Indice d'évaluation des performances des batteries lithium-ion de puissance
Dans le système de batterie au lithium, chaque paramètre peut caractériser les différentes caractéristiques de la batterie. performance de la batterie du système, ce document énumère les paramètres de la batterie au lithium.
Table des matières
Indice d'évaluation des performances de la batterie - cellule de batterie au lithium
Les batteries lithium-ion sont composées d'une cathode et d'une anode, électrolyte pour batterie lithium-ion et le diaphragme, qui sont les unités structurelles de base constituant le module de batterie et le bloc-batterie. La batterie, en tant que source d'énergie électrochimique, a naturellement une tension, une résistance interne, une capacité de batterie, une énergie, une puissance et d'autres caractéristiques des paramètres ; ces paramètres sont également utilisés par les fabricants de batteries lithium-ion comme base principale pour tester les performances de la batterie.
Il existe deux objectifs principaux pour lesquels les gens veulent mesurer et évaluer les paramètres qui affectent les performances de la batterie. Par exemple, l'incohérence de la tension des cellules de la batterie fait baisser la capacité de stockage d'énergie du système et les performances de la batterie sont réduites. Si l'on peut réguler activement la tension des cellules aux deux pôles, cela peut avoir pour effet d'amplifier la capacité du système.
La détection des paramètres de la batterie, la mise en œuvre de la surveillance de ses limites, peuvent jouer un rôle dans la caractérisation de l'état de sécurité de la batterie et maintenir de bonnes performances de la batterie.
Indice d'évaluation des performances de la batterie - tension
La tension du monomère est l'un des principaux paramètres permettant de tester les performances de la batterie. Elle dépend du type de matériaux de l'anode et de la cathode du monomère, en général de l'oxyde de lithium, de cobalt et de cobalt, pile ternaire au lithium avec une électrode négative en graphite peut atteindre une tension de charge complète d'environ 4,2 V, alors que le phosphate de fer lithié ne peut atteindre qu'un maximum de 3,6 V.
Ici, la tension, qui devrait être exactement le potentiel, dépend des propriétés du matériau, le potentiel étant numériquement égal à la tension en circuit ouvert de la batterie après un temps de repos suffisamment long. La tension à borne unique dans la boucle fermée est la valeur de la tension détectée par des instruments externes, et sa valeur est égale au potentiel de la batterie moins la résistance interne de la batterie pour tenir compte de la tension. La résistance interne de la batterie n'est pas constante, elle est affectée par divers facteurs et changements.
La tension de la cellule, en plus d'être déterminée par le matériaux pour batteriesLe SOC suit le changement de charge et est en relation biunivoque. Par conséquent, dans de nombreux cas, la charge de la cellule (SOC), qui ne peut être mesurée directement et simplement, est souvent déduite en utilisant la tension en circuit ouvert de la cellule.
La tension du monomère est liée au degré d'activité de la substance active à l'intérieur de la batterie, de sorte que la température qui affecte le degré d'activité peut également affecter le niveau de tension du monomère dans une petite plage, ce qui affecte indirectement les performances de la batterie.
Plus la tension du monomère est élevée, plus l'énergie contenue dans la même capacité de la batterie est importante. Par conséquent, dans un souci de sécurité, l'augmentation de la limite supérieure de la tension du monomère est un moyen technique d'améliorer la densité énergétique du système et les performances de la batterie.
Indice d'évaluation des performances de la batterie - résistance interne
Les piles au lithium, les ions lithium d'un pôle à l'autre, le processus d'entrave au mouvement des ions dans le processus des facteurs constituent ensemble la résistance interne des piles au lithium.
Ses principaux éléments comprennent la résistance physique des parties conductrices ; les matériaux du moteur, les diaphragmes, l'électrolyte et d'autres substances électrochimiques ; l'impédance inhérente de la batterie par la présence de courant à l'intérieur de l'augmentation temporaire du mouvement des ions lithium générés par l'obstruction ; ensemble, ces trois éléments forment le corps principal de la résistance interne et sont les éléments de référence pour tester les performances de la batterie.
La résistance interne est la plus sensible à la température, et la valeur de la résistance interne peut changer considérablement à différentes températures. L'une des principales raisons de la dégradation des performances de la batterie à basse température est que la résistance interne de la batterie est trop importante à basse température.
La batterie au lithium étant une source d'énergie, il faut s'assurer que les performances de la batterie sont excellentes. D'un point de vue externe, la résistance interne est certainement la plus faible possible. En particulier dans les applications de puissance, une faible résistance interne est une condition nécessaire.
