कंपनी की खबर BAIDUN बैटरी】 लिथियम बैटरी पैक की डिस्चार्ज क्षमता को प्रभावित करने वाले कारकों की व्याख्या करें

 

 

लिथियम-आयन बैटरी में बड़ी क्षमता, उच्च विशिष्ट ऊर्जा, अच्छा चक्र जीवन, कोई स्मृति प्रभाव आदि के फायदे हैं, और वे तेजी से विकसित हो रहे हैं।इसके सबसे महत्वपूर्ण प्रदर्शन सूचकांक के रूप में क्षमता ने भी शोधकर्ताओं का ध्यान आकर्षित किया है।तदनुसार, लिथियम बैटरी पैक लगातार बड़ी क्षमता, तेज चार्जिंग, लंबे जीवन और उच्च सुरक्षा की दिशा में विकसित हो रहा है, और इसकी निर्माण प्रक्रिया में प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के लिए नई आवश्यकताओं को भी आगे रखा गया है।

 

 

 

 

 

 

लिथियम-आयन बैटरी पैक मुख्य रूप से एक ऐसा उत्पाद है जिसके इलेक्ट्रिक कोर की जांच, असेंबल, पैक और असेंबल किया जाता है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि क्षमता और दबाव का अंतर योग्य है या नहीं।

 

 

बैटरी श्रृंखला और समानांतर कोशिकाओं के बीच संगतता को बैटरी पैक में विशेष ध्यान देने की आवश्यकता है।केवल अच्छी क्षमता, आवेश की स्थिति, आंतरिक प्रतिरोध, स्व-निर्वहन स्थिरता, आदि के साथ ही बैटरी पैक की क्षमता को बढ़ाया और छोड़ा जा सकता है।खराब प्रदर्शन बैटरी पैक के समग्र प्रदर्शन को गंभीर रूप से प्रभावित करेगा, और यहां तक ​​कि ओवरचार्जिंग या ओवरडिस्चार्जिंग से सुरक्षा के लिए खतरा पैदा हो सकता है।एक अच्छी मिलान योजना मोनोमर स्थिरता में सुधार करने का एक प्रभावी तरीका है।

 

 

लिथियम-आयन बैटरी पर्यावरण के तापमान से प्रभावित होती हैं, बहुत अधिक या बहुत कम तापमान बैटरी की क्षमता को प्रभावित करेगा।बैटरी का चक्र जीवन प्रभावित हो सकता है यदि इसे लंबे समय तक उच्च तापमान की स्थिति में संचालित किया जाता है।यदि तापमान बहुत कम है, तो क्षमता को खेलना मुश्किल होगा।

 

 

डिस्चार्ज रेट बैटरी के उच्च करंट चार्ज और डिस्चार्ज क्षमता को दर्शाता है।यदि दर बहुत छोटी है, तो चार्ज और डिस्चार्ज की गति धीमी होगी, जो परीक्षण दक्षता को प्रभावित करेगी;यदि दर बहुत बड़ी है, तो बैटरी के ध्रुवीकरण और थर्मल प्रभाव के कारण क्षमता कम हो जाएगी, इसलिए आपको एक उपयुक्त चुनने की आवश्यकता है।चार्ज और डिस्चार्ज दर।

 

 

1. मिलान समूह स्थिरता

 

 

 

एक अच्छा संयोजन न केवल कोशिकाओं की उपयोग दर में सुधार कर सकता है, बल्कि मोनोमर्स की स्थिरता को भी नियंत्रित कर सकता है, जो बैटरी पैक के निर्वहन में अच्छी निर्वहन क्षमता और चक्र स्थिरता प्राप्त करने का आधार है।हालांकि, खराब मिलान वाली बैटरी सेल क्षमता के एसी प्रतिबाधा के फैलाव में वृद्धि होगी, जो बदले में बैटरी पैक के चक्र प्रदर्शन और प्रयोग करने योग्य क्षमता को कमजोर करेगा।

 

 

 

 

