Le prestazioni incoerenti del nucleo della batteria si formano durante il processo di produzione e si approfondono durante l'uso. Le batterie nello stesso pacco batteria sono deboli e deboli e l'accelerazione è debole. Il grado di dispersione dei parametri tra le singole cellule aumenta all'aumentare del grado di invecchiamento.
La batteria al litio di alimentazione ha occupato saldamente lo stato dell'alimentazione del veicolo elettrico. Vita lunga, alta densità di energia e grande potenziale di miglioramento. La sicurezza può essere modificata e la densità di energia può continuare ad aumentare. Nel tempo prevedibile (si dice che intorno al 2020) puoi recuperare il ritardo con la resistenza e il rapporto costo-efficacia dell'auto del carburante e entrare nella prima fase matura dei veicoli elettrici. Tuttavia, le batterie al litio hanno anche il problema delle batterie al litio.
➤ 1: Perché le batterie al litio sono per lo più piccole?
Le batterie al litio, le batterie cilindriche, le batterie a pacco morbido e le batterie quadrate che abbiamo visto sono generalmente belle e non riescono a trovare quelle grandi come le tradizionali batterie al piombo. Perché?
L'alta densità di energia, le batterie al litio spesso non osano progettare grande capacità. Le batterie al piombo-acido hanno una densità di energia di circa 40 WH/kg, mentre le batterie al litio hanno superato i 150 WH/kg. La concentrazione di energia è aumentata e la domanda di sicurezza è aumentata.
Prima di tutto, la batteria al litio può essere estesa solo, incontrando un incidente, causando in fuga termica e la batteria reagisce bruscamente all'interno. In breve tempo, troppa energia non è da nessuna parte, il che è molto pericoloso. Soprattutto nel caso della tecnologia di sicurezza, quando lo sviluppo delle capacità di gestione e controllo non è sufficiente, la capacità di ciascuna batteria dovrebbe essere trattenuta.
In secondo luogo, l'energia racchiusa dalla custodia della batteria al litio, in caso di incidente, vigili del fuoco, agenti di estinzione non può toccare, impotenti, può solo isolare la scena in caso di incidente, la batteria dell'incidente stessa reagisce, l'energia viene bruciata.
Naturalmente, per motivi di sicurezza, le attuali batterie al litio sono state progettate con molteplici misure di sicurezza. Prendi una batteria cilindrica come esempio.
La valvola di sicurezza, quando la reazione interna della batteria supera l'intervallo normale, la temperatura aumenta e viene generata il gas di reazione, la pressione raggiunge il valore di progettazione, la valvola di sicurezza viene automaticamente aperta e la pressione viene rilasciata. Al momento si apre la valvola di sicurezza, la batteria è completamente non operativa.
Termistori, alcune batterie sono dotate di termistori. Una volta che si verifica una sovracorrente, la resistenza aumenta bruscamente dopo aver raggiunto una certa temperatura e la corrente nel ciclo diminuisce, impedendo che la temperatura aumentasse ulteriormente.
Fusibili, la batteria è dotata di un fusibile con funzione di fusibile sovracorrente, in caso di rischio sovracorrente, il circuito viene disconnesso per evitare il verificarsi di un incidente maligno.
➤ 2: problema di consistenza della batteria al litio
Le batterie al litio non possono essere trasformate in una grande, quindi dobbiamo organizzare molte piccole batterie. Tutti faranno tutto insieme e possiamo collaborare con loro per volare con auto elettriche. In questo momento, devi affrontare un problema e una coerenza.
La nostra esperienza quotidiana è che due batterie secche, i poli positivi e negativi sono collegati, la torcia può essere illuminata e chiunque lo gestisca è incoerente. L'applicazione su larga scala di batterie al litio non è così semplice.
L'incoerenza dei parametri della batteria al litio si riferisce principalmente all'incoerenza della capacità, alla resistenza interna e alla tensione del circuito aperto. Le stringhe incoerenti della batteria vengono utilizzate insieme e si verificano i seguenti problemi.
❶ Perdita di capacità, le celle della batteria costituiscono un pacco batteria, la capacità è in linea con il [principio della botte "e la capacità della cella della batteria peggiore determina la capacità dell'intero pacco batteria.
Al fine di impedire alla batteria di sovraccarico e sovraccarico, la logica del sistema di gestione della batteria è impostata in modo tale che durante lo scarico, quando la tensione di cella più bassa raggiunge la tensione di cutoff di scarico, l'intera confezione della batteria interrompe la scarica; Quando si carica, quando la tensione cellulare più alta raggiunge la tensione di taglio della carica, interrompere la carica.
Prendi due batterie in serie per esempio. Una batteria ha una capacità di 1 ° C e l'altra ha una capacità di soli 0,9 ° C. In serie, due batterie passano la stessa quantità di corrente.
Durante la ricarica, la batteria con una piccola capacità deve essere completamente caricata prima e viene raggiunta la condizione di taglio della ricarica e il sistema non continua a caricare. Durante lo scarico, la batteria con una piccola capacità deve prima emettere tutta l'energia disponibile e il sistema smette immediatamente di scaricare.
