By hoppt
Kada se litijum-jonska baterija isprazni, njen radni napon se stalno menja tokom vremena. Radni napon baterije koristi se kao ordinata, vrijeme pražnjenja ili kapacitet, ili stanje napunjenosti (SOC), ili dubina pražnjenja (DOD) kao apscisa, a nacrtana kriva se naziva krivulja pražnjenja. Da bismo razumjeli karakterističnu krivu pražnjenja baterije, prvo moramo razumjeti napon baterije u principu.
Da bi reakcija elektroda formirala bateriju mora ispunjavati sljedeće uslove: proces gubljenja elektrona u kemijskoj reakciji (tj. proces oksidacije) i proces dobivanja elektrona (tj. proces redukcijske reakcije) moraju biti razdvojeni u dva različita područja, koja se razlikuje od opće redoks reakcije; redoks reakcija aktivne tvari dvije elektrode mora se prenositi vanjskim krugom, što se razlikuje od reakcije mikrobaterije u procesu korozije metala. Napon baterije je razlika potencijala između pozitivne i negativne elektrode. Specifični ključni parametri uključuju napon otvorenog kola, radni napon, prekidni napon punjenja i pražnjenja itd.
Potencijal elektrode se odnosi na uranjanje čvrstog materijala u otopinu elektrolita, pokazujući električni efekat, odnosno razliku potencijala između površine metala i otopine. Ova razlika potencijala naziva se potencijalom metala u otopini ili potencijalom elektrode. Ukratko, potencijal elektrode je sklonost jona ili atoma da stekne elektron.
Stoga, za određenu pozitivnu elektrodu ili negativnu elektrodu, kada se stavi u elektrolit s litijevom soli, njen elektrodni potencijal se izražava kao:
Gdje je φ c elektrodni potencijal ove tvari. Standardni potencijal vodikove elektrode postavljen je na 0.0V.
Elektromotorna sila baterije je teoretska vrijednost izračunata prema reakciji baterije termodinamičkom metodom, odnosno razlika između ravnotežnog elektrodnog potencijala baterije i pozitivne i negativne elektrode pri prekidu strujnog kola je maksimalna vrijednost da baterija može dati napon. Zapravo, pozitivna i negativna elektroda nisu nužno u stanju termodinamičke ravnoteže u elektrolitu, odnosno potencijal elektrode koji uspostavljaju pozitivne i negativne elektrode baterije u otopini elektrolita obično nije ravnotežni potencijal elektrode, tako da napon otvorenog kola baterije je generalno manji od njene elektromotorne sile. Za elektrodnu reakciju:
Uzimajući u obzir nestandardno stanje reaktantne komponente i aktivnost (ili koncentraciju) aktivne komponente tokom vremena, stvarni napon otvorenog kruga ćelije modificira se energetskom jednadžbom:
Gdje je R plinska konstanta, T je temperatura reakcije, a a aktivnost ili koncentracija komponente. Napon otvorenog kruga baterije ovisi o svojstvima materijala pozitivne i negativne elektrode, elektrolita i temperaturnih uvjeta, te je neovisan o geometriji i veličini baterije. Priprema materijala litijum-jonske elektrode u stup, a litijum metalni lim sastavljen u pola baterije dugmeta, može izmeriti materijal elektrode u različitim SOC stanju otvorenog napona, otvorena kriva napona je reakcija stanja napunjenosti materijala elektrode, otvoreni pad napona za skladištenje baterije, ali nije jako velik, ako je otvoreni pad napona prebrz ili je amplituda abnormalna pojava. Promjena površinskog stanja bipolarnih aktivnih supstanci i samopražnjenje baterije su glavni razlozi za smanjenje napona otvorenog kola u skladištu, uključujući promjenu sloja maske tablice materijala pozitivne i negativne elektrode; promjena potencijala uzrokovana termodinamičkom nestabilnošću elektrode, otapanjem i taloženjem metalnih stranih nečistoća i mikro kratkim spojem uzrokovanim dijafragmom između pozitivne i negativne elektrode. Kada litijum-jonska baterija stari, promena K vrednosti (pad napona) je proces formiranja i stabilnosti SEI filma na površini materijala elektrode. Ako je pad napona prevelik, unutra je mikrokratki spoj i baterija se procjenjuje kao nekvalificirana.
