Schnelllademethode zum Laden von Lithiumbatterien

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1 Wie kann ich beim Laden "Schnellladen" aufrufen? Wir laden den grundlegenden Reiz auf: 1) Das Laden ist schnell; 2) Beeinträchtigt nicht die Lebensdauer meiner Batterie; 3) Versuchen Sie, Geld zu sparen, wie viel elektrische Ladung freigesetzt wird, versuchen Sie, sie in meine Batterie zu laden. Wie schnell kann man also schnell anrufen? Es gibt keine Standardliteratur, die spezifische Werte angibt. Wir werden vorübergehend auf die Anzahl der Schwellenwerte verwiesen, die in der gängigsten Subventionsrichtlinie erwähnt werden. Die folgende Tabelle zeigt den Förderstandard für Personenkraftwagen mit neuer Energie für das Jahr 2017.

Es ist ersichtlich, dass der Einstiegspegel für die Schnellladung 3C beträgt. Tatsächlich gibt es in der Fördernorm für Personenkraftwagen keine Reflexionspflicht. Aus den Propagandamaterialien der allgemeinen Personenkraftwagen geht hervor, dass jeder in der Regel zu 80 % befüllt werden kann und als Schnellladung genutzt werden kann, und dafür wird geworben.

Damit dürfte der Pkw 1.6c der Einstiegs-Charge-Referenzwert sein. Nach dieser Idee ist die Aktion zu 80 % 15 Minuten voll, was 3 entspricht.

2C. 2 Engpass beim Schnellladen? In diesem Zusammenhang verfolgen die relevanten Parteien physische Themen, darunter Batterien, Ladegeräte und Stromverteilungseinrichtungen. Wir diskutieren über das Schnellladen und denken sofort, dass es Probleme mit der Batterie geben wird.

Tatsächlich gibt es noch vor den Problemen mit der Batterie zunächst Probleme mit dem Ladegerät und den Verteilungsleitungen. Wir haben die Ladesäule von TSLA erwähnt, sie heißt Super-Ladesäule und hat eine Leistung von 120 kW. Entsprechend den Parametern von Tslamodels85D, 96S75P, 232.

5 Ah, die höchste 403 V, 1,6 C entspricht der maximalen Bedarfsleistung von 149,9 kW.

Hier ist zu sehen, dass es sich um einen Test der Ladestation des Elektromotors handelt, 1,6 C oder 30 Minuten. Gemäß den nationalen Normen ist es nicht zulässig, die Ladestation direkt in das ursprüngliche Stromnetz des Hauses einzubinden.

1 schnell gefüllter Stapel verbrauchte mehr Strom als ein Dutzend Haushalte. Daher muss für die Ladestation jeweils ein eigener 10-kV-Transformator installiert werden, und im Verteilungsnetz einer Region muss keine neue 10-kV-Umspannstation installiert werden. Dann hieß es, die Batterie.

Ob die Batterie den Ladeanforderungen von 1,6 C oder 3,2 C standhält, kann aus zwei Perspektiven betrachtet werden: Makro und Mikro.

3 Das Thema der Schnellladetheorie der Schnellladetheorie wird „Makrofähige Schnellladetheorie“ genannt, da die Schnellladekapazität der Batterie direkt von der Art, Mikrostruktur und den Elektrolytbestandteilen des internen positiven und negativen Elektrodenmaterials von Lithium-Ionen-Batterien bestimmt wird. Additive, Membraneigenschaften usw., der Inhalt dieser Mikroebenen wird vorübergehend auf der Außenseite der Batterie platziert, um das schnelle Laden von Lithium-Ionen-Batterien zu beobachten.

Vorhandensein des besten Ladestroms bei Lithium-Ionen-Batterien. Der US-Wissenschaftler Jamas schlug 1972 vor, dass die Batterie während des Ladens die beste Ladekurve aufweist, und sein Mas San-Gesetz. Es ist zu beachten, dass diese Theorie für Blei-Säure-Batterien vorgeschlagen wurde. Sie definiert die Randbedingung des maximal zulässigen Ladestroms als das Auftreten einer kleinen Nebenmenge. Offensichtlich ist diese Bedingung und der spezifische Reaktionstyp. Aber das System hat die beste Lösung, aber es ist ein Rätsel, was es ist. Insbesondere für Lithium-Ionen-Batterien kann die Definition der Randbedingungen ihres maximal zulässigen Stroms von Bedeutung sein.

Basierend auf den Schlussfolgerungen einiger Forschungsliteratur ist sein optimaler Wert immer noch ein Kurventrend, der dem Gesetz ähnelt. Es ist anzumerken, dass die maximalen Randbedingungen der Lithium-Ionen-Batterie neben den Faktoren des Lithium-Ionen-Batteriemonomers und den Faktoren auf Systemebene, wie beispielsweise der Wärmeableitungsfähigkeit, auch von dem maximal zulässigen Ladestrom des Systems abhängen. Auf dieser Grundlage werden wir dann die Diskussion fortsetzen.

Beschreibung der Formel von Maszer: i = i0 * e ^ αt; I0 ​​ist der anfängliche Ladestrom der Batterie; α ist eine Ladeakzeptanzrate; T ist die Ladezeit. Der Wert von I0 und α und der Batterietyp, die Struktur und neu und alt. In dieser Phase ist die Erforschung von Batterielademethoden auf Grundlage einer optimalen Ladekurve wichtig.

