Unsa ang mga kinaiya sa charge ug discharge?

Unsa ang mga kinaiya sa charge ug discharge?

Charge ugpaggawasmga kinaiya

Ang Lithium-ion nga mga baterya kasagarang naggamit ug duha ka-ang-ang nga paagi sa pag-charge aron masiguro ang kaluwasan, kasaligan, ug kaepektibo sa pag-charge. Ang una nga yugto mao ang kanunay nga kasamtangan nga adunay paglimite sa boltahe, ug ang ikaduha nga yugto mao ang kanunay nga boltahe nga adunay limitasyon sa karon. Ang pinakataas nga boltahe nga limitasyon para sa pag-charge sa lithium-ion nga baterya magkalahi depende sa cathode nga materyal. Ang sukaranang mga kurba sa boltahe sa pagkarga/pagdiskarga sa lithium-ion nga baterya gipakita sa Pigura 3-11. Ang mga kurba sa numero naggamit ug charge/discharge nga kasamtangan nga C/3. Alang sa lainlaing mga baterya sa lithium-ion, ang mga nag-unang kalainan duha ka pilo:

1) Ang kamalaumon nga kanunay nga karon nga kantidad alang sa una nga yugto magkalainlain depende sa materyal sa cathode sa baterya ug proseso sa paghimo. Sa kinatibuk-an, ang usa ka kasamtangan nga range sa 0.2C ngadto sa 0.3C gigamit. Sa mga kaso sa paspas nga pagkonsumo sa kuryente, ang 1C, 2C, o bisan ang mas taas nga rate mahimong magamit.

2) Ang lain-laing mga lithium-ion nga mga baterya nagpakitag mahinungdanong mga kalainan sa kanunay nga gidugayon sa kasamtangan, ug ang proporsiyon sa kapasidad nga ma-charge pinaagi sa kanunay nga kasamtangan ngadto sa kinatibuk-ang kapasidad magkalahi usab. Gikan sa panan-aw sa praktikal nga mga aplikasyon sa electric nga salakyanan, ang usa ka mas taas nga kanunay nga gidugayon sa karon nagresulta sa usa ka mas mubo nga total nga oras sa pag-charge, nga labi ka mapuslanon alang sa mga aplikasyon.

Lithium{0}}ion nga boltahe sa baterya lig-on ug hinay nga mous-os sa sayong bahin ug tunga-tunga nga mga yugto sa pag-discharge, apan paspas nga mous-os sa ulahing mga yugto, sama sa gipakita sa bahin DE sa Figure 3-11. Ang epektibo nga pagkontrol hinungdanon sa kini nga yugto aron malikayan ang sobra nga pag-discharge ug dili mabalik nga kadaot sa baterya.

Mga hinungdan nga nakaapekto sa mga kinaiya sa pag-charge

(1) Epekto sapag-charge sa kasamtangansa mga kinaiya sa pag-charge Ang pagkuha sa usa ka NCM lithium-ion nga baterya nga adunay gimarkahan nga kapasidad nga 242A·h isip pananglitan, ubos sa kondisyon sa SOC=0% ug kanunay nga temperatura nga 20℃, lain-laing mga rate sa pag-charge ang gigamit alang sa pag-charge. Ang mga resulta sa parameter gipakita sa Table 3-1 ug ang charging curve gipakita sa Figure 3-12.

Talaan 3-1 Mga Parameter sa Pag-charge alang sa Nagkalainlain nga Rate sa Pag-charge

① CC, Kanunay nga Current; CV, Kanunay nga Boltahe.