Kada struja prođe kroz elektrodu, pojava da elektroda odstupi od ravnotežnog potencijala elektrode naziva se polarizacija, a polarizacija stvara prenapona. Prema uzrocima polarizacije, polarizacija se može podijeliti na omsku polarizaciju, koncentracijsku polarizaciju i elektrohemijsku polarizaciju. Fig. 2 je tipična krivulja pražnjenja baterije i utjecaj različitih polarizacija na napon.
Slika 1. Tipična kriva pražnjenja i polarizacija
(1) Ohmska polarizacija: uzrokovana otporom svakog dijela baterije, vrijednost pada tlaka slijedi Ohmov zakon, struja se smanjuje, polarizacija se odmah smanjuje, a struja nestaje odmah nakon što prestane.
(2) Elektrohemijska polarizacija: polarizacija je uzrokovana sporom elektrohemijskom reakcijom na površini elektrode. Značajno se smanjio unutar mikrosekundnog nivoa kako struja postaje manja.
(3) Koncentracijska polarizacija: zbog usporavanja procesa difuzije jona u otopini, razlika koncentracije između površine elektrode i tijela otopine je polarizirana pod određenom strujom. Ova polarizacija se smanjuje ili nestaje kako se električna struja smanjuje u makroskopskim sekundama (od nekoliko sekundi do desetina sekundi).
Unutrašnji otpor baterije raste sa povećanjem struje pražnjenja baterije, što je uglavnom zato što velika struja pražnjenja povećava trend polarizacije baterije, a što je struja pražnjenja veća, to je očigledniji trend polarizacije, kao što je prikazano. na slici 2. Prema Ohmovom zakonu: V=E0-IRT, sa povećanjem unutrašnjeg ukupnog otpora RT, vrijeme potrebno da napon baterije dostigne granični napon pražnjenja se na odgovarajući način smanjuje, pa je i kapacitet oslobađanja smanjena.
Slika 2. Utjecaj gustine struje na polarizaciju
Litijum-jonska baterija je u suštini vrsta litijum-jonske koncentracijske baterije. Proces punjenja i pražnjenja litijum jonske baterije je proces ugradnje i uklanjanja litijum jona u pozitivne i negativne elektrode. Faktori koji utiču na polarizaciju litijum-jonskih baterija uključuju:
(1) Utjecaj elektrolita: niska provodljivost elektrolita je glavni razlog polarizacije litijum-jonskih baterija. U opštem temperaturnom opsegu, provodljivost elektrolita koji se koristi za litijum-jonske baterije je uglavnom samo 0.01~0.1S/cm, što je jedan procenat vodenog rastvora. Stoga, kada se litijum-jonske baterije prazne velikom strujom, prekasno je za nadopunjavanje Li + iz elektrolita i pojavit će se fenomen polarizacije. Poboljšanje provodljivosti elektrolita je ključni faktor za poboljšanje kapaciteta visokostrujnog pražnjenja litijum-jonskih baterija.
(2) Utjecaj pozitivnih i negativnih materijala: duži kanal pozitivnih i negativnih materijala difuziju velikih čestica litij jona na površinu, što ne pogoduje pražnjenju velike brzine.
(3) Provodnik agensa: sadržaj provodnog agensa je važan faktor koji utiče na performanse pražnjenja visokog omjera. Ako je sadržaj provodljivog agensa u katodnoj formuli nedovoljan, elektroni se ne mogu prenijeti na vrijeme kada se velika struja prazni, a unutrašnji otpor polarizacije brzo raste, tako da se napon baterije brzo smanjuje na napon prekida pražnjenja. .
(4) Utjecaj dizajna polova: debljina pola: u slučaju velikog strujnog pražnjenja, brzina reakcije aktivnih supstanci je vrlo brza, što zahtijeva da se litijum jon brzo ugradi i odvoji u materijalu. Ako je polna ploča debela i put difuzije litij jona se povećava, smjer debljine pola će proizvesti veliki gradijent koncentracije litij jona.
Gustoća zbijanja: gustoća sabijanja polnog lima je veća, pore postaju manje, a put kretanja litij jona u smjeru debljine polnog lima je duži. Osim toga, ako je gustoća zbijanja prevelika, kontaktna površina između materijala i elektrolita se smanjuje, mjesto reakcije elektrode se smanjuje, a unutarnji otpor baterije će se također povećati.
