दौरान वास्तविक समय में बैटरी की निगरानी की जाती है, और उपयोग के दौरान स्थिरता की समस्याओं को वास्तविक समय में देखा जा सकता है। हालांकि, जब स्थिरता खराब होती है, तो मॉनिटरिंग सर्किट चार्जिंग और डिस्चार्जिंग सर्किट को काट देगा, और प्रदर्शन कम हो जाएगा। दोनों के बीच संतुलन खोजना होगा। चरम पैरामीटर बैटरी को वास्तविक समय की निगरानी के माध्यम से समय पर समायोजित या प्रतिस्थापित किया जा सकता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि बैटरी पैक की असंगति समय के साथ विस्तारित नहीं होगी। एक संतुलित प्रबंधन प्रणाली का परिचय दें। बैटरी को समझदारी से प्रबंधित करने के लिए उपयुक्त इक्वलाइज़ेशन स्ट्रैटेजी और इक्वलाइज़ेशन सर्किट को अपनाएं। वर्तमान सामान्य संतुलन रणनीतियों में बाहरी वोल्टेज के आधार पर संतुलन रणनीति, एसओसी पर आधारित संतुलन रणनीति और क्षमता के आधार पर संतुलन रणनीति शामिल है। ऊर्जा खपत के तरीके के अनुसार इक्वलाइजेशन सर्किट को पैसिव इक्वलाइजेशन और एक्टिव इक्वलाइजेशन में विभाजित किया जा सकता है। उनमें से, सक्रिय समीकरण बैटरी के बीच दोषरहित ऊर्जा प्रवाह का एहसास कर सकता है, जो देश और विदेश में एक गर्म शोध विषय है। सक्रिय संतुलन में आमतौर पर उपयोग की जाने वाली विधियों में बैटरी बाईपास विधि, स्विच्ड कैपेसिटर विधि, स्विच्ड इंडक्शन विधि और डीसी / डीसी रूपांतरण विधि शामिल हैं।
बैटरी का थर्मल प्रबंधन। बैटरी पैक के ऑपरेटिंग तापमान को इष्टतम सीमा के भीतर रखने के अलावा, बैटरी के थर्मल प्रबंधन को बैटरी के बीच तापमान की स्थिति की स्थिरता सुनिश्चित करने का भी प्रयास करना चाहिए, ताकि बैटरी के बीच प्रदर्शन की स्थिरता को प्रभावी ढंग से सुनिश्चित किया जा सके। उचित नियंत्रण रणनीतियों का प्रयोग करें। जब आउटपुट पावर अनुमति देती है, तो बैटरी डिस्चार्ज की गहराई को कम करने का प्रयास करें, और साथ ही, बैटरी के ओवरचार्जिंग से बचें, जो बैटरी पैक के चक्र जीवन को बढ़ा सकता है। बैटरी पैक के रखरखाव को सुदृढ़ करें। बैटरी पैक पर नियमित अंतराल पर लो-करंट मेंटेनेंस चार्जिंग करें और सफाई पर ध्यान दें।
3 पावर लिथियम-आयन बैटरी की असेंबलिंग विधि
3.1 वोल्टेज मिलान विधि वोल्टेज मिलान विधि को स्थिर वोल्टेज मिलान विधि और गतिशील वोल्टेज मिलान विधि में विभाजित किया जा सकता है। स्थैतिक वोल्टेज मिलान विधि को नो-लोड मिलान विधि भी कहा जाता है। यह भार नहीं उठाता है और केवल बैटरी को ही मानता है। यह दसियों दिनों तक खड़े रहने और पूरी तरह चार्ज होने की स्थिति में अलग-अलग भंडारण अवधि के बाद चयनित एकल बैटरी की पूरी तरह से चार्ज की गई स्थिति की स्व-निर्वहन दर को मापता है। आंतरिक बैटरी का ओपन सर्किट वोल्टेज, यह विधि सबसे सरल ऑपरेशन है, लेकिन यह सटीक नहीं है। गतिशील वोल्टेज मिलान विधि लोड के साथ वोल्टेज की स्थिति की जांच करती है, लेकिन यह लोड परिवर्तन जैसे कारकों को ध्यान में नहीं रखती है, इसलिए यह सटीक नहीं है।
