Güç lityum-iyon pil performans değerlendirme endeksi

Batarya performans değerlendirme endeksi - lityum batarya hücresi

Lityum-iyon pil monomeri katot, anottan oluşur, lityum iyon pil elektroliti ve batarya modülünü ve batarya paketini oluşturan temel yapısal birimler olan diyafram. Bir tür elektrokimyasal güç kaynağı olarak batarya doğal olarak voltaj, iç direnç, batarya kapasitesi, enerji, güç ve parametrelerin diğer özelliklerine sahiptir, bu parametreler aynı zamanda batarya performansını test etmek için ana temel olarak kullanılan lityum-iyon üreticileridir.

İnsanların batarya performansını etkileyen parametreleri ölçmek ve değerlendirmek istedikleri iki ana amaç vardır. Birincisi, aktif kontrol amacını gerçekleştirmektir, örneğin, pil hücrelerinin voltajının tutarsızlığı, sistem enerji depolama kapasitesini düşürür ve pil performansı düşer, eğer iki kutuptaki hücrelerin voltajını aktif olarak düzenleyebilirse, o zaman sistem kapasitesini artırma etkisine sahip olabilir.

Bir diğeri ise güvenlik hususları içindir, batarya parametrelerinin kendi sabit aralıkları vardır, batarya parametrelerinin tespiti, sınırlarının izlenmesinin uygulanması, bataryanın güvenlik durumunun karakterize edilmesinde ve iyi batarya performansının korunmasında rol oynayabilir.

Akü performans değerlendirme endeksi - voltaj

Pil performansını test etmek için ana parametrelerden biri olan monomer voltajı, monomer anot ve katot malzemelerinin türüne, genel lityum kobalt kobalt okside bağlıdır, üçlü lityum pil grafit negatif elektrotlu katot yaklaşık 4,2V tam şarj voltajı elde edebilirken, lityum demir fosfat yalnızca maksimum 3,6V'a ulaşabilir.

Burada voltaj, doğru olarak malzeme özelliklerine bağlı potansiyel olmalıdır, potansiyel sayısal olarak yeterince uzun bir dinlenme süresinden sonra bataryanın açık devre voltajına eşittir. Kapalı döngüdeki tek terminal voltajı, harici aletler tarafından tespit edilen voltaj değeridir ve değeri, voltajı hesaba katmak için akü potansiyeli eksi akünün iç direncine eşittir. Ve akünün iç direnci sabit değildir, çeşitli faktörlerden ve değişikliklerden etkilenecektir.

Hücre voltajı, aşağıdakiler tarafından belirlenmenin yanı sıra akü malzemeleri̇, şarjdaki değişimi takip eder ve bire bir ilişki içindedir. Bu nedenle, birçok durumda, doğrudan ve basit bir şekilde ölçülemeyen hücre şarjı (SOC), genellikle hücrenin açık devre voltajı kullanılarak çıkarılır.

Monomer voltajı, batarya içindeki aktif maddenin aktif derecesi ile ilgilidir, bu nedenle aktif dereceyi etkileyen sıcaklık, dolaylı olarak batarya performansını etkileyen küçük bir aralıkta monomer voltaj seviyesini de etkileyebilir.

Monomer voltajı ne kadar yüksek olursa, bataryanın aynı kapasitesinde o kadar fazla enerji bulunur, bu nedenle, güvenliği sağlama öncülüğünde, monomer voltajının üst sınırını artırmak, sistemin enerji yoğunluğunu ve batarya performansını iyileştirmek için teknik bir yoldur.

Batarya performans değerlendirme endeksi - iç direnç

Lityum pillerde, lityum iyonlarının bir kutuptan diğer kutba hareketini engelleyen süreçteki faktörler birlikte lityum pillerin iç direncini oluşturur.

Ana parçaları iletken parçaların fiziksel direncini içerir; motor malzemeleri, diyaframlar ve elektrolit ve diğer elektrokimyasal maddeler içsel empedans; engel tarafından üretilen lityum iyonlarının hareketindeki geçici artış içindeki akımın varlığı yoluyla pil; Bu üç bileşen birlikte iç direncin ana gövdesini oluşturur ve pil performansını test etmek için referans unsurlardır.

