غالبًا ما يتسبب عدم الاتساق بين البطاريات المفردة في حدوث مشكلات مثل الاضمحلال السريع للسعة وقصر العمر أثناء دورة حزم البطاريات. يعد تحسين اتساق البطاريات ذا أهمية كبيرة لنشر واستخدام بطاريات الليثيوم أيون .

1 تحليل عدم الاتساق
تعريف عدم الاتساق يعني

عدم اتساق حزمة بطارية الليثيوم أيون أنه بعد أن تتكون البطارية المفردة من نفس المواصفات والطراز من حزمة البطارية، والجهد، والسعة، والمقاومة الداخلية، والعمر، وتأثير درجة الحرارة، والتفريغ الذاتي معدل وغيرها من المعالم مختلفة. بعد تصنيع البطارية الواحدة، يكون للأداء الأولي نفسه اختلافات معينة. ومع استخدام البطارية، تستمر فروق الأداء هذه في التراكم، ولأن بيئة الاستخدام لكل بطارية منفردة في مجموعة البطارية ليست متماثلة تمامًا، فإنها تؤدي أيضًا إلى التضخيم التدريجي لعدم تناسق البطارية الفردية، مما يؤدي إلى تسارع إضعاف أداء البطارية، ويؤدي في النهاية إلى فشل حزمة البطارية مبكرًا.

أداء غير متناسق

يتجلى عدم اتساق بطاريات الليثيوم أيون بشكل رئيسي في جانبين: الاختلاف في معلمات أداء البطارية (سعة البطارية، والمقاومة الداخلية، ومعدل التفريغ الذاتي، وما إلى ذلك) والاختلاف في حالة شحن البطارية (SOC).

2 أسباب عدم الاتساق

هناك أسباب عديدة لعدم اتساق بطاريات الليثيوم أيون، خاصة أثناء عملية التصنيع والاستخدام. كل جزء من عملية التصنيع، مثل توحيد العجينة أثناء الخلط، والتحكم في كثافة السطح والتوتر السطحي أثناء الطلاء، سوف يسبب اختلافًا في أداء بطارية واحدة.

3 طرق لتحسين اتساق البطارية
التحكم في عملية الإنتاج

يتم التحكم في عملية الإنتاج بشكل أساسي من جانبين المواد الخام وتكنولوجيا الإنتاج. فيما يتعلق بالمواد الخام، حاول اختيار نفس الدفعة من المواد الخام لضمان اتساق حجم جسيمات المادة الخام وأدائها. يجب تنظيم عملية الإنتاج بشكل صارم لعملية الإنتاج بأكملها، مثل التأكد من تحريك الملاط بالتساوي، وعدم وضعه لفترة طويلة، والتحكم في سرعة آلة الطلاء لضمان سمك الطلاء وتوحيده، وفحص المظهر لوحة القطب، وتقسيم الوزن، والتحكم في كمية حقن السائل وتكوينه، وفصل الحجم، وظروف التخزين، وما إلى ذلك.

التحكم في عملية التجميع

يشير التحكم في عملية التجميع بشكل أساسي إلى فرز البطارية، حيث تعتمد حزمة البطارية مواصفات ونموذجًا موحدًا للبطارية، ويتم قياس جهد البطارية وقدرتها ومقاومتها الداخلية وما إلى ذلك لضمان اتساق الأداء الأولي. من البطارية.


التحكم في عمليات الاستخدام والصيانة

مراقبة البطارية في الوقت الحقيقي. يمكن أن يضمن فحص اتساق البطارية أثناء التجميع اتساق حزمة البطارية في الاستخدام الأولي. إذا كنت تريد فهم تناسق البطارية أثناء الاستخدام، فأنت بحاجة إلى مراقبة البطارية في الوقت الفعلي. يمكن أن يؤدي تعديل أو استبدال بطارية المعلمة القصوى في الوقت المناسب من خلال المراقبة في الوقت الفعلي إلى ضمان التشغيل الحميد لحزمة البطارية.

تم تقديم نظام إدارة متوازن. تتم إدارة البطارية بذكاء من خلال استراتيجية التوازن المناسبة ودائرة التوازن. في الوقت الحاضر، تشمل سياسات الموازنة المشتركة سياسات الموازنة القائمة على الجهد الخارجي، وسياسات الموازنة القائمة على SOC وسياسات الموازنة القائمة على القدرات. يمكن تقسيم دائرة التوازن إلى توازن سلبي وتوازن نشط وفقًا لوضع استهلاك الطاقة. من بينها، يمكن للمعادلة النشطة تحقيق تدفق الطاقة بدون فقدان بين البطاريات، وهو محور البحث في الداخل والخارج. تتضمن الطرق المستخدمة بشكل شائع في المعادلة النشطة طريقة تجاوز البطارية، وطريقة تبديل السعة، وطريقة الحث المحول، وطريقة تحويل التيار المستمر/التيار المستمر، وما إلى ذلك.

