כיצד לשפר את העקביות של סוללות ליתיום
רכבי אנרגיה חדשים הופכים פופולריים יותר ויותר. כאשר סוללות ליתיום משמשות כמקור הכוח של כלי רכב חשמליים, בשל הדרישות של הספק גבוה וקיבולת גדולה, סוללות ליתיום יון בודדות אינן יכולות לעמוד בדרישות, ולכן יש לחבר סוללות ליתיום יון בטור ובמקביל. משמש בשילוב.
עם זאת, חוסר העקביות בין התאים הבודדים גורם לעתים קרובות לבעיות כגון דעיכה קיבולת מוגזמת וחיים קצרים של ערכת הסוללות במהלך המחזור. לבחירת סוללות בעלות ביצועים עקביים ככל האפשר לקיבוץ יש משמעות רבה לקידום ויישום סוללות ליתיום-יון בסוללות חשמל. כעת בצע ניתוח פשוט מכמה היבטים:
1 ניתוח אי עקביות
1.1 הגדרה של חוסר עקביות חוסר העקביות של ערכת סוללות ליתיום-יון מתייחס להבדל מסוים בפרמטרים כגון מתח, קיבולת, התנגדות פנימית, חיים, השפעת טמפרטורה וקצב פריקה עצמית לאחר תאים בודדים מאותו מפרט וצורת דגם ערכת סוללות. לאחר ייצור הסוללה הבודדת, יש הבדל מסוים בביצועים הראשוניים עצמם. עם השימוש בסוללות, הבדלי הביצועים הללו ממשיכים להצטבר. יחד עם זאת, מכיוון שסביבת השימוש של כל סוללה בודדת בחבילת הסוללות אינה זהה לחלוטין, היא גם גורמת לחוסר העקביות של הסוללה הבודדת להגדיל בהדרגה, ובכך להאיץ את הירידה בביצועי הסוללה, ולבסוף לגרום למערכת הסוללות. נכשל בטרם עת. 1.2 ביצועי חוסר עקביות חוסר העקביות של סוללות ליתיום-יון מתבטא בעיקר בשני היבטים: ההבדל בפרמטרים של ביצועי תא הסוללה (קיבולת סוללה, התנגדות פנימית וקצב פריקה עצמית וכו') וההבדל במצב הטעינה של הסוללה (SOC ). דאי הייפנג ואח'. מצא שהתפלגות ההפרש בקיבולת בין תאי הסוללה קרובה להתפלגות ה-Weir, ופיזור ההתנגדות הפנימית משמעותית יותר מזה של הקיבולת, וההתנגדות הפנימית של אותה אצווה של סוללות עומדת בדרך כלל בחוק ההתפלגות הנורמלית. , פריקה עצמית הקצב מציג גם התפלגות נורמלית בערך. SOC מאפיין את מצב הטעינה של הסוללה, שהוא היחס בין הקיבולת הנותרת של הסוללה לקיבולת המדורגת. ג'י ג'ינג ואחרים. מאמינים שבגלל חוסר העקביות של הסוללה, קצב דעיכת הקיבולת של הסוללה שונה, וכתוצאה מכך הבדל בקיבולת השימושית המקסימלית בין הסוללות. קצב החלפת SOC של סוללה עם קיבולת קטנה הוא מהיר יותר מזה של סוללה בעלת קיבולת גדולה, ומתח הניתוק מגיע מהר יותר במהלך הטעינה והפריקה.
1.3 סיבות לחוסר עקביות ישנן סיבות רבות לחוסר העקביות של סוללות ליתיום-יון, בעיקר בתהליך הייצור והשימוש. כל היבט של תהליך הייצור, כגון אחידות התרחיץ במהלך האצווה, בקרת צפיפות השטח ומתח פני השטח במהלך הציפוי וכו', יגרום להבדל בביצועים של התא הבודד. Luo Yu et al. חקר את ההשפעה של תהליכי ייצור וייצור של סוללות ליתיום-יון על עקביות הסוללה, והתמקד בהשפעה של תהליך ייצור סוללות ליתיום-יון מבוסס מים על עקביות הסוללה. במהלך השימוש בסוללה, Xie Jiao ואחרים מאמינים ששיטת החיבור, חלקים/התקנים מבניים, תנאי ההפעלה והסביבה ישפיעו כולם על העקביות של ערכת הסוללות. מכיוון שהאנרגיה הנצרכת על ידי כל נקודת חיבור אינה עקבית, גם הביצועים וקצב ההזדקנות של כל רכיב או מבנה אינם עקביים, ולכן גם ההשפעה על הסוללה אינה עקבית. בנוסף, בשל מיקומו השונה של כל תא בודד בסוללה, טמפרטורה שונה ופגיעה שונה בביצועים, אלו יעצימו את חוסר העקביות של התא הבודד.