(5) Utjecaj SEI membrane: formiranje SEI membrane povećava otpor interfejsa elektroda/elektrolit, što rezultira histerezom napona ili polarizacijom.
Radni napon, također poznat kao krajnji napon, odnosi se na razliku potencijala između pozitivne i negativne elektrode baterije kada struja teče u krugu u radnom stanju. U radnom stanju pražnjenja baterije, kada struja teče kroz bateriju, otpor uzrokovan unutarnjim otporom treba savladati, što će uzrokovati pad tlaka i polarizaciju elektrode, tako da je radni napon uvijek niži od napona otvorenog kruga, a pri punjenju je krajnji napon uvijek veći od napona otvorenog kola. To jest, rezultat polarizacije čini krajnji napon pražnjenja baterije nižim od elektromotornog potencijala baterije, koji je veći od elektromotornog potencijala napunjene baterije.
Zbog postojanja fenomena polarizacije, trenutni napon i stvarni napon u procesu punjenja i pražnjenja. Prilikom punjenja, trenutni napon je nešto veći od stvarnog napona, polarizacija nestaje i napon opada kada se trenutni napon i stvarni napon smanje nakon pražnjenja.
Da sumiramo gornji opis, izraz je:
E +, E- - predstavljaju potencijale pozitivne i negativne elektrode, respektivno, E + 0 i E- -0 predstavljaju ravnotežni elektrodni potencijal pozitivne i negativne elektrode, respektivno, VR predstavlja napon omske polarizacije, a η + , η - -predstavljaju prepotencijal pozitivne i negativne elektrode, respektivno.
Nakon osnovnog razumijevanja napona baterije, počeli smo analizirati krivulju pražnjenja litijum-jonskih baterija. Kriva pražnjenja u osnovi odražava stanje elektrode, što je superpozicija promjena stanja pozitivne i negativne elektrode.
Krivulja napona litijum-jonskih baterija tokom procesa pražnjenja može se podeliti u tri faze
1) U početnoj fazi baterije, napon brzo opada, a što je veća brzina pražnjenja, to brže pada napon;
2) Napon baterije ulazi u fazu spore promjene, koja se naziva platforma baterije. Što je manja brzina pražnjenja,
Što je duže trajanje područja platforme, što je veći napon platforme, to je sporiji pad napona.
3) Kada se baterija skoro završi, napon punjenja baterije počinje naglo opadati sve dok se ne dostigne napon zaustavljanja pražnjenja.
Tokom testiranja postoje dva načina prikupljanja podataka
(1) Prikupiti podatke o struji, naponu i vremenu prema zadatom vremenskom intervalu Δ t;
(2) Prikupite podatke o struji, naponu i vremenu prema podešenoj razlici promjene napona Δ V. Preciznost opreme za punjenje i pražnjenje uglavnom uključuje tačnost struje, tačnost napona i vremensku preciznost. U tabeli 2 prikazani su parametri opreme određene mašine za punjenje i pražnjenje, pri čemu% FS predstavlja procenat punog opsega, a 0.05%RD se odnosi na izmerenu grešku u opsegu od 0.05% očitanja. Oprema za punjenje i pražnjenje općenito koristi CNC izvor konstantne struje umjesto otpora opterećenja za opterećenje, tako da izlazni napon baterije nema nikakve veze sa serijskim otporom ili parazitskim otporom u krugu, već samo povezan s naponom E i unutarnjim otporom r i struja kola I idealnog izvora napona koji je ekvivalentan bateriji. Ako se otpor koristi za opterećenje, postavite napon idealnog izvora napona ekvivalentne baterije na E, unutrašnji otpor je r, a otpor opterećenja R. Izmjerite napon na oba kraja otpora opterećenja sa naponom metar, kao što je prikazano na gornjoj slici na slici 6. Međutim, u praksi, u kolu postoje otpornost provodnika i otpor kontakta učvršćivača (ujednačeni parazitski otpor). Ekvivalentna shema kola prikazana na Sl. 3 prikazana je na sljedećoj slici Sl. 3. U praksi se neminovno unosi parazitski otpor, tako da ukupni otpor opterećenja postaje veliki, ali je izmjereni napon napon na oba kraja otpora opterećenja R, pa se unosi greška.