पेशेवरों ने बैटरी के फीचर वेक्टर के अनुसार बैटरी मिलान का एक तरीका प्रस्तावित किया है।यह फीचर वेक्टर सिंगल बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज वोल्टेज डेटा और मानक बैटरी के चार्ज और डिस्चार्ज डेटा के बीच समानता को दर्शाता है।बैटरी चार्ज और डिस्चार्ज कर्व मानक वक्र के जितना करीब होता है, समानता की डिग्री उतनी ही अधिक होती है, और सहसंबंध गुणांक 1 के करीब होता है। इस प्रकार की समूहन विधि सेल वोल्टेज के सहसंबंध गुणांक पर आधारित होती है, और फिर संयुक्त होती है। समूहीकरण के लिए अन्य मापदंडों के साथ, जो बेहतर समूहन प्रभाव प्राप्त कर सकता है।इस पद्धति की कठिनाई यह है कि इसे एक मानक बैटरी फीचर वेक्टर प्रदान करने की आवश्यकता है।उत्पादन स्तर की सीमा के कारण, प्रत्येक बैच में उत्पादित बैटरियों के बीच अंतर होना चाहिए, और बैटरी के प्रत्येक बैच के लिए उपयुक्त फीचर वैक्टर का एक सेट प्राप्त करना बहुत मुश्किल है।

 

 

पेशेवरों ने एकल कोशिकाओं के बीच अंतर मूल्यांकन विधियों का विश्लेषण करने के लिए मात्रात्मक विश्लेषण का उपयोग किया।सबसे पहले, बैटरी प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले प्रमुख बिंदुओं को निकालने के लिए गणितीय तरीकों का उपयोग करें, और फिर व्यापक मूल्यांकन और बैटरी प्रदर्शन की तुलना प्राप्त करने के लिए गणितीय अमूर्त प्रदर्शन करें, बैटरी प्रदर्शन के गुणात्मक विश्लेषण को मात्रात्मक विश्लेषण में बदलें, और बैटरी पैक के समग्र प्रदर्शन से सर्वोत्तम मिलान करें। एक सरल विधि जिसे व्यवहार में संचालित किया जा सकता है, प्रस्तावित है।बैटरी स्क्रीनिंग और मिलान पर आधारित एक व्यापक प्रदर्शन मूल्यांकन प्रणाली प्रस्तावित है, जो व्यक्तिपरक डेल्फी स्कोरिंग और उद्देश्य ग्रे सहसंबंध माप को जोड़ती है ताकि बैटरी के लिए एक बहु-पैरामीटर ग्रे सहसंबंध मॉडल स्थापित किया जा सके, जो मूल्यांकन के रूप में एकल संकेतक का उपयोग करने की एकतरफाता पर काबू पाता है। मानक।पावर-टाइप पावर बैटरी का प्रदर्शन मूल्यांकन महसूस किया जाता है, और मूल्यांकन परिणाम से प्राप्त सहसंबंध डिग्री बैटरी के बाद के चयन और संयोजन के लिए एक विश्वसनीय सैद्धांतिक आधार प्रदान करता है।

 

 

गतिशील विशेषता मिलान विधि मुख्य रूप से मिलान फ़ंक्शन का एहसास करने के लिए बैटरी चार्जिंग और डिस्चार्जिंग वक्र पर आधारित होती है।विशिष्ट कार्यान्वयन कदम पहले एक विशेषता वेक्टर बनाने के लिए वक्र पर विशेषता बिंदुओं को निकालना है।प्रत्येक वक्र के विशेषता वैक्टर के बीच की दूरी के अनुसार, आवंटन सूचकांक उपयुक्त एल्गोरिथ्म का चयन करके वक्र के वर्गीकरण का एहसास करना है, और फिर बैटरी आवंटन प्रक्रिया को पूरा करना है।इस तरह की ग्रुपिंग विधि ऑपरेशन के दौरान बैटरी के प्रदर्शन में बदलाव पर विचार करती है।इस आधार पर, बैटरी मिलान के लिए अन्य उपयुक्त मापदंडों का चयन किया जाता है, और अपेक्षाकृत सुसंगत प्रदर्शन वाली बैटरियों को छांटा जा सकता है।

