ประสิทธิภาพที่ไม่สอดคล้องกันของแกนแบตเตอรี่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิตและลึกซึ้งยิ่งขึ้นในระหว่างการใช้งาน แบตเตอรี่ในชุดแบตเตอรี่เดียวกันนั้นอ่อนแอและอ่อนแอและการเร่งความเร็วนั้นอ่อนแอ ระดับของการกระจายตัวของพารามิเตอร์ระหว่างแต่ละเซลล์จะเพิ่มขึ้นเมื่อระดับของความชราเพิ่มขึ้น
แบตเตอรี่พลังงานลิเธียมมีสถานะของแหล่งจ่ายไฟรถยนต์ไฟฟ้าอย่างแน่นหนา อายุการใช้งานที่ยาวนานความหนาแน่นพลังงานสูงและศักยภาพที่ดีสำหรับการปรับปรุง ความปลอดภัยสามารถเปลี่ยนแปลงได้และความหนาแน่นของพลังงานสามารถเพิ่มขึ้นได้ ในช่วงเวลาที่คาดการณ์ได้ (มีการกล่าวกันว่าประมาณปี 2020) คุณสามารถติดตามความอดทนและความคุ้มค่าของรถน้ำมันเชื้อเพลิงและเข้าสู่ขั้นตอนแรกของยานพาหนะไฟฟ้า อย่างไรก็ตามแบตเตอรี่ลิเธียมก็มีปัญหาของแบตเตอรี่ลิเธียม
➤ 1: ทำไมแบตเตอรี่ลิเธียมจึงมีขนาดเล็กส่วนใหญ่?
แบตเตอรี่ลิเธียมแบตเตอรี่ทรงกระบอกแบตเตอรี่แพ็คนุ่มและแบตเตอรี่สี่เหลี่ยมจัตุรัสที่เราเห็นนั้นหล่อโดยทั่วไปและไม่พบแบตเตอรี่ขนาดใหญ่เช่นแบตเตอรี่กรดตะกั่วแบบดั้งเดิม ทำไม
ความหนาแน่นของพลังงานสูงแบตเตอรี่ลิเธียมมักไม่กล้าออกแบบความจุขนาดใหญ่ แบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีความหนาแน่นพลังงานประมาณ 40 wh/kg ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมมีค่าเกิน 150 wh/kg ความเข้มข้นของพลังงานเพิ่มขึ้นและความต้องการความปลอดภัยเพิ่มขึ้น
ก่อนอื่นแบตเตอรี่ลิเธียมสามารถขยายได้มากเกินไปพบอุบัติเหตุทำให้เกิดการหลบหนีความร้อนและแบตเตอรี่จะทำปฏิกิริยาภายในอย่างรวดเร็ว ในช่วงเวลาสั้น ๆ พลังงานมากเกินไปจะไม่มีการปล่อยตัวซึ่งเป็นอันตรายมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของเทคโนโลยีความปลอดภัยเมื่อการพัฒนาของการจัดการและความสามารถในการควบคุมไม่เพียงพอความจุของแบตเตอรี่แต่ละแบตเตอรี่ควรถูกยับยั้ง
ประการที่สองพลังงานที่ล้อมรอบด้วยกล่องแบตเตอรี่ลิเธียมในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุนักดับเพลิงตัวแทนดับเพลิงไม่สามารถสัมผัสได้ไม่มีอำนาจสามารถแยกฉากในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุแบตเตอรี่อุบัติเหตุเอง
แน่นอนด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยแบตเตอรี่ลิเธียมในปัจจุบันได้รับการออกแบบด้วยมาตรการความปลอดภัยที่หลากหลาย ใช้แบตเตอรี่ทรงกระบอกเป็นตัวอย่าง
วาล์วความปลอดภัยเมื่อปฏิกิริยาภายในของแบตเตอรี่เกินช่วงปกติอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นและก๊าซปฏิกิริยาจะถูกสร้างขึ้นความดันถึงค่าการออกแบบวาล์วความปลอดภัยจะเปิดขึ้นโดยอัตโนมัติและความดันถูกปล่อยออกมา ในขณะนี้วาล์วความปลอดภัยเปิดขึ้นแบตเตอรี่จะไม่ทำงานอย่างสมบูรณ์