Indice d'évaluation des performances de la batterie - capacité
La capacité de la batterie Li-ion est également l'un des facteurs de référence les plus importants pour les performances de la batterie. La capacité mesurable est la quantité maximale de puissance qui peut être chargée et déchargée dans une plage raisonnable de tension maximale et minimale de la batterie. La capacité d'une seule unité peut être mesurée en la chargeant et en la déchargeant avant qu'elle ne soit montée sur un véhicule.
Une fois à bord, la capacité de la batterie ne peut être estimée que par des algorithmes. Dans le système de gestion de la batterie (BMS), l'estimation précise de l'état de charge de la batterie (SOC) est un indicateur important de son niveau de conception. Actuellement, la pratique courante consiste à intégrer le courant ampère-temps du circuit pour un fonctionnement dynamique, et à calibrer la charge de la batterie avec la tension en circuit ouvert de la batterie à l'état de repos.
D'autres méthodes, bien que diverses, sont soit instables, soit trop gourmandes en calculs, et peu d'entre elles ont été appliquées en quantités réelles. La capacité du monomère est évidemment affectée par le degré de vieillissement, comme nous le savons tous, la diminution de la capacité jusqu'à une valeur limite correspond à la diminution des performances de la batterie jusqu'au moment de l'élimination, voir la corrélation absolue entre les deux.
Deuxièmement, la capacité subit également l'influence de la température : à basse température, l'activité des matériaux actifs diminue, ils peuvent fournir moins d'ions, et la capacité est vouée à suivre le déclin. Par conséquent, il existe une différence entre les performances des batteries en hiver et en été.
Indice d'évaluation des performances de la batterie - puissance
Pour être précis, la puissance doit être la puissance spécifique, c'est-à-dire la capacité de charge et de décharge d'une seule unité ou la capacité de charge et de décharge par unité de masse ou par unité de volume de l'élément de batterie.
La question de savoir si les performances de la batterie au lithium sont suffisantes pour une charge et une décharge à haute puissance a été décidée lors de sa conception. Le même matériau de phosphate de fer lithié ou le même matériau ternaire, l'utilisation de moyens de traitement, la modification de l'épaisseur de l'électrode ou des additifs, l'ajustement de la structure de la substance active, la nature de l'électrolyte, les propriétés du film SEI de l'électrode, peuvent jouer un rôle dans l'ajustement de la performance de puissance de la batterie.
En général, les performances de la batterie en termes de puissance et de densité énergétique ne peuvent souvent pas coexister, le même matériau, la recherche d'une puissance élevée, une partie de la densité énergétique sera sacrifiée. Une fois que la cellule de la batterie a été produite, sa densité énergétique maximale raisonnable peut être atteinte. courant de charge et le courant de décharge ont déjà été déterminés, et il n'y a pratiquement pas de place pour d'autres ajustements, à l'exception de l'ajustement des conditions de dissipation de la chaleur de la batterie afin de pouvoir modifier légèrement sa puissance maximale de charge et de décharge.
Outre la puissance spécifique, il existe quelques autres paramètres intégrés dans l'unité de masse ou de volume qui donnent une meilleure indication du niveau de performance de la batterie.
Indice d'évaluation des performances des batteries - Capacité spécifique et énergie spécifique
La capacité spécifique et l'énergie spécifique peuvent également servir de référence pour tester les performances de la batterie. Le rapport entre le volume et la capacité est la capacité divisée par le volume de la batterie, et le rapport entre la masse et la capacité est la capacité divisée par la masse.
A partir de là, le coût de la batterie est calculé en fonction de la capacité unitaire, c'est-à-dire de la capacité de charge et de décharge de la batterie pour parler du prix : la capacité unitaire de la batterie est un moyen rentable de calculer le prix en fonction de la capacité, c'est-à-dire que le prix unitaire de la batterie peut être déchargé en fonction de la quantité d'électricité. Toutefois, cette méthode est généralement moins utilisée.
De même, l'énergie spécifique de masse d'un monomère de batterie est l'énergie divisée par la masse, c'est-à-dire l'énergie qui peut être libérée par unité de masse de la batterie ; et l'énergie spécifique de volume, c'est-à-dire l'énergie qui peut être libérée par unité de volume de la batterie ou de la substance active ; Définir le prix d'une batterie à partir du prix par unité d'énergie est la façon la plus courante de parler des prix des batteries dans l'industrie, c'est-à-dire le coût de 1kWh.
Module de batterie lithium-ion
Un module de batterie est formé par la combinaison d'un certain nombre d'éléments de batterie en série et en parallèle et c'est l'élément qui constitue un ensemble de batteries. Le module de batterie est rarement évalué individuellement en tant que corps en fonctionnement réel, et occasionnellement dans certains systèmes, sa valeur de tension est examinée.