 

 

2. चार्जिंग विधि

 

 

 

एक उचित चार्जिंग सिस्टम का बैटरी की डिस्चार्ज क्षमता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।यदि चार्ज की गहराई उथली है, तो डिस्चार्ज क्षमता तदनुसार कम हो जाएगी।यदि अधिक चार्ज किया जाता है, तो यह बैटरी की रासायनिक सक्रिय सामग्री को प्रभावित करेगा और अपरिवर्तनीय क्षति का कारण बनेगा, जिससे बैटरी की क्षमता और जीवन में कमी आएगी।इसलिए, यह सुनिश्चित करने के लिए कि चार्जिंग दक्षता और सुरक्षा और स्थिरता को अनुकूलित करते हुए चार्जिंग क्षमता हासिल की जाती है, एक उपयुक्त चार्जिंग दर, ऊपरी सीमा वोल्टेज और निरंतर वोल्टेज कट-ऑफ करंट का चयन करना आवश्यक है।

 

 

 

 

वर्तमान में, पावर लिथियम-आयन बैटरी ज्यादातर निरंतर वर्तमान-निरंतर वोल्टेज चार्जिंग मोड को अपनाती है।लियू यानजिन एट अल।विभिन्न चार्जिंग धाराओं और विभिन्न कट-ऑफ वोल्टेज पर लिथियम आयरन फॉस्फेट सिस्टम और टर्नरी सिस्टम बैटरी के निरंतर वर्तमान और निरंतर वोल्टेज चार्जिंग परिणामों का विश्लेषण किया, और पाया कि: (1) जब चार्जिंग कट-ऑफ वोल्टेज स्थिर होता है, तो चार्जिंग करंट बढ़ जाता है और निरंतर चालू अनुपात कम हो जाता है।जब चार्जिंग करंट छोटा होता है, तो चार्जिंग का समय छोटा हो जाता है, लेकिन ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है;(2) जब चार्जिंग करंट स्थिर होता है, जैसे-जैसे चार्जिंग कट-ऑफ वोल्टेज कम होता है, निरंतर करंट चार्जिंग अनुपात कम होता जाता है, और चार्जिंग क्षमता और ऊर्जा घटती जाती है।बैटरी की क्षमता सुनिश्चित करने के लिए, फॉस्फोरिक एसिड लिथियम आयरन बैटरी का चार्ज कट-ऑफ वोल्टेज 3.4V से कम नहीं हो सकता है।चार्जिंग समय और ऊर्जा हानि को संतुलित करना और उपयुक्त चार्जिंग वर्तमान और कट-ऑफ समय का चयन करना आवश्यक है।

 

 

प्रत्येक सेल के एसओसी की स्थिरता बैटरी पैक की डिस्चार्ज क्षमता को काफी हद तक निर्धारित करती है, और इक्वलाइजेशन चार्ज प्रत्येक सेल डिस्चार्ज के प्रारंभिक एसओसी प्लेटफॉर्म की समानता प्राप्त करने की संभावना प्रदान करता है, जिससे डिस्चार्ज क्षमता और डिस्चार्ज में सुधार हो सकता है। दक्षता (निर्वहन क्षमता / मिलान समूह क्षमता)।चार्जिंग में संतुलन विधि चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान पावर बैटरी के संतुलन को संदर्भित करती है।आम तौर पर, संतुलन तब शुरू होता है जब बैटरी सेल वोल्टेज सेट वोल्टेज तक पहुंच जाता है या उससे अधिक हो जाता है, और चार्जिंग करंट को कम करके ओवरचार्जिंग को रोकता है।

 

 