เทอร์มิสเตอร์แบตเตอรี่บางตัวติดตั้งเทอร์มิสเตอร์ เมื่อเกิดกระแสเกินความต้านทานจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วหลังจากถึงอุณหภูมิที่แน่นอนและกระแสในลูปลดลงทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอีก
ฟิวส์แบตเตอรี่จะติดตั้งฟิวส์ที่มีฟังก์ชั่นฟิวส์กระแสเกินในกรณีที่มีความเสี่ยงกระแสเกินวงจรถูกตัดการเชื่อมต่อเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดอุบัติเหตุมะเร็ง
➤ 2: ปัญหาความสอดคล้องของแบตเตอรี่ลิเธียม
แบตเตอรี่ลิเธียมไม่สามารถสร้างเป็นขนาดใหญ่ได้ดังนั้นเราจึงต้องจัดระเบียบแบตเตอรี่ขนาดเล็กจำนวนมาก ทุกคนจะทำให้ทุกอย่างเข้าด้วยกันและเราสามารถร่วมมือกับพวกเขาในการบินกับรถยนต์ไฟฟ้า ในเวลานี้คุณต้องเผชิญกับปัญหาและความมั่นคง
ประสบการณ์ประจำวันของเราคือแบตเตอรี่แห้งสองก้อนเสาบวกและลบเชื่อมต่อไฟฉายสามารถส่องสว่างและใครก็ตามที่จัดการมันไม่สอดคล้องกัน แอปพลิเคชั่นขนาดใหญ่ของแบตเตอรี่ลิเธียมนั้นไม่ง่ายนัก
ความไม่สอดคล้องกันของพารามิเตอร์แบตเตอรี่ลิเธียมส่วนใหญ่หมายถึงความไม่สอดคล้องกันของความจุความต้านทานภายในและแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด สตริงแบตเตอรี่ที่ไม่สอดคล้องกันถูกนำมาใช้ร่วมกันและปัญหาต่อไปนี้เกิดขึ้น
❶การสูญเสียความจุเซลล์แบตเตอรี่ประกอบด้วยชุดแบตเตอรี่ความจุสอดคล้องกับ [หลักการของถัง "และความจุของเซลล์แบตเตอรี่ที่เลวร้ายที่สุดจะกำหนดความจุของแบตเตอรี่ทั้งหมด
เพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่จากการชาร์จมากเกินไปและการชาร์จมากเกินไปตรรกะของระบบการจัดการแบตเตอรี่จะถูกตั้งค่าเช่นเมื่อปล่อยออกมาเมื่อแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ต่ำที่สุดถึงแรงดันคัตชาร์จคัตชาร์จแบตเตอรี่ทั้งหมดจะหยุดการปลดปล่อย เมื่อชาร์จเมื่อแรงดันไฟฟ้าของเซลล์สูงสุดถึงแรงดันไฟฟ้าคัตออฟประจุให้หยุดชาร์จ
ยกตัวอย่างสองแบตเตอรี่ในซีรีส์ แบตเตอรี่หนึ่งแบตเตอรี่มีความจุ 1C และอีกแบตเตอรี่มีความจุเพียง 0.9C ในซีรีส์สองแบตเตอรี่ผ่านกระแสไฟฟ้าจำนวนเท่ากัน
เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ที่มีความจุขนาดเล็กจะต้องชาร์จเต็มก่อนและถึงเงื่อนไขการตัดชาร์จและระบบจะไม่ชาร์จต่อไป เมื่อปล่อยออกมาแบตเตอรี่ที่มีความจุขนาดเล็กจะต้องปล่อยพลังงานที่มีอยู่ทั้งหมดก่อนและระบบจะหยุดการปล่อยทันที
ด้วยวิธีนี้เซลล์ที่มีความจุขนาดเล็กจะถูกชาร์จเต็มเสมอและเซลล์ที่มีความจุขนาดใหญ่มักจะใช้ส่วนหนึ่งของความจุเสมอ ส่วนหนึ่งของชุดแบตเตอรี่ทั้งหมดไม่ได้ใช้งานเสมอ
❷การสูญเสียชีวิตอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่คล้ายกันถูกกำหนดโดยแบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานที่สั้นที่สุด ความเป็นไปได้คือแบตเตอรี่ที่มีอายุการใช้งานที่สั้นที่สุดคือแบตเตอรี่ที่มีความจุเล็กน้อย แบตเตอรี่ความจุขนาดเล็กทุกครั้งที่เต็มและเต็มรูปแบบเอาต์พุตแรงเกินไปมีแนวโน้มที่จะไปถึงจุดสนใจของชีวิตก่อน ในตอนท้ายของอายุการใช้งานแบตเตอรี่กลุ่มแบตเตอรี่ที่เชื่อมเข้าด้วยกันจะเป็นไปตามจุดจบของชีวิต
ความต้านทานภายในของเบ้าหลอมเพิ่มขึ้นความต้านทานภายในแตกต่างกันกระแสกระแสเดียวกันและแกนไฟฟ้าที่มีความต้านทานภายในขนาดใหญ่สร้างความร้อนได้ค่อนข้างมาก หากอุณหภูมิของแบตเตอรี่สูงเกินไปอัตราการเสื่อมสภาพจะเพิ่มขึ้นและความต้านทานภายในจะเพิ่มขึ้นอีก ความต้านทานภายในและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเป็นคู่ของข้อเสนอแนะเชิงลบซึ่งเร่งการย่อยสลายของเซลล์ต้านทานภายในสูง
พารามิเตอร์สามตัวข้างต้นไม่ได้เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์และความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ที่มีระดับความชราที่ลึกนั้นค่อนข้างใหญ่และการลดทอนความจุก็มีมากขึ้นเช่นกัน อธิบายแยกต่างหากเพียงแค่ต้องการแสดงทิศทางของอิทธิพลที่เกี่ยวข้อง
➤ 3: วิธีจัดการกับความไม่สอดคล้องกัน
ประสิทธิภาพที่ไม่สอดคล้องกันของแกนแบตเตอรี่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิตและลึกซึ้งยิ่งขึ้นในระหว่างการใช้งาน แบตเตอรี่ในชุดแบตเตอรี่เดียวกันนั้นอ่อนแอและอ่อนแอและการเร่งความเร็วนั้นอ่อนแอ ระดับของการกระจายตัวของพารามิเตอร์ระหว่างแต่ละเซลล์จะเพิ่มขึ้นเมื่อระดับของความชราเพิ่มขึ้น
ในปัจจุบันวิศวกรควรจัดการกับความไม่สอดคล้องกันของแต่ละเซลล์โดยส่วนใหญ่พิจารณาสามด้าน การเรียงลำดับเซลล์เดี่ยวการจัดการความร้อนหลังจากการจัดกลุ่มและระบบการจัดการแบตเตอรี่ให้ความเท่าเทียมกันเมื่อมีความไม่สอดคล้องกันเล็กน้อย
❶การเรียงลำดับ
แบตเตอรี่ที่แตกต่างกันนั้นไม่ได้ใช้ร่วมกันในทางทฤษฎี แม้แต่ชุดของเซลล์เดียวกันก็ต้องได้รับการคัดกรองและเซลล์ที่มีพารามิเตอร์ที่ค่อนข้างเข้มข้นจะถูกวางไว้ในแบตเตอรี่หนึ่งชุดและในชุดแบตเตอรี่เดียวกัน
จุดประสงค์ของการเรียงลำดับคือการเลือกเซลล์ที่มีพารามิเตอร์ที่คล้ายกัน วิธีการเรียงลำดับได้รับการศึกษามาหลายปีและแบ่งออกเป็นสองประเภท: การเรียงลำดับแบบคงที่และการเรียงลำดับแบบไดนามิก
การเรียงลำดับแบบคงที่การคัดกรองพารามิเตอร์ลักษณะเช่นแรงดันวงจรเปิดความต้านทานภายในและความสามารถของเซลล์เลือกพารามิเตอร์เป้าหมายแนะนำอัลกอริทึมทางสถิติการตั้งค่าเกณฑ์การคัดกรองและในที่สุดก็แบ่งเซลล์ของชุดเดียวกันออกเป็นหลายกลุ่ม
การคัดกรองแบบไดนามิกคือการคัดกรองคุณสมบัติของแบตเตอรี่ในระหว่างการชาร์จและการปลดปล่อย บางคนเลือกกระบวนการชาร์จแรงดันไฟฟ้ากระแสคงที่และค่าคงที่บางคนเลือกกระบวนการชาร์จช็อตชีพจรและกระบวนการปลดปล่อยและบางส่วนเปรียบเทียบเส้นโค้งการชาร์จและการปลดปล่อยของตนเอง ความสัมพันธ์.