Slika 3 Osnovna blok dijagram i stvarni ekvivalentni dijagram strujnog kola metode otpornog pražnjenja
Kada se kao opterećenje koristi izvor konstantne struje sa strujom I1, shematski dijagram i stvarni ekvivalentni dijagram kola prikazani su na slici 7. E, I1 su konstantne vrijednosti, a r je konstantno određeno vrijeme.
Iz gornje formule možemo vidjeti da su dva napona A i B konstantna, odnosno izlazni napon baterije nije povezan sa veličinom serijskog otpora u petlji, i naravno, nema nikakve veze sa otpornošću parazita. Osim toga, način mjerenja sa četiri terminala može postići preciznije mjerenje izlaznog napona baterije.
Slika 4. Blok dijagram opreme i stvarni ekvivalentni dijagram opterećenja izvora konstantne struje
Istodobni izvor je uređaj za napajanje koji može osigurati konstantnu struju za opterećenje. I dalje može održavati izlaznu struju konstantnom kada eksterno napajanje fluktuira i karakteristike impedanse se mijenjaju.
Oprema za ispitivanje punjenja i pražnjenja općenito koristi poluvodički uređaj kao element protoka. Podešavanjem kontrolnog signala poluvodičkog uređaja, on može simulirati opterećenje različitih karakteristika kao što su konstantna struja, konstantan pritisak i konstantni otpor itd. Način ispitivanja pražnjenja litijum-jonske baterije uglavnom uključuje pražnjenje konstantnom strujom, pražnjenje konstantnog otpora, pražnjenje konstantne snage, itd. U svakom načinu pražnjenja, kontinuirano pražnjenje i intervalno pražnjenje se također mogu podijeliti, u kojima se prema dužini vremena, intervalno pražnjenje se može podijeliti na povremeno pražnjenje i pulsno pražnjenje. Tokom testa pražnjenja, baterija se prazni u skladu sa podešenim režimom rada, a prestaje da se prazni nakon dostizanja postavljenih uslova. Uslovi isključenja pražnjenja uključuju podešavanje isključenja napona, podešavanje vremenskog isključenja, podešavanje isključenja kapaciteta, podešavanje negativnog gradijenta napona, itd. Promjena napona pražnjenja baterije je povezana sa sistemom pražnjenja, tj. je, na promjenu krivulje pražnjenja također utiče sistem pražnjenja, uključujući: struju pražnjenja, temperaturu pražnjenja, napon završetka pražnjenja; povremeno ili kontinuirano pražnjenje. Što je struja pražnjenja veća, to brže pada radni napon; sa temperaturom pražnjenja, kriva pražnjenja se lagano mijenja.
(1) Pražnjenje konstantne struje
Prilikom pražnjenja konstantnom strujom postavlja se trenutna vrijednost, a zatim se trenutna vrijednost postiže podešavanjem CNC izvora konstantne struje, tako da se realizuje konstantno pražnjenje baterije. U isto vrijeme, krajnja promjena napona baterije se prikuplja kako bi se otkrile karakteristike pražnjenja baterije. Pražnjenje konstantnom strujom je pražnjenje iste struje pražnjenja, ali napon baterije nastavlja opadati, tako da snaga nastavlja opadati. Slika 5 je krivulja napona i struje pražnjenja konstantnom strujom litijum-jonskih baterija. Zbog konstantnog strujnog pražnjenja, vremenska os se lako pretvara u osu kapaciteta (proizvod struje i vremena). Slika 5 prikazuje krivu napon-kapacitet pri pražnjenju konstantne struje. Pražnjenje konstantnom strujom je najčešće korištena metoda pražnjenja u testovima litijum-jonskih baterija.
Slika 5 krive punjenja konstantnog napona i konstantne struje pražnjenja pri različitim stopama množenja
(2) Konstantno pražnjenje
Kada se konstantna snaga isprazni, prvo se postavlja vrijednost P konstantne snage, a skuplja se izlazni napon U baterije. U procesu pražnjenja P mora biti konstantan, ali se U stalno mijenja, pa je potrebno kontinuirano prilagođavati struju I CNC izvora konstantne struje prema formuli I = P/U da bi se postigla svrha konstantnog pražnjenja snage . Održavajte snagu pražnjenja nepromijenjenom, jer napon baterije nastavlja opadati tokom procesa pražnjenja, tako da struja u stalnom pražnjenju nastavlja rasti. Zbog konstantnog pražnjenja snage, vremenska koordinatna osa se lako pretvara u energetsku (proizvod snage i vremena) koordinatnu os.