2 דרכים לשפר את עקביות הסוללה
2.1 בקרה על תהליך הייצור הבקרה על תהליך הייצור מתבצעת בעיקר משני היבטים: חומרי גלם ותהליכי ייצור. מבחינת חומרי גלם, נסה לבחור את אותה אצווה של חומרי גלם כדי להבטיח את העקביות של גודל החלקיקים והביצועים של חומרי הגלם. בתהליך הייצור יש לשלוט בקפדנות על כל תהליך הייצור, כגון הבטחת ערבוב אחיד של התרחיץ ולא מונח לאורך זמן, שליטה על מהירות מכונת הציפוי על מנת להבטיח את עובי ואחידות הציפוי, את המראה של חתיכת המוט, והשקילה והסיווג. , בקרת נפח ההזרקה, היווצרות, הפרדת נפח, תנאי אחסון וכו'. Luo Yu קבעה את תהליכי המפתח שיש להם השפעה משמעותית על העקביות של סוללות ליתיום-יון באמצעות מחקר על טכנולוגיית ההכנה של סוללות ליתיום-יון, כולל אצווה ערבוב, ציפוי, גלגול, סלילה/למינציה, הזרקת נוזלים והיווצרות. נעשה גם מחקר מעמיק וניתוח של הקשר בין פרמטרי התהליך המרכזיים וביצועי הסוללה.
2.2 בקרה על תהליך התצורה
השליטה בתהליך ההרכבה מתייחסת בעיקר למיון הסוללות. ערכת הסוללות מאמצת סוללות במפרט ודגמים אחידים, ויש למדוד את המתח, הקיבולת, ההתנגדות הפנימית וכו' של הסוללות כדי להבטיח את עקביות הביצועים הראשוניים של הסוללות. באמצעות מחקר, Xu Haitao et al. מצא שכאשר מארז הסוללות מורכב, הפרש המתח של התאים הבודדים הוא גורם חשוב המשפיע על העקביות של התאים הבודדים בסוף הטעינה והפריקה של ערכת הסוללות. ההבדל בהתנגדות הפנימית של התאים הבודדים גורם לטעינת ערכת הסוללות במהלך תהליך הפריקה, פלטפורמת המתח של כל סוללה בודדת שונה למדי. Wang Linxia ואחרים ניתחו את חוסר העקביות של תאים בודדים בערכות סוללות מקבילות בסדרת ליתיום-יון, וניתחו את הגורמים המשפיעים העיקריים בחבילות סוללות מקבילות. מידת ההשפעה של ערכת הסוללות מספקת את הבסיס הדרוש עבור ערכת הסוללות המורכבת. חן פינג וחב'. חקר את השפעת קצב הפריקה על העקביות של תצורת הסוללה ומצא שעם העלייה בקצב הפריקה, חוסר העקביות של הסוללה הוגבר, והשיג את ההשפעה של ביטול סוללות גרועות.
2.3 בקרת תהליך שימוש ותחזוקה לניטור הסוללה בזמן אמת. עקביות הסוללה נבדקת כאשר הסוללה מורכבת, מה שיכול להבטיח את עקביות הסוללה בשלב הראשוני של השימוש. הסוללה מנוטרת בזמן אמת בזמן השימוש, וניתן לראות בעיות עקביות בזמן השימוש בזמן אמת. עם זאת, כאשר העקביות ירודה, מעגל הניטור ינתק את מעגל הטעינה והפריקה, והביצועים יופחתו. יש למצוא איזון בין השניים. ניתן גם להתאים או להחליף את סוללת הפרמטר הקיצוני בזמן באמצעות ניטור בזמן אמת כדי להבטיח שחוסר העקביות של ערכת הסוללות לא תתרחב עם הזמן. הצגה של מערכת ניהול מאוזנת. אמצו אסטרטגיית שוויון ומעגל שוויון מתאימים לניהול מושכל של הסוללה. אסטרטגיות האיזון הנפוצות הנוכחיות כוללות את אסטרטגיית האיזון המבוססת על מתח חיצוני, אסטרטגיית האיזון המבוססת על SOC ואסטרטגיית האיזון המבוססת על קיבולת. ניתן לחלק את מעגל ההשוואה להשוואה פסיבית ולהשוואה אקטיבית לפי דרך צריכת האנרגיה. ביניהם, שוויון אקטיבי יכול לממש זרימת אנרגיה ללא אובדן בין סוללות, שהוא נושא מחקר חם בבית ומחוצה לו. השיטות הנפוצות באיזון אקטיבי כוללות את שיטת מעקף הסוללה, שיטת קבלים מודפסים, שיטת השראות מיתוג ושיטת המרת DC/DC.