การเรียงลำดับแบบผสมผสานแบบไดนามิกและแบบคงที่การคัดกรองแบบคงที่สำหรับการจัดกลุ่มเบื้องต้นขึ้นอยู่กับการคัดกรองแบบไดนามิกนี้เพื่อให้กลุ่มถูกแบ่งออกมากขึ้นความแม่นยำในการคัดกรองจะสูงขึ้น แต่ค่าใช้จ่ายจะเพิ่มขึ้นตามลำดับ
ที่นี่ตัวเลขเล็ก ๆ สะท้อนถึงความสำคัญของขนาดการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมพลังงาน การจัดส่งขนาดใหญ่ช่วยให้ผู้ผลิตทำการเรียงลำดับที่ดีขึ้นและรับแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพใกล้ชิดยิ่งขึ้น หากเอาต์พุตมีขนาดเล็กเกินไปกลุ่มมากเกินไปและชุดหนึ่งไม่สามารถติดตั้งแบตเตอรี่ได้ไม่ว่าวิธีจะดีแค่ไหนก็ตาม
การจัดการความร้อน
สำหรับความต้านทานภายในที่ไม่สอดคล้องกันของเซลล์ปัญหาของการสร้างความร้อนนั้นแตกต่างกัน ด้วยการเพิ่มระบบการจัดการความร้อนความแตกต่างของอุณหภูมิในชุดแบตเตอรี่สามารถปรับได้เพื่อให้มันอยู่ในช่วงเล็ก ๆ แบตเตอรี่ที่สร้างความร้อนมากขึ้นยังคงมีอุณหภูมิสูงขึ้น แต่จะไม่เปิดช่องว่างด้วยแบตเตอรี่อื่น ๆ และจะไม่มีช่องว่างที่ชัดเจนในระดับการเสื่อมสภาพ
สมดุล
เซลล์เซลล์ที่ไม่สอดคล้องกันแรงดันไฟฟ้าขั้วเซลล์บางตัวมักจะอยู่ข้างหน้าของเซลล์อื่น ๆ เสมอถึงเกณฑ์การควบคุมก่อนส่งผลให้ระบบโดยรวมมีขนาดเล็กลง เพื่อแก้ปัญหานี้ระบบการจัดการแบตเตอรี่ BMS ได้ออกแบบฟังก์ชั่นการทำให้เท่าเทียมกัน
แกนแบตเตอรี่บางตัวก่อนถึงแรงดันไฟฟ้าที่ถูกตัดออกและส่วนที่เหลือของแรงดันแบตเตอรี่ล่าช้าอย่างเห็นได้ชัด BMS เริ่มฟังก์ชั่นการทำให้เท่าเทียมกันของประจุหรือเข้าถึงตัวต้านทานส่วนที่ปล่อยออกมาส่วนหนึ่งของพลังงานของแบตเตอรี่แรงดันสูงหรือถ่ายโอนพลังงานไปยังต่ำ เซลล์แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ด้วยวิธีนี้เงื่อนไขการตัดการชาร์จจะถูกปล่อยออกมากระบวนการชาร์จจะเริ่มต้นอีกครั้งและชุดแบตเตอรี่จะถูกชาร์จด้วยพลังงานมากขึ้น
จนถึงขณะนี้ความไม่สอดคล้องกันของเซลล์ยังคงเป็นพื้นที่สำคัญของการวิจัยในอุตสาหกรรม ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่สูงขึ้นและความจุของแบตเตอรี่จะลดลงอย่างมากหากพบว่าไม่สอดคล้องกัน