In questo modo, la cella con una piccola capacità è sempre completamente carica e la cella con una grande capacità utilizza sempre una parte della capacità. Una parte dell'intero pacco batteria è sempre inattiva.
❷ La perdita di vita, simile a una durata della batteria, è determinata dalla batteria con la vita più breve. La possibilità è che la batteria con la vita più breve sia quella con una piccola capacità. Le batterie a piccola capacità, ogni volta piene e piene, l'output è troppo forte, è probabile che raggiungano prima il focus della vita. Alla fine della durata della batteria, un gruppo di batterie saldate insieme seguirà la fine della vita.
La resistenza interna del crogiolo è aumentata, la resistenza interna è diversa, la stessa corrente fluisce e il nucleo elettrico con una grande resistenza interna genera relativamente più calore. Se la temperatura della batteria è troppo alta, la velocità di deterioramento aumenterà e la resistenza interna aumenterà ulteriormente. La resistenza interna e il aumento della temperatura formano una coppia di feedback negativi, che accelera la degradazione dell'elevata cella di resistenza interna.
I tre parametri di cui sopra non sono completamente indipendenti e la resistenza interna della batteria con un grado di invecchiamento profondo è relativamente grande e anche l'attenuazione della capacità è maggiore. Spiega separatamente, voglio solo esprimere le rispettive direzioni di influenza.
➤ 3: come affrontare l'incoerenza
Le prestazioni incoerenti del nucleo della batteria si formano durante il processo di produzione e si approfondono durante l'uso. Le batterie nello stesso pacco batteria sono deboli e deboli e l'accelerazione è debole. Il grado di dispersione dei parametri tra le singole cellule aumenta all'aumentare del grado di invecchiamento.
Al momento, gli ingegneri dovrebbero affrontare l'incoerenza delle singole celle, considerando principalmente tre aspetti. L'ordinamento a cellule singole, la gestione termica dopo il raggruppamento e il sistema di gestione delle batterie forniscono l'equalizzazione in caso di incoerenza.
❶ Ordinamento
Diversi lotti di batterie non sono teoricamente utilizzati insieme. Anche lo stesso lotto di celle deve essere schermato e le celle con parametri relativamente concentrati sono posizionate in un pacco batteria e nello stesso pacco batteria.
Lo scopo dell'ordinamento è quello di scegliere le celle con parametri simili. Il metodo di smistamento è stato studiato per molti anni ed è principalmente diviso in due categorie: smistamento statico e smistamento dinamico.
Ordinamento statico, screening dei parametri caratteristici come la tensione del circuito aperto, la resistenza interna e la capacità della cella, la selezione dei parametri target, l'introduzione di algoritmi statistici, l'impostazione dei criteri di screening e infine dividere le cellule dello stesso lotto in diversi gruppi.
Lo screening dinamico consiste nel selezionare le caratteristiche della batteria durante la ricarica e lo scarico. Alcuni scelgono la corrente costante e il processo di ricarica della tensione costante, alcuni scelgono il processo di ricarica e scarico degli shock di impulsi e altri confrontano le loro curve di ricarica e scarico. relazione.
Ordinamento combinato dinamico e statico, screening statico per il raggruppamento preliminare, basato su questo screening dinamico, in modo che più gruppi siano divisi, l'accuratezza dello screening è più elevata, ma il costo aumenterà di conseguenza.
Qui, la piccola figura riflette l'importanza della scala di produzione di una batteria al litio di potenza. Le spedizioni su larga scala consentono ai produttori di eseguire ordinamento più fine e ottenere pacchetti di batterie con prestazioni più strette. Se l'output è troppo piccolo, troppi gruppi e un batch non può essere dotato di un pacco batteria, non importa quanto sia buono il metodo.
Gestione termica
Per la resistenza interna incoerente della cella, il problema della generazione di calore è diverso. Con l'aggiunta di un sistema di gestione termica, la differenza di temperatura attraverso il pacco batteria può essere regolata per mantenerlo in un piccolo intervallo. La batteria che genera più calore ha ancora un aumento di temperatura più elevato, ma non aprirà il divario con altre batterie e non vi sarà alcuna spazio evidente nel livello di deterioramento.
Bilancia
Le cellule incoerenti, alcune tensioni del terminale cellulare sono sempre in anticipo rispetto alle altre celle, raggiungendo prima la soglia di controllo, con conseguente piccola capacità complessiva del sistema. Per risolvere questo problema, il sistema di gestione della batteria BMS ha progettato una funzione di equalizzazione.
Un certo nucleo della batteria raggiunge per la prima volta la tensione di taglio della carica e il resto della tensione della batteria è ovviamente ritardato. Il BMS avvia la funzione di equalizzazione della carica o accede al resistore, scarica parte della potenza della batteria ad alta tensione o trasferisce l'energia al basso. La cella di tensione aumenta. In questo modo, viene rilasciata la condizione di taglio della carica, il processo di ricarica ricomincia e il pacco batteria viene caricato con maggiore potenza.
Fino ad ora, l'incoerenza cellulare è ancora un'importante area di ricerca nel settore. La densità di energia della batteria è più alta e la capacità del pacco batteria sarà notevolmente ridotta se incontra l'incoerenza.