En fait, les gens ont tendance à considérer un module comme une grande batterie. La différence est que le module a le problème de la consistance du monomère, et que la différence de tension interne des cellules est au centre de la fonction d'égalisation. Les performances de la batterie sont souvent liées à la composition du module de batterie dans le monomère de batterie le moins performant, et se reflètent principalement dans la capacité de cet indicateur.
Lors de la charge, le monomère à haute tension est le premier à être rempli ; lors de la décharge, la cellule à basse tension est la première à être déchargée. Et il est probable que ces deux cellules ne soient pas les mêmes. Par conséquent, la cohérence des paramètres des cellules au sein du module a un impact décisif sur les performances de la batterie.
La consistance est un paramètre qui doit être pris en compte au niveau du module plus qu'au niveau du monomère. Ce paramètre sera assuré par divers moyens de filtrage du noyau électrique au début de la formation du module ; après la production du module, la cohérence est un indicateur important pour l'acceptation ; pendant le fonctionnement, elle ne peut être garantie que par la fonction d'égalisation du BMS. Pour plus d'informations, vous pouvez également consulter les 10 premiers fabricants de systèmes de gestion de batterie pour véhicules à deux roues.
Systèmes de batteries lithium-ion
Les batteries sont généralement composées de modules connectés en série. En plus d'hériter de tous les paramètres des modules, la tension totale du bloc-batterie détermine le plateau de tension du groupe motopropulseur du véhicule électrique et constitue un paramètre très important pour tester les performances de la batterie.
Le bloc-batterie dans son ensemble possède également plusieurs autres indicateurs de performance de la batterie liés à la sécurité qui seront surveillés en permanence. Résistance à la terre des pôles positif et négatif de la sortie du bloc-batterie, courant de fuite du système, signal de verrouillage de la haute tension, température maximale et minimale du système, différence de température maximale du système, taux d'augmentation maximale de la température du système, tension individuelle maximale et minimale du système, etc.
Tout ce qui précède concerne les performances de la batterie, en tant que structure dans son ensemble, les performances de la batterie comportent de nombreux paramètres auxquels il faut continuer à prêter attention, ainsi que la résistance à l'environnement et aux abus.
Chanceux
Bonjour, je m'appelle Lucky, je suis diplômé d'une université réputée en Chine, je me consacre maintenant principalement à la rédaction d'articles sur les batteries de moto au lithium et la station d'échange de batteries, je m'engage à offrir des services et des solutions sur la station d'échange de batteries pour diverses industries.
Indice d'évaluation des performances des batteries lithium-ion de puissance
Indice d'évaluation des performances de la batterie - cellule de batterie au lithium
Les batteries lithium-ion sont composées d'une cathode et d'une anode, électrolyte pour batterie lithium-ion et le diaphragme, qui sont les unités structurelles de base constituant le module de batterie et le bloc-batterie. La batterie, en tant que source d'énergie électrochimique, a naturellement une tension, une résistance interne, une capacité de batterie, une énergie, une puissance et d'autres caractéristiques des paramètres ; ces paramètres sont également utilisés par les fabricants de batteries lithium-ion comme base principale pour tester les performances de la batterie.
Il existe deux objectifs principaux pour lesquels les gens veulent mesurer et évaluer les paramètres qui affectent les performances de la batterie. Par exemple, l'incohérence de la tension des cellules de la batterie fait baisser la capacité de stockage d'énergie du système et les performances de la batterie sont réduites. Si l'on peut réguler activement la tension des cellules aux deux pôles, cela peut avoir pour effet d'amplifier la capacité du système.
La détection des paramètres de la batterie, la mise en œuvre de la surveillance de ses limites, peuvent jouer un rôle dans la caractérisation de l'état de sécurité de la batterie et maintenir de bonnes performances de la batterie.
Indice d'évaluation des performances de la batterie - tension
La tension du monomère est l'un des principaux paramètres permettant de tester les performances de la batterie. Elle dépend du type de matériaux de l'anode et de la cathode du monomère, en général de l'oxyde de lithium, de cobalt et de cobalt, pile ternaire au lithium avec une électrode négative en graphite peut atteindre une tension de charge complète d'environ 4,2 V, alors que le phosphate de fer lithié ne peut atteindre qu'un maximum de 3,6 V.
Ici, la tension, qui devrait être exactement le potentiel, dépend des propriétés du matériau, le potentiel étant numériquement égal à la tension en circuit ouvert de la batterie après un temps de repos suffisamment long. La tension à borne unique dans la boucle fermée est la valeur de la tension détectée par des instruments externes, et sa valeur est égale au potentiel de la batterie moins la résistance interne de la batterie pour tenir compte de la tension. La résistance interne de la batterie n'est pas constante, elle est affectée par divers facteurs et changements.