الإدارة الحرارية للبطاريات. بالإضافة إلى الحفاظ على درجة حرارة عمل حزمة البطارية ضمن النطاق الأمثل قدر الإمكان، يجب أن تحاول الإدارة الحرارية للبطارية أيضًا ضمان اتساق ظروف درجة الحرارة بين البطاريات، وذلك لضمان اتساق البطارية بشكل فعال. الأداء بين البطاريات. اعتماد استراتيجية مراقبة معقولة. عندما تسمح طاقة الخرج، قلل من عمق تفريغ البطارية، وتجنب الشحن الزائد للبطارية، مما قد يؤدي إلى إطالة عمر دورة حزمة البطارية. تعزيز صيانة حزمة البطارية. في فترة زمنية معينة، يتم شحن حزمة البطارية للصيانة الحالية الصغيرة، وإيلاء الاهتمام للتنظيف.

4. طريقة تجميع بطارية ليثيوم أيون
طريقة تجميع الجهد

يمكن تقسيم طريقة تخصيص الجهد إلى طريقة تخصيص الجهد الثابت وطريقة تخصيص الجهد الديناميكي. تسمى طريقة تجميع الجهد الثابت أيضًا طريقة تجميع عدم التحميل، بدون تحميل، مع الأخذ في الاعتبار فقط البطارية نفسها، وقياس معدل التفريغ الذاتي للبطارية المفردة التي تم فحصها والمخزنة في حالة الشحن الكامل بعد الوقوف لعدة عقود وجهد الدائرة المفتوحة البطارية في فترات تخزين مختلفة في حالة الشحن الكامل، وهذه الطريقة هي الأسهل في التشغيل، ولكنها ليست دقيقة. طريقة تجميع الجهد الديناميكي ليست دقيقة لأنها لا تأخذ في الاعتبار تغير الحمل وعوامل أخرى.

طريقة تخصيص السعة الثابتة:

يتم شحن البطارية وتفريغها في ظل الظروف المحددة، ويتم حساب السعة من خلال تيار التفريغ ووقت التفريغ، ويتم تجميع البطارية وفقًا للسعة. هذه الطريقة بسيطة وممكنة، ولكنها لا تعكس نفس سعة البطارية إلا في ظل ظروف محددة، ولا يمكنها تفسير خصائص العمل الكاملة للبطارية، ولها قيود معينة.

طريقة مجموعة المقاومة الداخلية

يتم أخذ المقاومة الداخلية لبطارية واحدة في الاعتبار بشكل أساسي. يمكن لهذه الطريقة أن تحقق قياسًا سريعًا، ولكن نظرًا لأن المقاومة الداخلية للبطارية تتغير مع عملية التفريغ، فمن الصعب قياس المقاومة الداخلية بدقة.

طريقة التجميع متعددة المعلمات

في نفس الوقت، مع الأخذ في الاعتبار السعة والمقاومة الداخلية والجهد ومعدل التفريغ الذاتي والظروف الخارجية الأخرى، يمكن فرز البطارية بتناسق جيد. ومع ذلك، فإن فرضية هذه الطريقة هي أن فرز المعلمة الفردية يجب أن يكون دقيقًا، وأن يكون الوقت طويلًا جدًا.

طريقة تجميع الخصائص الديناميكية

تستخدم طريقة تجميع الخصائص الديناميكية منحنى خاصية الشحن والتفريغ للبطارية لفرز البطارية للتجميع. يمكن أن يعكس منحنى الشحن والتفريغ معظم خصائص البطارية، ويمكن أن تضمن طريقة الجمع بين الخصائص الديناميكية اتساق مؤشرات الأداء المختلفة للبطارية. تحتوي طريقة تجميع الخصائص الديناميكية على الكثير من البيانات وعادة ما يتم تنفيذها بواسطة برنامج كمبيوتر. بالإضافة إلى ذلك، يتم تقليل الاستخدام المشترك للبطارية بهذه الطريقة، وهو ما لا يؤدي إلى تقليل تكلفة مجموعة البطارية. يعد تحديد المنحنى القياسي أو المنحنى المرجعي أيضًا نقطة صعبة في تنفيذه.