Slika 6. Krive punjenja i pražnjenja konstantne snage pri različitim brzinama udvostručenja
Poređenje pražnjenja konstantnom strujom i pražnjenja konstantne struje
Slika 7: (a) dijagram kapaciteta punjenja i pražnjenja pri različitim omjerima; (b) kriva punjenja i pražnjenja
Na slici 7 prikazani su rezultati ispitivanja različitog omjera punjenja i pražnjenja u dva načina rada litijum-gvožđe-fosfatna baterija. Prema krivulji kapaciteta na Sl. 7 (a), s povećanjem struje punjenja i pražnjenja u režimu konstantne struje, stvarni kapacitet punjenja i pražnjenja baterije postupno se smanjuje, ali raspon promjene je relativno mali. Stvarni kapacitet punjenja i pražnjenja baterije postepeno se smanjuje sa povećanjem snage, a što je veći množitelj, to je kapacitet brži. Kapacitet pražnjenja od 1 h manji je od režima konstantnog protoka. Istovremeno, kada je brzina punjenja-pražnjenja niža od stope od 5 h, kapacitet baterije je veći u uslovima konstantne snage, dok je kapacitet baterije veći od brzine od 5 h veći u uslovima konstantne struje.
Sa slike 7 (b) prikazana je krivulja kapaciteta-napona, pod uvjetom niskog omjera, litij-željezo-fosfatna baterija dva načina krivulja kapaciteta-napona, a promjena platforme napona punjenja i pražnjenja nije velika, ali pod uvjetom visokog omjera, konstantna struja-konstantni napon način konstantnog napona vrijeme znatno duže, a napon punjenja platforme značajno povećan, napon pražnjenja platforme je značajno smanjen.
(3) Konstantan otpor pražnjenja
Prilikom pražnjenja konstantnog otpora, vrijednost konstantnog otpora R se prvo postavlja da prikupi izlazni napon baterije U. Tokom procesa pražnjenja, R mora biti konstantan, ali se U stalno mijenja, tako da struja I vrijednost CNC konstantne struje izvor treba stalno podešavati prema formuli I=U/R da bi se postigla svrha konstantnog otpora pražnjenja. Napon baterije se uvijek smanjuje u procesu pražnjenja, a otpor je isti, tako da je i struja pražnjenja I opadajući proces.
(4) Kontinuirano pražnjenje, povremeno pražnjenje i pulsno pražnjenje
Baterija se prazni konstantnom strujom, konstantnom snagom i konstantnim otporom, dok se pomoću funkcije vremena realizuje kontrola kontinuiranog pražnjenja, povremenog pražnjenja i pulsnog pražnjenja. Slika 11 prikazuje krivulje struje i krivulje napona tipičnog testa pulsnog punjenja/pražnjenja.
Slika 8 Strujne krive i krive napona za tipične testove pulsnog punjenja i pražnjenja
Kriva pražnjenja se odnosi na krivu napona, struje, kapaciteta i drugih promjena baterije tokom vremena tokom procesa pražnjenja. Informacije sadržane u krivulji punjenja i pražnjenja su vrlo bogate, uključujući kapacitet, energiju, radni napon i naponsku platformu, odnos između potencijala elektrode i stanja napunjenosti, itd. Glavni podaci zabilježeni tokom testa pražnjenja su vrijeme evolucija struje i napona. Mnogi parametri se mogu dobiti iz ovih osnovnih podataka. U nastavku su navedeni detalji koji se mogu dobiti pomoću krivulje pražnjenja.
(1) Napon
U testu pražnjenja litijum-jonske baterije, parametri napona uglavnom uključuju naponsku platformu, srednji napon, prosječni napon, napon prekida, itd. Napon platforme je odgovarajuća vrijednost napona kada je promjena napona minimalna, a promjena kapaciteta velika , koji se može dobiti iz vršne vrijednosti dQ / dV. Srednji napon je odgovarajuća vrijednost napona polovine kapaciteta baterije. Za materijale koji su očigledniji na platformi, kao što su litijum gvožđe fosfat i litijum titanat, srednji napon je napon platforme. Prosječni napon je efektivna površina krive napon-kapacitet (tj. energija pražnjenja baterije) podijeljena formulom za proračun kapaciteta je u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. Prekidni napon se odnosi na minimalni dozvoljeni napon kada se baterija isprazni. Ako je napon niži od napona prekida pražnjenja, napon na oba kraja baterije će brzo pasti, stvarajući prekomjerno pražnjenje. Prekomjerno pražnjenje može uzrokovati oštećenje aktivne tvari elektrode, izgubiti sposobnost reakcije i skratiti vijek trajanja baterije. Kao što je opisano u prvom dijelu, napon baterije povezan je sa stanjem napunjenosti materijala katode i potencijalom elektrode.