बैटरी पैक में एकल कोशिकाओं के विभिन्न राज्यों के अनुसार, पेशेवर एकल कोशिकाओं के चार्जिंग करंट को ठीक करने के लिए बैटरी पैक इक्वलाइज़ेशन चार्ज कंट्रोल सर्किट मॉडल और इक्वलाइज़ेशन सर्किट का उपयोग करते हैं, और एक ऐसी विधि का प्रस्ताव करते हैं जो तेजी से चार्जिंग का एहसास कर सके बैटरी पैक की और एकल कोशिकाओं को खत्म करें।असंगत संतुलन चार्ज नियंत्रण रणनीति बैटरी पैक के चक्र जीवन को प्रभावित करती है।विशेष रूप से, स्विच सिग्नल के माध्यम से, लिथियम-आयन बैटरी पैक की समग्र ऊर्जा एकल बैटरी के पूरक होती है, या एकल बैटरी की ऊर्जा को समग्र बैटरी पैक में परिवर्तित किया जाता है।बैटरी पैक की चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, प्रत्येक एकल बैटरी के वोल्टेज मान का पता लगाकर, जब एकल बैटरी का वोल्टेज एक निश्चित मान तक पहुँच जाता है, तो इक्वलाइज़ेशन मॉड्यूल काम करना शुरू कर देता है।चार्जिंग वोल्टेज को कम करने के लिए सिंगल बैटरी में चार्जिंग करंट को हिलाया जाता है, और विभाजित करंट को मॉड्यूल द्वारा परिवर्तित किया जाता है और संतुलन के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए ऊर्जा को चार्जिंग बस में वापस फीड किया जाता है।

 

 

पेशेवरों ने एक परिवर्तनीय दर चार्जिंग समीकरण समाधान का प्रस्ताव दिया है।समाधान का समीकरण विचार केवल अतिरिक्त ऊर्जा के साथ कम-ऊर्जा एकल बैटरी को पूरक करना है, उच्च-ऊर्जा एकल बैटरी की ऊर्जा को बाहर निकालने की प्रक्रिया से बचना है, जो बहुत सरल करता है इक्वलाइजिंग सर्किट की टोपोलॉजी का वर्णन किया गया है।यही है, अलग-अलग ऊर्जा राज्यों में एकल कोशिकाओं को चार्ज करने के लिए अलग-अलग चार्जिंग दरों का उपयोग किया जाता है, ताकि एक अच्छा संतुलन प्रभाव प्राप्त किया जा सके।

 

 

3. निर्वहन दर

 

 

 

पावर-टाइप पावर बैटरी के लिए डिस्चार्ज रेट एक महत्वपूर्ण संकेतक है।बैटरी का उच्च दर निर्वहन सकारात्मक और नकारात्मक सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट के लिए एक परीक्षण है।सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री लिथियम आयरन फॉस्फेट के लिए, इसकी संरचना स्थिर है, चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान तनाव छोटा है, और इसमें बड़े वर्तमान डिस्चार्ज के लिए बुनियादी स्थितियां हैं, लेकिन नुकसान यह है कि लिथियम आयरन फॉस्फेट की चालकता खराब है।इलेक्ट्रोलाइट में लिथियम आयनों की प्रसार दर बैटरी की डिस्चार्ज दर को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक है, और बैटरी के अंदर आयनों का प्रसार बैटरी की संरचना और इलेक्ट्रोलाइट की एकाग्रता से निकटता से संबंधित है।

 

 

 

 

इसलिए, अलग-अलग डिस्चार्ज दरों के परिणामस्वरूप बैटरी के अलग-अलग डिस्चार्ज समय और डिस्चार्ज वोल्टेज प्लेटफॉर्म होते हैं, जो बदले में अलग-अलग डिस्चार्ज कैपेसिटी की ओर ले जाते हैं, जो समानांतर बैटरी पैक के लिए विशेष रूप से स्पष्ट है।इसलिए, उचित निर्वहन दर का चयन करना आवश्यक है।डिस्चार्ज क्षमता और डिस्चार्ज रेट (करंट) के बीच संबंध को प्यूकर्ट के समीकरण द्वारा वर्णित किया जा सकता है:

 

सी = केआई^में

 

सूत्र में: I डिस्चार्ज करंट है;n Peukert स्थिरांक है, जो बैटरी की संरचना से संबंधित है, और इसका मान 1.15 और 1.42 के बीच है;K एक स्थिरांक है, जो बैटरी में सक्रिय सामग्री की मात्रा से संबंधित एक स्थिरांक है।