Ingon sa gipakita sa Talaan 3-1, ang kanunay nga kasamtangan nga oras anam-anam nga mokunhod uban ang pagtaas sa pag-charge sa kasamtangan, ug ang kapasidad ug kusog nga mahimong ma-charge ubos sa kanunay nga kasamtangan usab anam-anam nga pagkunhod. Gikuha ang kapasidad sa pag-charge ug pagdiskarga nga 1/2 (ie, SOC=50%) isip sumbanan, ang gikinahanglan nga oras sa pag-charge mokunhod uban ang pagtaas sa kasamtangan nga pag-charge; ang oras nga gikinahanglan alang sa 0.1C mao ang gibana-bana nga 5 ka beses kaysa sa 0.5C. Ubos niini nga kondisyon, ang kasamtangan nga kalainan alang sa padayon nga pag-charge gamay ra, busa ang oras sa pag-charge alang sa katapusang 30A·h dili kaayo lahi. Busa, sa sulod sa gitugotan nga pag-charge sa baterya, ang pagdugang sa pag-charge sa kasamtangan, bisan kung ang pagkunhod sa kapasidad ug kusog nga mahimong ma-charge ubos sa kanunay nga kasamtangan, makatabang sa pagpakunhod sa kinatibuk-ang oras sa pag-charge. Sa praktikal nga mga aplikasyon sa battery pack, ang pinakataas nga gitugot nga pag-charge sa kasamtangan sa lithium-ion nga baterya mahimong magamit alang sa pag-charge, ug human sa pagkab-ot sa boltahe nga limitasyon, ang kanunay nga pag-charge sa boltahe mahimong ipahigayon. Gipamub-an niini ang oras sa pag-charge samtang gisiguro ang kaluwasan sa pag-charge. Bisan pa, ang pagdugang sa karon nga pag-charge magdala usab sa pagtaas sa pagkawala sa enerhiya tungod sa internal nga pagsukol sa baterya. Ang enerhiya nga gigamit sa internal nga pagsukol gikalkulo sumala sa equation (3-4).

Diin ang E mao ang enerhiya nga gigamit sa internal nga pagsukol;

r mao ang internal nga pagsukol sa baterya;

t mao ang baryable sa oras sa pag-charge;

Ako ang nag-charge nga sulog;

Ang t₁ ug t₂ mao ang mga oras sa pagsugod ug pagtapos sa pag-charge.

Gipakita sa halapad nga pagsulay nga ang internal nga pagsukol sa mga baterya sa lithium-ion nausab sulod sa 0.4 mΩ atol sa pag-charge. Busa, ang equation (3-4) nagpakita nga ang konsumo sa enerhiya tungod sa internal nga pagsukol sa baterya sa esensya may kalabutan sa linya sa oras sa pag-charge, apan quadratically nga may kalabutan sa pag-charge karon. Atol sa kanunay nga kasamtangan nga pag-charge nga yugto, ang gidak-on sa pag-charge sa kasamtangan mao ang nag-unang hinungdan nga nag-impluwensya sa internal nga pagsukol sa pagkonsumo sa enerhiya; ang usa ka mas taas nga pag-charge karon moresulta sa mas dako nga konsumo sa enerhiya. Atol sa kanunay nga boltahe, ubos nga karon nga yugto, ang oras sa pag-charge nahimong panguna nga hinungdan nga nag-impluwensya sa internal nga pagsukol sa pagkonsumo sa enerhiya; ang mas taas nga oras sa pag-charge moresulta sa mas dako nga konsumo sa enerhiya. Gikonsiderar ang tibuuk nga proseso sa pag-charge, tungod kay ang karon nga pag-charge adunay usa ka quadratic nga relasyon sa pagkonsumo sa enerhiya sa internal nga resistensya ug mao ang panguna nga hinungdan nga nakaapekto niini, ang usa ka mas taas nga karon nga pag-charge nagresulta sa labi ka daghang pagkonsumo sa enerhiya sa internal nga pagsukol. Sa praktikal nga mga aplikasyon sa baterya, ang usa ka angay nga pag-charge sa karon kinahanglan nga pilion pinaagi sa komprehensibo nga pagkonsiderar sa oras ug kahusayan sa pag-charge.

(2) Epekto sa Depth of Discharge sa Charging Characteristics Ubos sa kanunay nga temperatura nga 20 degree, usa ka discharge test ang gihimo sa NCM lithium-ion nga baterya nga adunay gi-rate nga kapasidad nga 66.2 A·h. Ang baterya gi-discharge sa gikusgon nga 0.5C ngadto sa lain-laing depths of discharge (DOD) (10%→100%), katumbas sa State of Charge (SOC) nga 90%→0%. Ang datos sa boltahe, kasamtangan, ug kapasidad natala atol sa proseso sa pagdiskarga. Human sa pagpahulay sulod sa 60 minutos, ang baterya gi-charge sa gikusgon nga 0.5C (CC). Sa diha nga ang cutoff boltahe naabot, ang pag-charge mode gibalhin ngadto sa kanunay nga boltahe (CV). Sa diha nga ang kasamtangan nga ubos pa kay sa 0.05C, ang proseso mihunong, ug boltahe, kasamtangan, ug kapasidad data natala. Ang may kalabotan nga datos gipakita sa Talaan 3-2. Ang pag-charge sa kasamtangan nga mga kurba sa lithium-ion nga baterya ubos sa nagkalainlain nga giladmon sa mga kondisyon sa pag-discharge gipakita sa Figure 3-13.