İç direnç en çok sıcaklığa karşı duyarlıdır ve iç direncin değeri farklı sıcaklıklarda büyük ölçüde değişebilir. Düşük sıcaklıklarda batarya performansının düşmesinin en önemli nedenlerinden biri, bataryanın iç direncinin düşük sıcaklıklarda çok büyük olmasıdır.

Bir güç kaynağı olarak lityum pil, pil performansının mükemmel olmasını sağlamak ister, harici bakış açısından, iç direnç kesinlikle ne kadar küçükse o kadar iyidir. Özellikle güç uygulamalarında, küçük iç direnç gerekli bir koşuldur.

Batarya performans değerlendirme endeksi - kapasite

Li-ion batarya kapasitesi de batarya performansı için en önemli referans faktörlerden biridir. Ölçülebilir kapasite, akünün makul bir maksimum ve minimum voltaj aralığında şarj ve deşarj edilebilen maksimum güç miktarıdır. Tek bir ünitenin kapasitesi, bir araca monte edilmeden önce şarj ve deşarj edilerek ölçülebilir.

Gemiye bindikten sonra, batarya kapasitesi yalnızca algoritmalar tarafından tahmin edilebilir. Batarya yönetim sistemi BMS'de, batarya şarj durumunun (SOC) doğru tahmini, tasarım seviyesinin önemli bir göstergesidir. Şu anda bilinen uygulama, dinamik çalışma için devre akımı amper-zamanını entegre etmek ve akü şarjını, çalışmayan durumda akünün açık devre voltajı ile kalibre etmektir.

Diğer yöntemler çok çeşitli olmakla birlikte ya kararsızdır ya da hesaplama açısından çok yoğundur ve pek çoğu gerçek miktarlarda uygulanmamıştır. Monomerin kapasitesi açıkça yaşlanma derecesinden etkilenir, hepimizin bildiği gibi, kapasitenin bir sınır değere düşmesi, pil performansının ortadan kaldırılma zamanına kadar düşmesidir, ikisi arasındaki mutlak korelasyona bakın.

İkinci olarak, kapasite de sıcaklığın etkisini alır, düşük sıcaklık altında aktif malzeme aktivitesi azalır, daha az iyon sağlayabilir, kapasite düşüşü takip etmek zorundadır. Bu nedenle, kış ve yaz aylarında pil performansı arasında bir fark vardır.

Batarya performans değerlendirme endeksi - güç

Buradaki güç, kesin olmak gerekirse, tek bir birimin şarj ve deşarj güç kapasitesi veya pil hücresinin birim kütlesi veya birim hacmi başına şarj ve deşarj güç kapasitesi olan özgül güç olmalıdır.

Lityum pilin performansının yüksek güçte şarj ve deşarj için yeterince iyi olup olmadığına, tasarlandığında karar verilmiştir. Aynı lityum demir fosfat malzemesi veya üçlü malzeme, işlem araçlarının kullanımı, elektrot veya katkı maddelerinin kalınlığını değiştirmek, aktif maddenin yapısını, elektrolitin doğasını, elektrot SEI film özelliklerini ayarlamak, pilin güç performansını ayarlama amacını oynayabilir.

Genel olarak, güç performansı ve enerji yoğunluğundaki pil performansı genellikle bir arada bulunamaz, aynı malzeme, yüksek güç arayışı, enerji yoğunluğunun bir kısmı feda edilecektir. Pil hücresi üretildikten sonra, makul maksimum şarj akımı ve deşarj akımı zaten belirlenmiştir ve maksimum şarj ve deşarj gücünü küçük bir ölçüde değiştirebilmek için bataryanın ısı yayma koşullarını ayarlamak dışında daha fazla ayarlamaya neredeyse hiç yer yoktur.

Spesifik güce ek olarak, birim kütle veya hacme katlanan ve pil performansının seviyesini daha iyi gösteren birkaç başka parametre daha vardır.