(2) Kapacitet i specifični kapacitet
Kapacitet baterije se odnosi na količinu električne energije koju baterija oslobađa pod određenim sistemom pražnjenja (pod određenom strujom pražnjenja I, temperaturom pražnjenja T, graničnim naponom pražnjenja V), što ukazuje na sposobnost baterije da skladišti energiju u Ah ili C Na kapacitet utiču mnogi elementi, kao što su struja pražnjenja, temperatura pražnjenja itd. Veličina kapaciteta je određena količinom aktivnih supstanci u pozitivnim i negativnim elektrodama.
Teoretski kapacitet: kapacitet koji daje aktivna supstanca u reakciji.
Stvarni kapacitet: stvarni kapacitet oslobođen pod određenim sistemom pražnjenja.
Nazivni kapacitet: odnosi se na minimalnu količinu energije koju garantuje baterija pod projektovanim uslovima pražnjenja.
U testu pražnjenja, kapacitet se izračunava integracijom struje tokom vremena, tj. C = I (t) dt, konstantna struja u t konstantnog pražnjenja, C = I (t) dt = I t; konstantni otpor R pražnjenje, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * out (u je prosječni napon pražnjenja, t je vrijeme pražnjenja).
Specifični kapacitet: Da bi se uporedile različite baterije, uvodi se koncept specifičnog kapaciteta. Specifični kapacitet se odnosi na kapacitet koji daje aktivna supstanca jedinične mase ili elektrode jedinice zapremine, koji se naziva maseni specifični kapacitet ili zapreminski specifični kapacitet. Uobičajena metoda izračuna je: specifični kapacitet = kapacitet prvog pražnjenja baterije / (masa aktivne tvari * stopa iskorištenja aktivne tvari)
Faktori koji utiču na kapacitet baterije:
a. Struja pražnjenja baterije: što je veća struja, izlazni kapacitet se smanjuje;
b. Temperatura pražnjenja baterije: kada se temperatura smanji, izlazni kapacitet se smanjuje;
c. Napon prekida pražnjenja baterije: vrijeme pražnjenja postavljeno materijalom elektrode i granica same reakcije elektrode je općenito 3.0 V ili 2.75 V.
d. Vrijeme punjenja i pražnjenja baterije: nakon višestrukog punjenja i pražnjenja baterije, zbog kvara materijala elektrode, baterija će moći smanjiti kapacitet pražnjenja baterije.
e. Uslovi punjenja baterije: brzina punjenja, temperatura, prekidni napon utiču na kapacitet baterije, čime se određuje kapacitet pražnjenja.
Metoda određivanja kapaciteta baterije:
Različite industrije imaju različite standarde ispitivanja u skladu sa radnim uslovima. Za litijum-jonske baterije za 3C proizvode, prema nacionalnom standardu GB / T18287-2000 Opšte specifikacije za litijum-jonske baterije za mobilne telefone, metoda testiranja nazivnog kapaciteta baterije je sledeća: a) punjenje: 0.2C5A punjenje; b) pražnjenje: 0.2C5A pražnjenje; c) pet ciklusa, od kojih je jedan kvalifikovan.
Za industriju električnih vozila, prema nacionalnom standardu GB / T 31486-2015 Zahtjevi električnih performansi i metode ispitivanja za napajanje baterija za električna vozila, nazivni kapacitet baterije odnosi se na kapacitet (Ah) koji oslobađa baterija na sobnoj temperaturi sa strujnim pražnjenjem 1I1 (A) kako bi se postigao napon završetka, u kojem je I1 struja pražnjenja brzine 1 sat, čija je vrijednost jednaka C1 (A). Metoda ispitivanja je:
A) Na sobnoj temperaturi, zaustavite konstantni napon pri punjenju konstantnom strujom punjenjem do napona završetka punjenja koji je odredilo preduzeće, i zaustavite punjenje kada struja završetka punjenja padne na 0.05I1 (A), i zadržite punjenje 1 h nakon punjenje.