La tension de la cellule, en plus d'être déterminée par le matériaux pour batteriesLe SOC suit le changement de charge et est en relation biunivoque. Par conséquent, dans de nombreux cas, la charge de la cellule (SOC), qui ne peut être mesurée directement et simplement, est souvent déduite en utilisant la tension en circuit ouvert de la cellule.
La tension du monomère est liée au degré d'activité de la substance active à l'intérieur de la batterie, de sorte que la température qui affecte le degré d'activité peut également affecter le niveau de tension du monomère dans une petite plage, ce qui affecte indirectement les performances de la batterie.
Plus la tension du monomère est élevée, plus l'énergie contenue dans la même capacité de la batterie est importante. Par conséquent, dans un souci de sécurité, l'augmentation de la limite supérieure de la tension du monomère est un moyen technique d'améliorer la densité énergétique du système et les performances de la batterie.
Indice d'évaluation des performances de la batterie - résistance interne
Les piles au lithium, les ions lithium d'un pôle à l'autre, le processus d'entrave au mouvement des ions dans le processus des facteurs constituent ensemble la résistance interne des piles au lithium.
Ses principaux éléments comprennent la résistance physique des parties conductrices ; les matériaux du moteur, les diaphragmes, l'électrolyte et d'autres substances électrochimiques ; l'impédance inhérente de la batterie par la présence de courant à l'intérieur de l'augmentation temporaire du mouvement des ions lithium générés par l'obstruction ; ensemble, ces trois éléments forment le corps principal de la résistance interne et sont les éléments de référence pour tester les performances de la batterie.
La résistance interne est la plus sensible à la température, et la valeur de la résistance interne peut changer considérablement à différentes températures. L'une des principales raisons de la dégradation des performances de la batterie à basse température est que la résistance interne de la batterie est trop importante à basse température.
La batterie au lithium étant une source d'énergie, il faut s'assurer que les performances de la batterie sont excellentes. D'un point de vue externe, la résistance interne est certainement la plus faible possible. En particulier dans les applications de puissance, une faible résistance interne est une condition nécessaire.
Indice d'évaluation des performances de la batterie - capacité
La capacité de la batterie Li-ion est également l'un des facteurs de référence les plus importants pour les performances de la batterie. La capacité mesurable est la quantité maximale de puissance qui peut être chargée et déchargée dans une plage raisonnable de tension maximale et minimale de la batterie. La capacité d'une seule unité peut être mesurée en la chargeant et en la déchargeant avant qu'elle ne soit montée sur un véhicule.
Une fois à bord, la capacité de la batterie ne peut être estimée que par des algorithmes. Dans le système de gestion de la batterie (BMS), l'estimation précise de l'état de charge de la batterie (SOC) est un indicateur important de son niveau de conception. Actuellement, la pratique courante consiste à intégrer le courant ampère-temps du circuit pour un fonctionnement dynamique, et à calibrer la charge de la batterie avec la tension en circuit ouvert de la batterie à l'état de repos.
D'autres méthodes, bien que diverses, sont soit instables, soit trop gourmandes en calculs, et peu d'entre elles ont été appliquées en quantités réelles. La capacité du monomère est évidemment affectée par le degré de vieillissement, comme nous le savons tous, la diminution de la capacité jusqu'à une valeur limite correspond à la diminution des performances de la batterie jusqu'au moment de l'élimination, voir la corrélation absolue entre les deux.
Deuxièmement, la capacité subit également l'influence de la température : à basse température, l'activité des matériaux actifs diminue, ils peuvent fournir moins d'ions, et la capacité est vouée à suivre le déclin. Par conséquent, il existe une différence entre les performances des batteries en hiver et en été.
Indice d'évaluation des performances de la batterie - puissance
Pour être précis, la puissance doit être la puissance spécifique, c'est-à-dire la capacité de charge et de décharge d'une seule unité ou la capacité de charge et de décharge par unité de masse ou par unité de volume de l'élément de batterie.
La question de savoir si les performances de la batterie au lithium sont suffisantes pour une charge et une décharge à haute puissance a été décidée lors de sa conception. Le même matériau de phosphate de fer lithié ou le même matériau ternaire, l'utilisation de moyens de traitement, la modification de l'épaisseur de l'électrode ou des additifs, l'ajustement de la structure de la substance active, la nature de l'électrolyte, les propriétés du film SEI de l'électrode, peuvent jouer un rôle dans l'ajustement de la performance de puissance de la batterie.
