Le mal de la contradiction de batterie lithium-ion et comment traiter lui

Le mal de la contradiction de batterie lithium-ion et comment traiter lui

 

Les batteries lithium-ion de puissance ont solidement occupé la position du chef dans l'alimentation d'énergie en véhicules électriques. Longue durée de vie, densité de haute énergie, et grand potentiel pour l'amélioration. La sécurité peut être changée et la densité d'énergie peut continuer à monter. Dans le temps prévisible (la légende est environ 2020), elle peut rattraper avec les performances de résistance et de coût des véhicules de carburant et écrire la première étape mûre des véhicules électriques. Cependant, les batteries d'ion de lithium ont également les problèmes des batteries d'ion de lithium.

1. Pourquoi sont la plupart des batteries lithium-ion petites

Les batteries lithium-ion, les batteries cylindrique, batteries de doux-paquet, et les batteries de place que nous avons vues sont généralement jolies et belles, et là n'est aucune une telle chose comme batterie au plomb traditionnelle. Pourquoi ?

Avec la densité de haute énergie, les batteries lithium-ion ont souvent peur pour concevoir la grande capacité. La densité d'énergie des batteries au plomb est autour de 40Wh/kg, alors que les batteries lithium-ion ont dépassé 150Wh/kg. Avec l'augmentation de la concentration d'énergie, les conditions pour la sécurité montent.

Tout d'abord, il est très dangereux pour les batteries lithium-ion qui peuvent seulement utiliser des quantités de batteries lithium-ion excessivement à hauteur dans un accident, entraînant l'emballement thermique, et une réaction pointue à l'intérieur de la batterie. En peu de temps, trop d'énergie est nulle part pour être libérée, qui est très dangereuse. Particulièrement quand le développement des capacités de technologie et de gestion et de contrôle de sécurité n'est pas suffisant, la capacité de chaque batterie devrait être retenue.

Deuxièmement, une fois qu'un accident se produit, l'énergie enveloppée dans la coquille de batterie lithium-ion sera inaccessible et impuissante par des sapeurs-pompiers et des agents de s'éteindre. Ils peuvent seulement isoler la scène en cas d'un accident et permettre à la batterie d'accidents de réagir par lui-même jusqu'à ce que l'énergie soit épuisée.

Naturellement, pour la sécurité raisonne, les batteries lithium-ion actuelles ont été conçues avec des mesures de sécurité multiples. Prenez les batteries cylindrique comme exemple.

La soupape de sûreté, quand la réaction interne de la batterie dépasse la gamme normale, les hausses de la température, et le gaz de réaction secondaire est produite, la pression atteint la valeur de conception, la soupape de sûreté s'ouvre automatiquement pour réduire la pression. Le moment où la soupape de sûreté s'ouvre, la batterie échoue complètement.

La thermistance, et quelques cellules sont équipées de la thermistance. Une fois que la surintensité se produit, après que la résistance atteigne une certaine température, les augmentations de valeur de résistance brusquement, et le courant dans les baisses de boucle, empêchant la nouvelle hausse de la température.

Fondez, la cellule de batterie est équipé d'un fusible avec la fonction de fusion de surintensité, une fois que le risque de surintensité se produit, le circuit est déconnecté pour empêcher l'occurrence des accidents méchants.

2. problème de cohérence de batterie de Li-ion

Des batteries lithium-ion ne peuvent pas être transformées en grandes, tant de petites batteries doivent être organisées. Chacun peut travailler dur et coopérer les uns avec les autres, et elles peuvent également voler avec les voitures électriques. Actuellement, nous devons faire face à un problème, cohérence.

Pourquoi soyez cohérent

Notre expérience appropriée quotidienne est que si les pôles positifs et négatifs de deux piles sèches sont reliés, la lampe-torche peut émettre la lumière. Qui s'inquiète des choses à peu près identiques et contradictoires. L'application à grande échelle des batteries lithium-ion n'est pas aussi simple.

La contradiction des paramètres de batterie lithium-ion se rapporte principalement à la contradiction de la capacité, de la résistance interne, et de la tension de circuit ouvert. Si des batteries contradictoires sont utilisées ensemble en série, les problèmes suivants se poseront.

1) Perte de capacité. Les cellules forment un paquet de batterie. La capacité se conforme au « principe de baril ». La capacité de la plus mauvaise cellule détermine la capacité du paquet entier de batterie.

Afin d'empêcher la batterie de surcharger et d'overdischarging, la logique du système de gestion de batterie est installée comme suit : en déchargeant, quand la plus basse tension de cellules atteint la tension de coupure de décharge, le paquet entier de batterie cesse la décharge ; en chargeant, quand la tension la plus élevée de cellules atteint la tension de coupure de charge pour cesser le remplissage.

Prenez deux batteries en série comme exemple. Une batterie a une capacité de C, et l'autre a une capacité de 0.9C seulement. Dans une connexion de série, deux batteries passent le même courant.

En chargeant, la batterie de petite capacité doit être entièrement chargée d'abord, et l'état de remplissage de coupure est atteint, et le système ne continuera pas à charger. En déchargeant, une batterie avec une nécessité de petite capacité émettent toute l'énergie disponible d'abord, et le système cesse immédiatement la décharge.