Batarya performans değerlendirme endeksi - Spesifik kapasite ve spesifik enerji

Spesifik kapasite ve spesifik enerji de akü performansını test etmek için referans olarak kullanılabilir. Hacmin kapasiteye oranı, kapasitenin akü hacmine bölünmesiyle, kütlenin kapasiteye oranı ise kapasitenin kütleye bölünmesiyle bulunur.

Buradan genişletilmiş olarak, pilin maliyeti birim kapasiteye katlanır, yani pilin şarj ve deşarj yeteneğinden fiyat hakkında konuşmak için: pil birim kapasitesi kapasiteye fiyat hesaplamanın maliyet etkin yolu, yani pilin birim fiyatı elektrik miktarı ile boşaltılabilir. Ancak, genellikle bu yol daha az kullanılır.

Benzer şekilde, bir batarya monomerinin kütleye özgü enerjisi, enerjinin kütleye bölünmesi, yani bataryanın birim kütlesi başına salınabilen enerjidir; ve hacme özgü enerji, yani bataryanın veya aktif maddenin birim hacmi başına salınabilen enerjidir; Bir bataryanın fiyatını birim enerji başına fiyattan tanımlamak, endüstride batarya fiyatları hakkında konuşmanın daha yaygın yoludur, bu da 1kWh'nin ne kadara mal olduğudur.

Lityum-iyon pil modülü

Bir batarya modülü, çok sayıda batarya hücresinin seri ve paralel olarak birleştirilmesiyle oluşturulur ve bir batarya paketini meydana getiren elemandır. Batarya modülü gerçek operasyonda nadiren tek başına bir gövde olarak değerlendirilir ve zaman zaman bazı sistemlerde voltaj değeri incelenir.

Aslında insanlar bir modülü büyük bir batarya olarak düşünme eğilimindedir. Aradaki fark, modülün monomer tutarlılığı sorununa sahip olması ve dahili hücre voltaj farkının eşitleme işlevinin odak noktası olmasıdır. Batarya performansı genellikle en düşük performanslı batarya monomerindeki batarya modülünün bileşimine tabidir ve esas olarak bu göstergenin kapasitesine yansır.

Şarj olurken, yüksek voltajlı monomer ilk doldurulan olur; boşalırken, düşük voltajlı hücre ilk boşaltılan olur. Ve bu iki hücrenin aynı olmaması muhtemeldir. Bu nedenle, modül içindeki hücre parametrelerinin tutarlılığı, batarya performansı üzerinde belirleyici bir etkiye sahiptir.

Tutarlılık, monomerden daha çok modül seviyesinde dikkate alınması gereken bir parametredir. Bu parametre, modül oluşumunun başlangıcında elektrik çekirdeğinin taranmasının çeşitli yollarıyla sağlanacaktır; Modül üretildikten sonra, tutarlılık kabul için önemli bir göstergedir; çalışma sırasında, yalnızca BMS'nin dengeleme işlevi ile garanti edilebilir. Daha fazla bilgi için şunları da kontrol edebilirsiniz en i̇yi̇ 10 i̇ki̇ tekerlekli̇ akü yöneti̇m si̇stemi̇ üreti̇ci̇si̇.

Lityum-iyon batarya sistemleri

Batarya paketleri genellikle seri bağlanmış modüllerden oluşur. Modüllerin tüm parametrelerini devralmanın yanı sıra, batarya paketinin toplam voltajı elektrikli araç güç aktarma organlarının voltaj platosunu belirler ve batarya performansını test etmek için çok önemli bir parametredir.

Batarya paketi bir bütün olarak sürekli izlenecek güvenlikle ilgili başka batarya performans göstergelerine de sahiptir. Batarya paketi çıkışı pozitif ve negatif kutuptan toprağa direnç, sistem kaçak akımı, yüksek voltaj kilitleme sinyali, sistem maksimum ve minimum sıcaklığı, sistem maksimum sıcaklık farkı, sistem maksimum sıcaklık artış oranı, sistem maksimum ve minimum bireysel voltajı vb.

Yukarıdakilerin hepsi pil performansından, bir bütün olarak bir yapı olarak, pil performansının yanı sıra çevresel direnç, kötüye kullanım direncine dikkat etmeye devam etmesi gereken birçok parametre vardır.