Liczba wyświetleń:0 Autor:Edytuj tę stronę Wysłany: 2024-04-18 Źródło:Ta strona
W artykule pokrótce przedstawiono 8 ważnych parametrów powszechnie stosowanych w bateriach litowych nowej energii.
To parametr, na który wszyscy zwracają większą uwagę. Pojemność baterii jest jednym z ważnych wskaźników wydajności służących do pomiaru wydajności baterii.Wskazuje ilość energii elektrycznej uwolnionej przez akumulator w określonych warunkach (szybkość rozładowania, temperatura, napięcie końcowe itp.), to znaczy pojemność akumulatora, zwykle wyrażaną w amperogodzinach (w skrócie, w A·H oznacza 1A· h=3600C).Na przykład, jeśli akumulator ma napięcie 48 V 200 Ah, oznacza to, że akumulator może przechowywać 48 V * 200 Ah = 9,6 kWh, czyli 9,6 kilowatogodzin energii elektrycznej.Pojemność akumulatora dzieli się na pojemność rzeczywistą, pojemność teoretyczną i pojemność znamionową w zależności od różnych warunków.
Rzeczywista pojemność odnosi się do ilości energii elektrycznej, którą akumulator może dostarczyć w określonym trybie rozładowania (określona temperatura, określona gęstość prądu i napięcie końcowe).Rzeczywista pojemność na ogół nie jest równa pojemności znamionowej i jest bezpośrednio powiązana z temperaturą, wilgotnością, szybkością ładowania i rozładowywania itp. W normalnych okolicznościach rzeczywista pojemność jest mniejsza niż pojemność znamionowa, a czasem nawet znacznie mniejsza niż pojemność znamionowa ;pojemność teoretyczna odnosi się do ilości energii elektrycznej wydzielanej przez wszystkie materiały aktywne biorące udział w reakcji akumulatora.Oznacza to pojemność w najbardziej idealnych warunkach;
Pojemność znamionowa odnosi się do mocy silnika lub urządzenia elektrycznego wskazanej na tabliczce znamionowej, która może pracować przez długi czas w znamionowych warunkach pracy.Zwykle odnosi się to do mocy pozornej transformatora, mocy czynnej silnika oraz mocy pozornej lub mocy biernej sprzętu do modulacji fazy.Jednostki to VA, kVA, MVA;w zastosowaniu rozmiar geometryczny, napięcie końcowe, temperatura i szybkość rozładowania płytki itp. będą miały wpływ na pojemność akumulatora.Na przykład podczas północnej zimy, jeśli korzystasz z telefonu komórkowego na zewnątrz, pojemność baterii szybko spada.
Gęstość energii, czyli gęstość energii akumulatora, to stosunek energii, jaką można naładować, do masy lub objętości nośnika energii dla danego urządzenia magazynującego energię elektrochemiczną.Pierwsza nazywa się „masową gęstością energii”, a druga „objętościową gęstością energii”.Jednostki to odpowiednio watogodzina/kg, Wh/kg i watogodzina/litr Wh/L.Moc jest tutaj całką pojemności (Ah) i napięcia roboczego (V), o których mowa powyżej.W zastosowaniu wskaźnik gęstości energii jest bardziej pouczający niż pojemność.
Na podstawie prądu technologia akumulatorów litowo-jonowych, osiągalny poziom gęstości energii wynosi około 100 ~ 200 Wh/kg, co jest nadal stosunkowo niskim poziomem i w wielu sytuacjach staje się wąskim gardłem w stosowaniu akumulatorów litowo-jonowych.Problem ten występuje także w obszarze pojazdów elektrycznych.Gdy objętość i masa są ściśle ograniczone, gęstość energii akumulatora określa maksymalny zasięg pojedynczego pojazdu elektrycznego, dlatego pojawił się unikalny termin „niepokój związany z zasięgiem”..Jeśli pojedynczy zasięg pojazdów elektrycznych ma osiągnąć 500 kilometrów (podobnie jak w przypadku tradycyjnych pojazdów napędzanych paliwem), gęstość energii ogniw akumulatora musi sięgać ponad 300 Wh/kg.
Poprawa gęstości energii akumulatorów litowo-jonowych jest procesem powolnym, znacznie krótszym niż prawo Moore'a obowiązujące w branży układów scalonych.Doprowadziło to do powstania luki nożycowej pomiędzy poprawą wydajności produktów elektronicznych a poprawą gęstości energii baterii, która z biegiem czasu stale rośnie.zwiększać.