De cette façon, des batteries avec de petite capacité toujours sont entièrement déchargées, alors que les batteries avec la grande capacité emploient toujours une partie de la capacité. Une partie de la capacité du paquet entier de batterie est toujours oisive

2) La perte de la vie, pareillement, la vie d'un paquet de batterie est déterminée par la cellule avec la vie la plus courte. Il est très probable que la cellule avec la durée la plus courte soit la cellule avec un de petite capacité. Des batteries de petite capacité sont entièrement chargées et chaque fois déchargées, et la sortie est trop forte, qui est susceptible d'atteindre le centre de la vie d'abord. La vie de la cellule de batterie a fini, et un groupe de cellules de batterie soudées ensemble mourra.

3) La résistance interne augmente, le même courant traverse différentes résistances internes, et les cellules avec la grande résistance interne produisent de plus de chaleur. La température de batterie est trop haute, entraînant le taux de détérioration accélérer, et la résistance interne un accroissement plus ultérieur. La hausse de résistance interne et de température forment une paire de retour négatif, qui accélère la détérioration des cellules élevées de résistance interne.

Les trois paramètres ci-dessus ne sont pas complètement indépendants. La résistance interne de la batterie avec un degré vieillissant profond est plus grande, et l'atténuation de capacité est également plus. Explications distinctes, pour exprimer juste clairement leurs directions respectives d'influence.

3. Comment traiter des contradictions

La contradiction des performances de noyau de batterie est formée pendant le processus de fabrication et approfondie pendant l'utilisation. Les cellules de batterie dans le même paquet de batterie sont toujours faibles pour le faible, et deviennent plus faibles à un taux accéléré. Le degré de dispersion des paramètres entre les cellules augmente pendant que le degré de vieillissement approfondit.

Actuellement, les ingénieurs devraient considérer trois aspects pour traiter la contradiction des cellules. La batterie simple assortissant, gestion thermique après groupement, le système de gestion de batterie fournit la fonction d'égalisation quand un peu de contradiction se produit.

1) Tri

Différentes séries de batteries ne devraient pas être employées ensemble dans la théorie. Même des batteries du même groupe doivent être examinées, et des batteries avec des paramètres relativement concentrés sont placées dans un paquet de batterie et dans le même paquet de batterie.

Le but du tri est de choisir des cellules avec les paramètres semblables. La méthode de tri a été étudiée depuis de nombreuses années, et elle est principalement divisée en deux catégories : charge statique assortissant et assortissant dynamique.

Le tri statique est d'examiner la tension de circuit ouvert, la résistance interne, la capacité et d'autres paramètres caractéristiques des cellules, choisit des paramètres de cible, présente des algorithmes statistiques, a placé des critères de criblage, et divise finalement la même série de cellules en plusieurs groupes.

Le criblage dynamique est basé sur les caractéristiques de la cellule de batterie pendant le processus de remplissage et de décharge. Certains choisissent le processus de remplissage constant de tension actuelle et constante, les autres choisissent la charge de choc d'impulsion et déchargent le processus, et les autres comparent leurs propres courbes de remplissage et de décharge. relations.

Combinant le tri dynamique et statique, le criblage statique est employé pour le groupement préliminaire, et le criblage dynamique est effectué sur cette base, de sorte que plus de groupes puissent être divisés et exactitude de criblage soit plus haut, mais le coût montera en conséquence.

Voici une petite réflexion d'importance de l'échelle de production d'une batterie lithium-ion de puissance. Les expéditions à grande échelle permettent à des fabricants d'effectuer un tri plus fin et d'obtenir des paquets de batterie avec des performances plus étroites. Si la sortie est trop petite et il y a trop de groupes, un groupe ne peut pas être équipé d'un paquet de batterie, et la meilleure méthode ne sera pas employée.

2) Gestion thermique

Pour des batteries avec la résistance interne contradictoire, le problème de la chaleur différente apparaît. L'addition du système de gestion thermique peut ajuster la différence de la température du paquet entier de batterie pour le maintenir dans une petite gamme. Les cellules qui produisent de plus de chaleur auront toujours une hausse à hautes températures, mais ne seront pas séparées d'autres cellules, et il n'y aura aucune différence significative dans le niveau de dégradation.

3) Équilibre

La contradiction des cellules de batterie, la tension terminale de quelques cellules de batterie est toujours en avant d'autres cellules de batterie, atteignant le seuil de contrôle d'abord, ayant pour résultat la réduction de la capacité de système entière. Afin de résoudre ce problème, le système de gestion de batterie BMS a conçu une fonction de équilibrage.

Une certaine cellule atteint d'abord la tension de coupure de remplissage, alors que la tension des autres cellules est évidemment en retard. Le BMS active la fonction d'égalisation de charge, ou relie une résistance à la pièce de décharge de la puissance des cellules à haute tension, ou transfère l'énergie loin et l'a mise au bas que la cellule de tension monte. De cette façon, l'état de coupure de charge est soulevé, le processus de remplissage se remet en marche, et le paquet de batterie est chargé de plus de puissance.

Jusqu'ici, la contradiction des batteries est toujours un domaine de recherche important dans l'industrie. N'importe comment haut la densité d'énergie de la cellule de batterie est, la capacité de paquet de batterie sera considérablement réduite si elle rencontre la contradiction.