Talaan 3-2 Mga Parameter sa Pagsulay sa Pag-charge sa Lainlaing Giladmon sa Pagdiskarga

① Equal-Capacity Charged Energy: Energy charged under the same SOC change (eg, 10%). Pananglitan: kung ang kapasidad sa pag-charge sa 90% DOD kay 30W·h, ang patas nga-kapasidad nga gi-charge nga enerhiya kay 30W·h; kung ang kapasidad sa pag-charge sa 80% DOD kay 50W·h, ang patas nga{11}}kapasidad nga gi-charge nga enerhiya kay 25W·h.

② Parehas nga-Kapasidad nga Na-discharge nga Enerhiya: Enerhiya nga na-discharge ubos sa samang pagbag-o sa SOC (pananglitan, 10%).

③ Average nga Oras sa Pag-charge kada Kapasidad sa Yunit / min: Oras sa Pag-charge / Kapasidad sa Pag-charge.

Gikan sa Table 3-2 ug Figure 3-13, ang mosunod nga mga konklusyon mahimong makuha:

1) Uban sa nagkadako nga giladmon sa pag-discharge, ang oras sa pag-charge nagdugang, apan ang kasagaran nga oras sa pag-charge kada yunit nga kapasidad mikunhod, nagpasabut nga ang pagtaas sa oras sa pag-charge dili proporsyonal sa giladmon sa pag-discharge.

2) Uban sa nagkadako nga giladmon sa pag-discharge, ang proporsyon sa kanunay nga kasamtangan nga oras sa pag-charge ngadto sa kinatibuk-ang oras sa pag-charge nagdugang, ug ang proporsyon sa kanunay nga kasamtangan nga kapasidad sa pag-charge sa gikinahanglan nga kapasidad sa pag-charge. Sa pagkatinuod, kini nga mga kinaiya nag-una tungod sa duha ka mga hinungdan: una, ang usa ka mas lawom nga giladmon sa pag-discharge nagkinahanglan og mas taas nga panahon aron hingpit nga ma-charge ang baterya; ikaduha, ang usa ka mas lawom nga giladmon sa pag-discharge katumbas sa usa ka ubos nga boltahe range, nga miresulta sa gamay nga enerhiya nga gikarga ngadto sa baterya ubos sa sama nga kasamtangan ug sa pag-charge sa panahon nga kondisyon.

(3) Impluwensya sa Temperatura sa Mga Kinaiya sa Pag-charge Ang Lithium{1}}ion nga mga baterya gi-charge ubos sa lain-laing temperatura sa palibot. Pagkuha ug 66.2 A·h NCM lithium-ion nga baterya isip usa ka pananglitan, usa ka kanunay nga paagi sa paglimita sa boltahe ug boltahe ang gigamit. Ang mga parametro sa pag-charge gitala uban ang limitasyon sa kasamtangan nga pag-charge kay 1.3 A ug 3.3 A, sama sa gipakita sa Talaan 3-3. Ubos sa samang discharge nga kasamtangan, ang boltahe sa baterya makasinati og usa ka mahait nga pagtulo, sama sa gipakita sa Figure 3-13. Apan, tungod kay ang boltahe nagpabilin nga medyo taas, ang discharge energy taas gihapon. Sa inisyal nga yugto sa pag-discharge, ang enerhiya nga gigamit sa internal nga resistensya sa baterya nagdugang sa temperatura sa baterya, nagpalambo sa kalihokan sa mga aktibong materyales sa lithium-ion nga baterya, ug nagpataas sa boltahe sa baterya, sa ingon nagdugang sa enerhiya nga mahimong buhian. Sa tunga-tunga ug sa ulahi nga mga yugto sa pag-discharge, ang boltahe sa baterya mikunhod, ug ang enerhiya nga gipagawas matag yunit sa oras mikunhod sumala niana.

Sa parehas nga temperatura ug sa parehas nga boltahe sa pagtapos sa pagdiskarga, lainlain nga mga agos sa pagtapos sa pagdiskarga moresulta sa mga kalainan sa kapasidad ug kusog nga gipagawas. Kasagaran, ubos sa normal nga kondisyon sa temperatura, mas ubos ang kasamtangan, mas dako ang kapasidad ug kusog nga gipagawas. Sama sa eksperimento sa discharge nga gihisgutan sa ibabaw, ang 0.2C nagpagawas sa 3.2% nga dugang nga kapasidad ug kusog kaysa 1C.