ניהול תרמי של הסוללה. בנוסף לשמירה על טמפרטורת הפעולה של ערכת הסוללות בטווח האופטימלי, הניהול התרמי של הסוללה צריך גם לנסות להבטיח את עקביות תנאי הטמפרטורה בין הסוללות, כדי להבטיח ביעילות את עקביות הביצועים בין הסוללות. השתמש באסטרטגיות בקרה סבירות. כאשר הספק הפלט מאפשר, נסה להפחית את עומק פריקת הסוללה, ובמקביל, הימנע מטעינת יתר של הסוללה, מה שעלול להאריך את חיי המחזור של ערכת הסוללות. חיזוק התחזוקה של ערכות סוללות. בצעו טעינת תחזוקה בזרם נמוך על ערכת הסוללות במרווחי זמן קבועים, ושימו לב לניקוי.
3 שיטת הרכבה של סוללת ליתיום-יון
3.1 שיטת התאמת מתח את שיטת התאמת המתח ניתן לחלק לשיטת התאמת מתח סטטית ושיטת התאמת מתח דינמית. שיטת התאמת המתח הסטטי נקראת גם שיטת התאמת המתח ללא עומס. הוא אינו נושא עומס ומתחשב רק בסוללה עצמה. הוא מודד את קצב הפריקה העצמית של מצב הטעינה המלאה של הסוללה הבודדת שנבחרה לאחר עשרות ימי עמידה ותקופות האחסון השונות במצב הטעון במלואו. מתח המעגל הפתוח של הסוללה הפנימית, שיטה זו היא הפעולה הפשוטה ביותר, אך היא אינה מדויקת. שיטת התאמת המתח הדינמית חוקרת את מצב המתח עם עומס, אך היא אינה לוקחת בחשבון גורמים כמו שינויי עומס, ולכן היא אינה מדויקת.
3.2 שיטת התאמת הקיבולת הסטטית טוענת ומפרקת את המצבר בתנאים שנקבעו, מחשבת את הקיבולת מזרם הפריקה וזמן הפריקה ומתאימה את המצבר לפי הקיבולת. שיטה זו פשוטה וקלה ליישום, אך היא יכולה רק לשקף שלסוללה אותה קיבולת בתנאים מסוימים, ואינה יכולה להסביר את מאפייני העבודה המלאים של הסוללה, ויש לה מגבלות מסוימות.
3.3 שיטת התאמת ההתנגדות הפנימית מתייחסת בעיקר להתנגדות הפנימית של הסוללה הבודדת. שיטה זו יכולה להשיג מדידה מהירה, אך מכיוון שההתנגדות הפנימית של הסוללה תשתנה עם תהליך הפריקה, קשה לקבוע במדויק את ההתנגדות הפנימית.
3.4 שיטת ההתאמה הרב-פרמטרית שוקלת בו זמנית את הקיבולת, ההתנגדות הפנימית, המתח, קצב הפריקה העצמית ותנאים חיצוניים אחרים כדי להעריך באופן מקיף את הסוללה, ויכולה למיין את ערכת הסוללות בעקביות טובה יותר. עם זאת, הנחת היסוד של שיטה זו היא שהמיון החד-פרמטר חייב להיות מדויק ואורך זמן.
3.5 שיטת קיבוץ מאפיינים דינמיים שיטת קיבוץ מאפיינים דינמיים משתמשת בעקומת הטעינה והפריקה של הסוללה כדי למיין את הסוללות לקיבוץ. עקומת הטעינה-פריקה יכולה לשקף את רוב המאפיינים של הסוללה, והשימוש בשיטת התאמת מאפיינים דינמיים יכול להבטיח את העקביות של מדדי ביצועים שונים של הסוללה. ישנם נתונים רבים בשיטת התאמת מאפיינים דינמיים, המתממשת בדרך כלל בשיתוף פעולה של תוכנות מחשב. בנוסף, שיטה זו מפחיתה את קצב ניצול ערכת הסוללה, דבר שאינו תורם להפחתת עלות הרכב הסוללה. קביעת עקומת התקן או עקומת הייחוס היא גם נקודה קשה ביישומו. 4. מסקנה
הסיבה לחוסר העקביות של המצבר היא בעיקר בייצור ובשימוש במצבר.
האמצעים לשיפור עקביות הסוללה כוללים בעיקר את שלושת ההיבטים הבאים:
1. בקרה קפדנית על תהליך הייצור משני היבטים של חומרי גלם וטכנולוגיית ייצור;
2. השתמשו בשיטת מיון מדעית יותר, ונסו לבחור סוללות עם אותם ביצועים ראשוניים לקיבוץ;
3. בתהליך השימוש והתחזוקה של הסוללה יש לנטר את הסוללה בזמן אמת, להכניס מערכת ניהול מאוזנת, לאמץ אסטרטגיית בקרה סבירה, לנהל ניהול תרמי של הסוללה ולחזק את התחזוקה של ערכת הסוללות.