Bb) Na sobnoj temperaturi, baterija se prazni strujom 1I1 (A) sve dok pražnjenje ne dostigne napon završetka pražnjenja koji je naveden u tehničkim uslovima preduzeća;
C) izmjereni kapacitet pražnjenja (mjeren Ah), izračunati specifičnu energiju pražnjenja (mjereno Wh/kg);
3 d) Ponovite korake a) -) c) 5 puta. Kada je ekstremna razlika od 3 uzastopna testa manja od 3% nazivnog kapaciteta, test se može završiti unaprijed i rezultati posljednja 3 testa mogu biti usrednjeni.
(3) Država zaduženja, SOC
SOC (State of Charge) je stanje napunjenosti, koje predstavlja odnos preostalog kapaciteta baterije i njenog potpunog stanja punjenja nakon određenog vremenskog perioda ili dugo vremena pod određenom brzinom pražnjenja. Metoda "napon otvorenog kruga + integracija po satu" koristi metodu napona otvorenog kruga za procjenu kapaciteta punjenja u početnom stanju baterije, a zatim koristi metodu integracije po satu kako bi se dobila snaga koju troši a. -metoda vremenske integracije. Potrošena snaga je proizvod struje pražnjenja i vremena pražnjenja, a preostala snaga jednaka je razlici između početne i potrošene snage. SOC matematička procjena između napona otvorenog kola i jednosatnog integrala je:
gdje je CN nazivni kapacitet; η je efikasnost punjenja i pražnjenja; T je temperatura upotrebe baterije; I je struja baterije; t je vrijeme pražnjenja baterije.
DOD (Depth of Discharge) je dubina pražnjenja, mjera stepena pražnjenja, što je postotak kapaciteta pražnjenja prema ukupnom kapacitetu pražnjenja. Dubina pražnjenja ima veliku vezu sa životnim vijekom baterije: što je dubina pražnjenja dublja, to je život kraći. Odnos je izračunat za SOC = 100% -DOD
4) Energija i specifična energija
Električna energija koju baterija može proizvesti vršeći vanjski rad pod određenim uvjetima naziva se energija baterije, a jedinica se općenito izražava u wh. U krivulji pražnjenja energija se izračunava na sljedeći način: W = U (t) * I (t) dt. Pri pražnjenju konstantne struje, W = I * U (t) dt = It * u (u je prosječni napon pražnjenja, t je vrijeme pražnjenja)
a. Teorijska energija
Proces pražnjenja akumulatora je u ravnotežnom stanju, a napon pražnjenja održava vrijednost elektromotorne sile (E), a stopa iskorištenja aktivne tvari je 100%. Pod ovim uslovom, izlazna energija baterije je teoretska energija, odnosno maksimalni rad koji izvrši reverzibilna baterija pod konstantnom temperaturom i pritiskom.
b. Stvarna energija
Stvarna izlazna energija pražnjenja baterije naziva se stvarna energija, propisi industrije električnih vozila ("GB / T 31486-2015 Zahtjevi za električne performanse baterije i metode ispitivanja za električna vozila"), baterija na sobnoj temperaturi sa 1I1 (A ) strujno pražnjenje, da bi se postigla energija (Wh) koju oslobađa završni napon, koja se naziva nazivna energija.
c. specifične energije
Energija koju daje baterija po jedinici mase i po jedinici zapremine naziva se masena specifična energija ili zapreminska specifična energija, koja se takođe naziva gustina energije. U jedinicama wh/kg ili wh/l.
Najosnovniji oblik krivulje pražnjenja je krivulja napon-vrijeme i trenutna vremenska kriva. Kroz transformaciju proračuna vremenske ose, zajednička kriva pražnjenja također ima krivu napon-kapacitet (specifični kapacitet), krivu napon-energija (specifična energija), krivulju napon-SOC i tako dalje.
(1) Napon-vrijeme i trenutna vremenska kriva
Slika 9 Krive napon-vrijeme i struja-vrijeme
(2) Kriva napon-kapacitet
Slika 10 Kriva napon-kapacitet
(3) Kriva napon-energija
Slika Slika 11. Kriva napon-energija
odgovorite u roku od 6 sati, sva pitanja su dobrodošla!