Szybkość ładowania i rozładowania jest miarą prędkości ładowania. Wskaźnik ten wpływa na prąd ciągły i szczytowy akumulatora litowo-jonowego podczas jego pracy.Jego jednostką jest zazwyczaj C (skrót od współczynnika C), np. 1/10C, 1/5C, 1C, 5C, 10C itd. Na przykład pojemność znamionowa akumulatora wynosi 20Ah, a jeśli jego znamionowe ładowanie i rozładowywanie szybkość ładowania wynosi 0,5C, oznacza to, że akumulator może być wielokrotnie ładowany i rozładowywany prądem o wartości 20Ah*0,5C=10A, aż do napięcia odcięcia ładowania lub rozładowywania..Jeżeli maksymalna szybkość rozładowania wynosi 10°C przy 10 s, a maksymalna szybkość ładowania wynosi 5°C przy 10 s, wówczas akumulator można rozładować prądem 200 A przez 10 sekund i ładować prądem 100 A przez 10 sekund.
Im bardziej szczegółowy jest zdefiniowany wskaźnik szybkości ładowania i rozładowania, tym większe znaczenie wytycznych dla stosowania.W szczególności akumulatory litowo-jonowe, które są wykorzystywane jako źródła zasilania pojazdów elektrycznych, muszą mieć określone wskaźniki ciągłe i częstości impulsów w różnych warunkach temperaturowych, aby zapewnić, że akumulatory litowo-jonowe będą wykorzystywane w rozsądnym zakresie.
Napięcie akumulatora litowo-jonowego obejmuje napięcie obwodu otwartego, napięcie robocze, napięcie odcięcia ładowania, napięcie odcięcia rozładowania i inne parametry.
Napięcie obwodu otwartego oznacza, że różnica potencjałów między elektrodą dodatnią i ujemną akumulatora jest mierzona bez zewnętrznego obciążenia lub zasilania.Jest to napięcie obwodu otwartego akumulatora.
Napięcie robocze to zmierzona różnica potencjałów między elektrodą dodatnią i ujemną, gdy akumulator jest podłączony do zewnętrznego obciążenia lub źródła zasilania.Gdy akumulator jest w stanie roboczym i przepływa przez niego prąd.The napięcie robocze jest powiązany ze składem obwodu i stanem pracy sprzętu i ma zmienną wartość.Ogólnie rzecz biorąc, ze względu na istnienie rezystancji wewnętrznej akumulatora, napięcie robocze w stanie rozładowania jest niższe niż napięcie w obwodzie otwartym, a napięcie robocze w stanie ładowania jest wyższe niż napięcie w obwodzie otwartym.
Napięcie odcięcia ładowania/rozładowania odnosi się do najwyższego i najniższego napięcia roboczego, jakie akumulator może osiągnąć.Przekroczenie tego limitu spowoduje nieodwracalne uszkodzenie akumulatora, prowadzące do zmniejszenia jego wydajności, a w poważnych przypadkach nawet do pożaru, eksplozji i innych wypadków związanych z bezpieczeństwem.
Głębokość rozładowania odnosi się do procentu rozładowania akumulatora w stosunku do jego pojemności znamionowej.Głębokość rozładowania akumulatorów o płytkim cyklu nie powinna przekraczać 25%, natomiast akumulatory o głębokim cyklu mogą rozładować 80% ładunku.Akumulator rozpoczyna rozładowywanie przy górnym napięciu granicznym i kończy przy dolnym napięciu granicznym.Zdefiniuj całą rozładowaną moc jako 100%.Standard baterii 80% DOD oznacza, że 80% mocy jest rozładowane.Na przykład początkowe SOC wynosi 100% i zatrzymuję się, gdy osiągnie 20%.To jest 80% DOD.
Żywotność akumulatorów litowo-jonowych będzie się stopniowo zmniejszać w miarę użytkowania i przechowywania, a wydajność będzie bardziej oczywista.Wciąż biorąc za przykład smartfony, po pewnym czasie użytkowania telefonu komórkowego można wyraźnie odczuć, że bateria telefonu komórkowego jest „niewytrzymała”.Początkowo można go ładować tylko raz dziennie, ale później może zaistnieć potrzeba ładowania dwa razy dziennie.Oznacza to, że żywotność baterii stale maleje.manifestacja.
The żywotność akumulatorów litowo-jonowych dzieli się na dwa parametry: cykl życia i czas życia kalendarza.Cykl życia jest zazwyczaj wyrażany w jednostkach razy, co oznacza, ile razy akumulator może być ładowany i rozładowywany.Oczywiście są tu pewne warunki.Ogólnie rzecz biorąc, w idealnej temperaturze i wilgotności głębokie ładowanie i rozładowywanie (80% DOD) odbywa się przy znamionowym prądzie ładowania i rozładowywania, a następnie obliczany jest cykl występujący, gdy pojemność akumulatora spada do 20% pojemności znamionowej.częstotliwość.Definicja życia kalendarzowego jest bardziej skomplikowana.Akumulatora nie zawsze można ładować i rozładowywać, przechowywać i składować, ani też nie zawsze znajdować się w idealnych warunkach środowiskowych.Będzie doświadczał różnych warunków temperatury i wilgotności, a szybkości ładowania i rozładowania również cały czas się zmieniają, więc w rzeczywistości żywotność wymaga symulacji i testowania.Mówiąc najprościej, żywotność kalendarzowa to czas, w którym akumulator osiągnie koniec okresu eksploatacji (taki jak spadek pojemności do 20%) w określonych warunkach użytkowania i warunkach środowiska użytkowania.Żywotność kalendarza jest ściśle powiązana ze specyficznymi wymaganiami użytkowania i zwykle konieczne jest określenie konkretnych warunków użytkowania, warunków środowiskowych, przerw w przechowywaniu itp. Żywotność kalendarza jest bardziej praktyczna niż trwałość cyklu, ale ponieważ obliczenie żywotności kalendarza jest bardzo skomplikowane i wymaga zbyt długi, producenci akumulatorów zazwyczaj podają jedynie dane dotyczące żywotności cyklu.Jeśli potrzebujesz danych dotyczących życia kalendarza, zwykle musisz zapłacić dodatkowo i długo czekać.
