Ba phương pháp để giải quyết sự không nhất quán của pin lithium

Hiệu suất không nhất quán của lõi pin được hình thành trong quá trình sản xuất và sâu hơn trong quá trình sử dụng. Pin trong cùng một bộ pin yếu và yếu, và gia tốc yếu. Mức độ phân tán của các tham số giữa các ô riêng lẻ tăng khi mức độ lão hóa tăng lên.

Pin lithium điện, đã chiếm giữ vững chắc tình trạng cung cấp năng lượng xe điện. Tuổi thọ dịch vụ lâu dài, mật độ năng lượng cao và tiềm năng lớn để cải thiện. Bảo mật có thể được thay đổi và mật độ năng lượng có thể tiếp tục tăng. Trong thời gian gần (người ta nói rằng vào khoảng năm 2020), bạn có thể bắt kịp với độ bền và hiệu quả chi phí của xe hơi, và bước vào giai đoạn trưởng thành đầu tiên của xe điện. Tuy nhiên, pin lithium cũng gặp rắc rối với pin lithium.

1: Tại sao pin lithium chủ yếu là nhỏ?

Pin lithium, pin hình trụ, pin gói mềm và pin vuông mà chúng ta đã thấy thường đẹp trai và không thể tìm thấy những cái lớn như pin axit chì truyền thống. Tại sao?

Mật độ năng lượng cao, pin lithium thường không dám thiết kế công suất lớn. Pin axit chì có mật độ năng lượng khoảng 40 wh/kg, trong khi pin lithium đã vượt quá 150 wh/kg. Nồng độ năng lượng đã tăng lên, và nhu cầu an toàn đã tăng lên.

Trước hết, pin lithium chỉ có thể được mở rộng quá mức, gặp phải một tai nạn, gây ra khỏi nhiệt và pin phản ứng mạnh bên trong. Trong một thời gian ngắn, quá nhiều năng lượng không được phát hành, điều này rất nguy hiểm. Đặc biệt trong trường hợp công nghệ an toàn, khi việc phát triển khả năng quản lý và kiểm soát là không đủ, khả năng của mỗi pin phải được hạn chế.

Thứ hai, năng lượng được bao bọc bởi vỏ pin lithium, trong trường hợp xảy ra tai nạn, lính cứu hỏa, các tác nhân chữa cháy không thể chạm vào, bất lực, chỉ có thể cô lập hiện trường trong trường hợp xảy ra tai nạn, pin tai nạn phản ứng, năng lượng bị đốt cháy.

Tất nhiên, vì lý do an toàn, pin lithium hiện tại đã được thiết kế với nhiều biện pháp an toàn. Lấy một pin hình trụ làm ví dụ.

Van an toàn, khi phản ứng bên trong của pin vượt quá phạm vi bình thường, nhiệt độ tăng và khí phản ứng được tạo ra, áp suất đạt đến giá trị thiết kế, van an toàn được tự động mở và áp suất được giải phóng. Hiện tại, van an toàn mở ra, pin hoàn toàn không hoạt động.

Nhiệt điện trở, một số pin được trang bị nhiệt điện trở. Khi xảy ra quá dòng, điện trở tăng mạnh sau khi đạt đến nhiệt độ nhất định và dòng điện trong vòng lặp giảm, ngăn nhiệt độ tăng hơn nữa.

Cầu chì, pin được trang bị cầu chì có chức năng cầu chì quá dòng, trong trường hợp có rủi ro quá dòng, mạch bị ngắt kết nối để tránh xảy ra tai nạn ác tính.

➤ 2: Vấn đề về tính nhất quán của pin lithium

Pin lithium không thể được chế tạo thành một loại lớn, vì vậy chúng tôi phải tổ chức nhiều pin nhỏ. Mọi người sẽ làm tất cả cùng nhau, và chúng ta có thể hợp tác với họ để bay với những chiếc xe điện. Tại thời điểm này, bạn cần phải đối mặt với một vấn đề và tính nhất quán.

Trải nghiệm hàng ngày của chúng tôi là hai pin khô, các cực dương và âm được kết nối, đèn pin có thể được chiếu sáng và bất cứ ai quản lý nó không nhất quán. Ứng dụng quy mô lớn của pin lithium không quá đơn giản.

Sự không nhất quán của các thông số pin lithium chủ yếu đề cập đến sự không nhất quán về công suất, điện trở bên trong và điện áp mạch mở. Chuỗi pin không nhất quán được sử dụng cùng nhau và các vấn đề sau đây xảy ra.

Mất dung lượng, các pin pin tạo thành một bộ pin, công suất phù hợp với [nguyên tắc thùng "và công suất của pin pin tồi tệ nhất xác định dung lượng của toàn bộ bộ pin.

Để ngăn pin quá mức và quá tải quá mức, logic của hệ thống quản lý pin được đặt sao cho khi xả, khi điện áp tế bào thấp nhất đạt đến điện áp cắt phóng điện, toàn bộ bộ pin ngừng xả; Khi sạc, khi điện áp tế bào cao nhất đạt đến điện áp cắt điện tích, hãy dừng sạc.

Lấy hai pin trong loạt ví dụ. Một pin có công suất 1C và cái còn lại chỉ có dung lượng 0,9C. Trong loạt, hai pin vượt qua cùng một lượng dòng điện.

Khi sạc, pin có dung lượng nhỏ phải được sạc đầy đủ trước và đạt được điều kiện cắt sạc và hệ thống không tiếp tục sạc. Khi xả, pin có dung lượng nhỏ trước tiên phải phát ra tất cả năng lượng có sẵn và hệ thống ngay lập tức ngừng xả.

Theo cách này, tế bào có công suất nhỏ luôn được sạc đầy và tế bào có dung lượng lớn luôn sử dụng một phần công suất. Một phần của toàn bộ bộ pin luôn không hoạt động.