 

 

डिस्चार्ज करंट बढ़ने पर बैटरी की उपलब्ध क्षमता कम हो जाती है।

 

 

पेशेवरों ने लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी कोशिकाओं की निर्वहन क्षमता पर निर्वहन दर के प्रभाव का अध्ययन किया है।एक ही मॉडल के साथ एकल कोशिकाओं के एक समूह को अच्छी प्रारंभिक स्थिरता के साथ 3.8V पर 1C की धारा के साथ चार्ज किया जाता है, और फिर क्रमशः 0.1, 0.2 और 0.5 के साथ चार्ज किया जाता है।, 1, 2, और 3C डिस्चार्ज दर 2.5V तक, वोल्टेज और डिस्चार्ज की गई बिजली के बीच संबंध वक्र को रिकॉर्ड करें।प्रायोगिक परिणामों से पता चलता है कि 1 और 2C की डिस्चार्ज क्षमता क्रमशः C/3 की डिस्चार्ज क्षमता का 97.8% और 96.5% है, और जारी की गई ऊर्जा क्रमशः C/3 द्वारा डिस्चार्ज की गई ऊर्जा का 97.2% और 94.3% है।लिथियम-आयन बैटरी द्वारा जारी क्षमता और ऊर्जा में वृद्धि से काफी कमी आई है।

 

 

 

 

लिथियम-आयन बैटरी को डिस्चार्ज करते समय, राष्ट्रीय मानक 1C का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, और अधिकतम डिस्चार्ज करंट आमतौर पर 2 से 3C तक सीमित होता है।उच्च धारा के साथ निर्वहन करते समय, यह एक बड़े तापमान में वृद्धि करेगा और ऊर्जा हानि का कारण बनेगा।इसलिए, अत्यधिक तापमान के कारण बैटरी को होने वाले नुकसान को रोकने और बैटरी के सेवा जीवन को कम करने के लिए वास्तविक समय में बैटरी पैक के तापमान की निगरानी करना आवश्यक है।

 

 

चौथा, तापमान की स्थिति

 

 

 

तापमान मुख्य रूप से बैटरी के अंदर पोल पीस सामग्री की गतिविधि और इलेक्ट्रोलाइट प्रदर्शन को प्रभावित करता है।बहुत अधिक और बहुत कम तापमान का बैटरी की क्षमता पर अधिक प्रभाव पड़ता है।

 

 

कम तापमान पर, बैटरी की गतिविधि काफी कम हो जाती है, लिथियम डालने और निकालने की क्षमता कम हो जाती है, बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध और ध्रुवीकरण वोल्टेज बढ़ जाता है, वास्तविक उपलब्ध क्षमता कम हो जाती है, बैटरी डिस्चार्ज क्षमता कम हो जाती है, डिस्चार्ज प्लेटफॉर्म कम हो जाता है, और बैटरी के डिस्चार्ज कट-ऑफ वोल्टेज तक पहुंचने की अधिक संभावना है।बैटरी की उपलब्ध क्षमता कम हो जाती है, और बैटरी ऊर्जा उपयोग की दक्षता कम हो जाती है।

 

 

जब तापमान बढ़ता है, तो सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच लिथियम आयनों का निष्कर्षण और सम्मिलन सक्रिय हो जाता है, जिससे बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध कम हो जाता है, और आंतरिक प्रतिरोध स्थिरीकरण समय लंबा हो जाता है, जिससे बाहरी में इलेक्ट्रॉन प्रवास की मात्रा बढ़ जाती है। सर्किट में वृद्धि, और क्षमता अधिक प्रभावी है।खेल।हालांकि, अगर बैटरी को लंबे समय तक उच्च तापमान वाले वातावरण में संचालित किया जाता है, तो सकारात्मक इलेक्ट्रोड जाली संरचना की स्थिरता खराब हो जाएगी, बैटरी की सुरक्षा कम हो जाएगी, और बैटरी का जीवन काफी छोटा हो जाएगा।

 

 