En général, les performances de la batterie en termes de puissance et de densité énergétique ne peuvent souvent pas coexister, le même matériau, la recherche d'une puissance élevée, une partie de la densité énergétique sera sacrifiée. Une fois que la cellule de la batterie a été produite, sa densité énergétique maximale raisonnable peut être atteinte. courant de charge et le courant de décharge ont déjà été déterminés, et il n'y a pratiquement pas de place pour d'autres ajustements, à l'exception de l'ajustement des conditions de dissipation de la chaleur de la batterie afin de pouvoir modifier légèrement sa puissance maximale de charge et de décharge.
Outre la puissance spécifique, il existe quelques autres paramètres intégrés dans l'unité de masse ou de volume qui donnent une meilleure indication du niveau de performance de la batterie.
Indice d'évaluation des performances des batteries - Capacité spécifique et énergie spécifique
La capacité spécifique et l'énergie spécifique peuvent également servir de référence pour tester les performances de la batterie. Le rapport entre le volume et la capacité est la capacité divisée par le volume de la batterie, et le rapport entre la masse et la capacité est la capacité divisée par la masse.
A partir de là, le coût de la batterie est calculé en fonction de la capacité unitaire, c'est-à-dire de la capacité de charge et de décharge de la batterie pour parler du prix : la capacité unitaire de la batterie est un moyen rentable de calculer le prix en fonction de la capacité, c'est-à-dire que le prix unitaire de la batterie peut être déchargé en fonction de la quantité d'électricité. Toutefois, cette méthode est généralement moins utilisée.
De même, l'énergie spécifique de masse d'un monomère de batterie est l'énergie divisée par la masse, c'est-à-dire l'énergie qui peut être libérée par unité de masse de la batterie ; et l'énergie spécifique de volume, c'est-à-dire l'énergie qui peut être libérée par unité de volume de la batterie ou de la substance active ; Définir le prix d'une batterie à partir du prix par unité d'énergie est la façon la plus courante de parler des prix des batteries dans l'industrie, c'est-à-dire le coût de 1kWh.
Module de batterie lithium-ion
Un module de batterie est formé par la combinaison d'un certain nombre d'éléments de batterie en série et en parallèle et c'est l'élément qui constitue un ensemble de batteries. Le module de batterie est rarement évalué individuellement en tant que corps en fonctionnement réel, et occasionnellement dans certains systèmes, sa valeur de tension est examinée.
En fait, les gens ont tendance à considérer un module comme une grande batterie. La différence est que le module a le problème de la consistance du monomère, et que la différence de tension interne des cellules est au centre de la fonction d'égalisation. Les performances de la batterie sont souvent liées à la composition du module de batterie dans le monomère de batterie le moins performant, et se reflètent principalement dans la capacité de cet indicateur.
Lors de la charge, le monomère à haute tension est le premier à être rempli ; lors de la décharge, la cellule à basse tension est la première à être déchargée. Et il est probable que ces deux cellules ne soient pas les mêmes. Par conséquent, la cohérence des paramètres des cellules au sein du module a un impact décisif sur les performances de la batterie.
La consistance est un paramètre qui doit être pris en compte au niveau du module plus qu'au niveau du monomère. Ce paramètre sera assuré par divers moyens de filtrage du noyau électrique au début de la formation du module ; après la production du module, la cohérence est un indicateur important pour l'acceptation ; pendant le fonctionnement, elle ne peut être garantie que par la fonction d'égalisation du BMS. Pour plus d'informations, vous pouvez également consulter les 10 premiers fabricants de systèmes de gestion de batterie pour véhicules à deux roues.
Systèmes de batteries lithium-ion
Les batteries sont généralement composées de modules connectés en série. En plus d'hériter de tous les paramètres des modules, la tension totale du bloc-batterie détermine le plateau de tension du groupe motopropulseur du véhicule électrique et constitue un paramètre très important pour tester les performances de la batterie.
Le bloc-batterie dans son ensemble possède également plusieurs autres indicateurs de performance de la batterie liés à la sécurité qui seront surveillés en permanence. Résistance à la terre des pôles positif et négatif de la sortie du bloc-batterie, courant de fuite du système, signal de verrouillage de la haute tension, température maximale et minimale du système, différence de température maximale du système, taux d'augmentation maximale de la température du système, tension individuelle maximale et minimale du système, etc.
Tout ce qui précède concerne les performances de la batterie, en tant que structure dans son ensemble, les performances de la batterie comportent de nombreux paramètres auxquels il faut continuer à prêter attention, ainsi que la résistance à l'environnement et aux abus.