3.2 स्थिर क्षमता मिलान विधि निर्धारित परिस्थितियों में बैटरी को चार्ज और डिस्चार्ज करती है, डिस्चार्ज करंट और डिस्चार्ज समय से क्षमता की गणना करती है, और क्षमता के अनुसार बैटरी से मेल खाती है। यह विधि सरल और लागू करने में आसान है, लेकिन यह केवल यह दर्शा सकती है कि बैटरी की कुछ शर्तों के तहत समान क्षमता है, और बैटरी की पूर्ण कार्य विशेषताओं की व्याख्या नहीं कर सकती है, और इसकी कुछ सीमाएँ हैं।
3.3 आंतरिक प्रतिरोध मिलान विधि मुख्य रूप से एकल बैटरी के आंतरिक प्रतिरोध पर विचार करती है। यह विधि तेजी से माप प्राप्त कर सकती है, लेकिन क्योंकि डिस्चार्ज प्रक्रिया के साथ बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध बदल जाएगा, आंतरिक प्रतिरोध को सटीक रूप से निर्धारित करना मुश्किल है।
3.4 बहु-पैरामीटर मिलान विधि एक साथ बैटरी का व्यापक मूल्यांकन करने के लिए क्षमता, आंतरिक प्रतिरोध, वोल्टेज, स्व-निर्वहन दर और अन्य बाहरी स्थितियों पर विचार करती है, और बेहतर स्थिरता के साथ बैटरी पैक को सॉर्ट कर सकती है। हालाँकि, इस पद्धति का आधार यह है कि एकल-पैरामीटर छँटाई सटीक और समय लेने वाली होनी चाहिए।
3.5 गतिशील विशेषता समूहीकरण विधि गतिशील विशेषता समूहन विधि समूहीकरण के लिए बैटरी को सॉर्ट करने के लिए बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज विशेषता वक्र का उपयोग करती है। चार्ज-डिस्चार्ज वक्र बैटरी की अधिकांश विशेषताओं को प्रतिबिंबित कर सकता है, और गतिशील विशेषताओं मिलान विधि का उपयोग बैटरी के विभिन्न प्रदर्शन संकेतकों की स्थिरता सुनिश्चित कर सकता है। डायनामिक विशेषता मिलान विधि में कई डेटा होते हैं, जिन्हें आमतौर पर कंप्यूटर प्रोग्राम के सहयोग से महसूस किया जाता है। इसके अलावा, यह विधि बैटरी पैक उपयोग दर को कम करती है, जो बैटरी संरचना लागत को कम करने के लिए अनुकूल नहीं है। मानक वक्र या संदर्भ वक्र का निर्धारण भी इसके कार्यान्वयन में एक कठिन बिंदु है। 4। निष्कर्ष
बैटरी की असंगति का कारण मुख्य रूप से बैटरी के निर्माण और उपयोग में है।
बैटरी की स्थिरता में सुधार के उपायों में मुख्य रूप से निम्नलिखित तीन पहलू शामिल हैं:
1. कच्चे माल और उत्पादन तकनीक के दो पहलुओं से उत्पादन प्रक्रिया को सख्ती से नियंत्रित करें;
2. अधिक वैज्ञानिक छँटाई विधि का उपयोग करें, और समूहीकरण के लिए समान प्रारंभिक प्रदर्शन वाली बैटरियों का चयन करने का प्रयास करें;
3. बैटरी के उपयोग और रखरखाव की प्रक्रिया में, वास्तविक समय में बैटरी की निगरानी करें, एक संतुलित प्रबंधन प्रणाली शुरू करें, एक उचित नियंत्रण रणनीति अपनाएं, बैटरी का थर्मल प्रबंधन करें और बैटरी पैक के रखरखाव को मजबूत करें।