पेशेवरों ने बैटरी की वास्तविक डिस्चार्ज क्षमता पर तापमान के प्रभाव का अध्ययन किया है, और विभिन्न तापमानों पर बैटरी की वास्तविक डिस्चार्ज क्षमता का मानक डिस्चार्ज क्षमता (25 डिग्री सेल्सियस पर 1C डिस्चार्ज) के अनुपात को रिकॉर्ड किया है।तापमान के साथ बैटरी क्षमता के परिवर्तन को फिट करने के लिए, हम प्राप्त करते हैं:

 

सी=(-5.06974)*exp(-T/55.90333)+14.03729,R^2-0.99784

 

सूत्र में: C बैटरी की क्षमता है;टी तापमान है;R2 फिटिंग का सहसंबंध गुणांक है।प्रयोगों से पता चला है कि कम तापमान पर बैटरी की क्षमता बहुत तेजी से घटती है, जबकि कमरे के तापमान के आसपास तापमान में वृद्धि के साथ क्षमता बढ़ जाती है।बैटरी क्षमता -40 डिग्री सेल्सियस पर नाममात्र मूल्य का केवल 1/3 है, जबकि 0 डिग्री सेल्सियस से 60 डिग्री सेल्सियस पर, बैटरी क्षमता नाममात्र क्षमता के 80% से बढ़कर 100% हो जाती है।

 

 

विश्लेषण का मानना ​​​​है कि कम तापमान पर ओमिक प्रतिरोध के परिवर्तन की दर उच्च तापमान की तुलना में अधिक है, जो इंगित करता है कि कम तापमान का बैटरी गतिविधि पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, जिससे बैटरी की निर्वहन क्षमता प्रभावित होती है।जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान ओमिक आंतरिक प्रतिरोध और ध्रुवीकरण आंतरिक प्रतिरोध दोनों कम हो जाते हैं।हालांकि, उच्च तापमान पर, बैटरी में रासायनिक प्रतिक्रियाओं का संतुलन और सामग्री की स्थिरता नष्ट हो जाएगी, और साइड प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं, जो बैटरी की क्षमता और आंतरिक प्रतिरोध को प्रभावित करेगी, जिसके परिणामस्वरूप छोटा चक्र जीवन और यहां तक ​​कि सुरक्षा भी कम हो जाएगी।

 

 

इसलिए, उच्च तापमान और निम्न तापमान दोनों लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी के प्रदर्शन और सेवा जीवन को प्रभावित करेंगे।वास्तविक कार्य प्रक्रिया में, बैटरी के थर्मल प्रबंधन को बढ़ाने जैसी विधियों का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाना चाहिए कि बैटरी उपयुक्त तापमान परिस्थितियों में काम करती है।बैटरी पैक पैक परीक्षण लिंक में, 25 डिग्री सेल्सियस पर एक निरंतर तापमान परीक्षण कक्ष स्थापित किया जा सकता है।

 

 

पांच, सारांश

 

 

 

इस पत्र में, लिथियम-आयन बैटरी पैक की वास्तविक स्थिति के साथ, डिस्चार्ज क्षमता को प्रभावित करने वाले कारकों का विश्लेषण और चर्चा की जाती है।अच्छा बैटरी पैक मिलान समूह स्थिरता बैटरी पैक निर्वहन प्रदर्शन और स्तर को साकार करने के लिए पूर्वापेक्षा है, आप समूह विधि से मेल खाने वाली गतिशील विशेषताओं के उपयोग का उल्लेख कर सकते हैं।यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रत्येक मोनोमर के एसओसी प्लेटफॉर्म डिस्चार्ज करने से पहले समान हैं, संतुलित चार्जिंग विधि का उपयोग करने के लिए चार्जिंग विधि की सिफारिश की जाती है।क्षमता और परीक्षण दक्षता दोनों को ध्यान में रखते हुए उपयुक्त निर्वहन दर चुनना आवश्यक है।बैटरी परीक्षण पर पर्यावरण का बहुत प्रभाव पड़ता है, इसलिए तापमान की स्थिति को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।