Mất tuổi thọ, thời lượng pin tương tự, được xác định bởi pin với tuổi thọ ngắn nhất. Khả năng là pin có tuổi thọ ngắn nhất là công suất nhỏ. Pin dung lượng nhỏ, mỗi lần đầy đủ và đầy đủ, đầu ra quá mạnh, nó có khả năng đạt đến trọng tâm của cuộc sống trước tiên. Vào cuối cuộc đời của pin, một nhóm pin được hàn lại với nhau sẽ theo kết thúc của cuộc đời.

Điện trở bên trong của nồi nấu kim loại được tăng lên, điện trở bên trong là khác nhau, cùng một dòng điện và lõi điện với điện trở bên trong lớn tạo ra nhiệt tương đối nhiều hơn. Nếu nhiệt độ pin quá cao, tốc độ suy giảm sẽ tăng lên và điện trở bên trong sẽ tăng hơn nữa. Điện trở trong và tăng nhiệt độ tạo thành một cặp phản hồi tiêu cực, giúp tăng tốc sự xuống cấp của tế bào điện trở bên trong cao.

Ba thông số trên không hoàn toàn độc lập và điện trở bên trong của pin với mức độ lão hóa sâu tương đối lớn, và sự suy giảm công suất cũng nhiều hơn. Giải thích riêng, chỉ muốn thể hiện hướng ảnh hưởng tương ứng của họ.

3: Cách đối phó với sự không nhất quán

Hiệu suất không nhất quán của lõi pin được hình thành trong quá trình sản xuất và sâu hơn trong quá trình sử dụng. Pin trong cùng một bộ pin yếu và yếu, và gia tốc yếu. Mức độ phân tán của các tham số giữa các ô riêng lẻ tăng khi mức độ lão hóa tăng lên.

Hiện tại, các kỹ sư nên đối phó với sự không nhất quán của các tế bào riêng lẻ, chủ yếu xem xét ba khía cạnh. Sắp xếp tế bào đơn, quản lý nhiệt sau khi nhóm và hệ thống quản lý pin cung cấp cân bằng khi có một lượng nhỏ sự không nhất quán.

Sắp xếp

Các lô pin khác nhau về mặt lý thuyết không được sử dụng cùng nhau. Ngay cả cùng một lô ô cũng cần được sàng lọc và các ô có các thông số tương đối tập trung được đặt trong một bộ pin và trong cùng một bộ pin.

Mục đích của việc sắp xếp là chọn ra các ô với các tham số tương tự. Phương pháp sắp xếp đã được nghiên cứu trong nhiều năm và chủ yếu được chia thành hai loại: phân loại tĩnh và phân loại động.

Sắp xếp tĩnh, sàng lọc các tham số đặc trưng như điện áp mạch mở, điện trở bên trong và công suất của ô, chọn các tham số đích, giới thiệu các thuật toán thống kê, đặt tiêu chí sàng lọc và cuối cùng chia các ô của cùng một nhóm.

Sàng lọc động là sàng lọc các đặc tính của pin trong quá trình sạc và xả. Một số chọn quy trình sạc điện áp dòng điện và liên tục không đổi, một số chọn sạc và xả xung xung, và một số so sánh các đường cong sạc và xả của chính họ. mối quan hệ.

Phân loại kết hợp động và tĩnh, sàng lọc tĩnh để nhóm sơ bộ, dựa trên sàng lọc động này, để nhiều nhóm được chia, độ chính xác sàng lọc cao hơn, nhưng chi phí sẽ tăng theo.

Ở đây, con số nhỏ phản ánh tầm quan trọng của quy mô sản xuất pin lithium năng lượng. Các lô hàng quy mô lớn cho phép các nhà sản xuất thực hiện phân loại tốt hơn và nhận được các bộ pin với hiệu suất gần hơn. Nếu đầu ra quá nhỏ, quá nhiều nhóm và một lô không thể được trang bị bộ pin, bất kể phương pháp này tốt đến đâu.

Quản lý nhiệt

Đối với điện trở bên trong không nhất quán của tế bào, vấn đề tạo nhiệt là khác nhau. Với việc bổ sung một hệ thống quản lý nhiệt, chênh lệch nhiệt độ trên bộ pin có thể được điều chỉnh để giữ nó trong một phạm vi nhỏ. Pin tạo ra nhiều nhiệt hơn vẫn tăng nhiệt độ cao hơn, nhưng nó sẽ không mở ra khoảng cách với các pin khác, và sẽ không có khoảng cách rõ ràng ở mức độ suy giảm.

Sự cân bằng

Các tế bào không nhất quán, một số điện áp đầu cuối tế bào luôn ở phía trước các tế bào khác, đạt đến ngưỡng điều khiển trước tiên, dẫn đến công suất hệ thống tổng thể nhỏ hơn. Để giải quyết vấn đề này, BMS hệ thống quản lý pin đã thiết kế một chức năng cân bằng.

Một lõi pin nhất định trước tiên đạt đến điện áp cắt điện tích và phần còn lại của điện áp pin rõ ràng bị trì hoãn. BMS bắt đầu hàm cân bằng điện tích hoặc truy cập điện trở, xả một phần công suất của pin điện áp cao hoặc chuyển năng lượng xuống mức thấp. Các tế bào điện áp tăng lên. Theo cách này, điều kiện cắt điện tích được giải phóng, quá trình sạc lại bắt đầu lại và bộ pin được sạc nhiều năng lượng hơn.

Cho đến nay, sự không nhất quán của tế bào vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong ngành. Mật độ năng lượng của pin cao hơn và dung lượng bộ pin sẽ giảm đáng kể nếu gặp phải sự không nhất quán.