Wewnętrzna rezystancja akumulatora litowo-jonowego odnosi się do oporu prądu przepływającego przez wnętrze akumulatora podczas jego pracy.Obejmuje rezystancję wewnętrzną omową i rezystancję wewnętrzną polaryzacji.Wewnętrzna rezystancja polaryzacji obejmuje również rezystancję wewnętrzną polaryzacji elektrochemicznej i elektrodę różnicy stężeń.Zmniejsz opór wewnętrzny.
Oporność wewnętrzna omowa składa się z materiałów elektrod, elektrolitów, rezystancji membrany i rezystancji styków różnych części.Opór wewnętrzny polaryzacji odnosi się do rezystancji spowodowanej polaryzacją podczas reakcji elektrochemicznych, w tym rezystancji spowodowanej polaryzacją bieguna elektrochemicznego i polaryzacją stężeniową.
Jednostką rezystancji wewnętrznej są zazwyczaj miliomy (mΩ).Baterie o dużej rezystancji wewnętrznej będą zużywać dużą moc wewnętrzną i wytwarzać duże ciepło podczas ładowania i rozładowywania, co spowoduje przyspieszone starzenie się i skrócenie żywotności baterii litowo-jonowych, a także ograniczy wysoką prędkość.zastosowań związanych z ładowaniem i rozładowywaniem.Dlatego im mniejszy jest opór wewnętrzny, tym lepsza będzie żywotność i wydajność akumulatora litowo-jonowego.
Samorozładowanie to zjawisko polegające na utracie mocy akumulatora, jeśli pozostaje on bezczynny przez dłuższy czas.Po umieszczeniu akumulatora jego pojemność stale maleje.Tempo spadku pojemności nazywane jest współczynnikiem samorozładowania i jest zwykle wyrażane w procentach: %/miesiąc.Samorozładowanie to coś, czego nie chcemy widzieć.W pełni naładowany akumulator będzie miał znacznie mniej energii po kilkumiesięcznym przechowywaniu, dlatego mamy nadzieję, że stopień samorozładowania akumulatorów litowo-jonowych będzie możliwie najniższy.Należy tu zwrócić szczególną uwagę.Kiedyś samorozładowanie akumulatora litowo-jonowego powoduje nadmierne rozładowanie akumulatora, skutki są zwykle nieodwracalne.Nawet jeśli zostanie naładowany, dostępna pojemność akumulatora zostanie znacznie utracona, a jego żywotność szybko się zmniejszy.Dlatego też, jeśli akumulator litowo-jonowy nie jest używany przez dłuższy czas, należy go regularnie ładować, aby uniknąć nadmiernego rozładowania na skutek samorozładowania, które znacząco wpłynie na jego wydajność.
Ze względu na charakterystykę wewnętrznych materiałów chemicznych akumulatorów litowo-jonowych, akumulatory litowo-jonowe charakteryzują się rozsądnym zakresem temperatur pracy (typowe dane wynoszą od -20°C do 60°C).Użycie wykraczające poza rozsądny zakres może mieć wpływ na wydajność akumulatora litowo-jonowego.wywołać większy wpływ.
Baterie litowo-jonowe wykonane z różnych materiałów mają różne zakresy temperatur pracy.Niektóre mają dobrą wydajność w wysokich temperaturach, podczas gdy inne mogą przystosować się do warunków w niskich temperaturach.Napięcie robocze, pojemność, szybkość ładowania i rozładowywania oraz inne parametry akumulatorów litowo-jonowych będą się bardzo znacząco zmieniać wraz ze zmianami temperatury.Długotrwałe użytkowanie w wysokich lub niskich temperaturach również przyspieszy żywotność akumulatorów litowo-jonowych.Dlatego wysiłki zmierzające do stworzenia odpowiedniego zakresu temperatur roboczych mogą zmaksymalizować wydajność akumulatorów litowo-jonowych.Oprócz dopuszczalnej temperatury roboczej ściśle ograniczona jest również temperatura przechowywania akumulatorów litowo-jonowych.Długotrwałe przechowywanie w wysokiej lub niskiej temperaturze będzie miało nieodwracalny wpływ na wydajność baterii.