Wie in der Abbildung unten gezeigt, kann die Laderate nicht nur nicht erhöht werden, wenn der Ladestrom diese optimale Ladekurve überschreitet, sondern es erhöht sich auch die Kapazität der Batterie. Liegt er unter dieser optimalen Ladekurve, schadet dies der Batterie zwar nicht, verlängert jedoch die Ladezeit und verringert die Ladeeffizienz. Die Ausarbeitung dieser Theorie umfasst drei Ebenen, die für Masz-Reisen gelten: 1. Bei jedem gegebenen Entladestrom ist der Strom, den die Batterieladungen in der Batterie verursachen, umgekehrt proportional zur Kapazität von α und der Batteriekapazität. 2. Bei jeder gegebenen Entlademenge ist α und der Entladestrom ID proportional. 3. Die Batterie wird mit unterschiedlichen Entladeraten entladen und ihr maximal zulässiger Ladestrom IT (akzeptable Kapazität) ist die Summe der zulässigen Ladeströme bei jeder Entladerate. Der obige Satz ist auch die Quelle des Konzepts der Ladeakzeptanzfähigkeit.

Verstehen Sie zunächst, was Ladeakzeptanz ist. Ich habe einen Kreis gefunden und die einheitliche offizielle Bedeutung nicht erkannt. Nach Ihrem eigenen Verständnis ist die Ladeakzeptanzfähigkeit der maximale Strom, mit dem ein Akku bei einer bestimmten Ladungsmenge unter bestimmten Umgebungsbedingungen geladen werden kann.

Akzeptable Auswirkungen bedeuten, dass keine unerwünschten Nebenwirkungen auftreten und dass es keine negativen Auswirkungen auf die Lebensdauer und Leistung der Batterie gibt. Verstehen Sie außerdem die drei Gesetze. Das erste Gesetz besagt, dass nach dem Entladen der Batterie die Ladeakzeptanzfähigkeit und die aktuelle Strommenge unterschiedlich sind. Je niedriger die Ladung, desto höher die Ladeakzeptanzfähigkeit.

Das zweite Gesetz besagt, dass während des Ladens eine Impulsentladung dazu beitragen kann, dass die Batterie ihren Echtzeit-Annahmestromwert verbessert. Das dritte Gesetz besagt, dass die Ladeakzeptanzfähigkeit durch die Vorlade- und Entladesituation vor dem Laden überlagert wird. Wenn das Mas auch für Lithium-Ionen-Batterien geeignet ist, ist das umgekehrte Impulsladen (der genaue Name ist im Folgenden Reflex-Schnellladeverfahren) neben der Ansicht der Polarisation, die zur Unterdrückung des Temperaturanstiegs hilfreich ist, auch aktiv. Unterstützung für Pulsmethoden.

Darüber hinaus handelt es sich tatsächlich um eine intelligente Lademethode, d. h., der Ladestromwert wird aufgrund der Mascus-Kurve der Lithium-Ionen-Batterie immer angepasst, sodass die Ladeeffizienz innerhalb der Sicherheitsgrenzen maximiert wird. 4 gängige Schnelllademethoden Es gibt viele verschiedene Lademethoden für Lithium-Ionen-Akkus. Für Schnellladeanforderungen sind Impulsladen, Reflexladen und intelligentes Laden wichtige Methoden. Die für verschiedene Batterietypen geltenden Lademethoden sind nicht genau gleich und in diesem Abschnitt werden keine spezifischen Unterscheidungen vorgenommen.

Impulsladen Dies ist ein Impulslademodus aus der Literatur, und die Impulsphase wird nach dem Ladekontakt bereitgestellt und die obere Grenzspannung beträgt 4,2 V und liegt kontinuierlich über 4,2 V.

Erwähnen Sie nicht die Rationalität der spezifischen Parametereinstellungen, da es bei verschiedenen Chargentypen Unterschiede gibt. Wir achten auf den Puls-Implementierungsprozess. Unten sehen Sie eine Impulsladekurve. Dabei ist es wichtig, drei Phasen einzubeziehen: Vorladung, Konstantstromladung und Impulsladung.

Laden der Batterie mit konstantem Strom Beim Konstantstromladen wird ein Teil der Energie in das Innere der Batterie übertragen. Wenn die Batteriespannung auf die obere Grenzspannung (4,2 V) ansteigt, wechseln Sie in den Impulslademodus: Laden Sie die Batterie mit einem Impulsstrom von 1 C.

Die Batteriespannung wird während einer konstanten Ladezeit Tc kontinuierlich erhöht und fällt langsam ab, wenn der Ladevorgang beendet wird. Wenn die Batteriespannung auf die obere Grenzspannung (4,2 V) abfällt, wird die Batterie mit dem gleichen Stromwert geladen und der nächste Ladezyklus gestartet, bis die Batterie wieder voll ist.

Während des Impulsladevorgangs verlangsamt sich die Geschwindigkeit der Batteriespannung allmählich und die Stoppzeit T0 wird lang. Wenn der Ladearbeitszyklus mit konstantem Strom nur 5 % bis 10 % beträgt, wird davon ausgegangen, dass die Batterie voll ist und der Ladevorgang beendet ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Lademethoden kann beim Impulsladen mit einem hohen Strom geladen werden. Die Konzentration der Batterie in der Stopperbatterie und die ohmsche Polarisation werden eliminiert, sodass die nächste Laderunde reibungsloser verläuft und die Ladegeschwindigkeit hoch ist. Die Temperatur ist niedrig, was sich auf die Batterielebensdauer auswirkt. Daher wird es derzeit häufig verwendet.

Die Nachteile liegen jedoch auf der Hand: Die Stromversorgung verfügt über eine Funktion mit begrenztem Strom, was die Kosten der Impulslademethode zusätzlich erhöht. Intermittierendes Ladeverfahren, Lithium-Ionen-Akku, intermittierendes Laden, intermittierendes Stromverfahren und intermittierendes Laden mit variabler Spannung. 1) Die Änderung der intermittierenden Transistream-Übertragungsmethode wird von Professor Chen Gongjia von der Universität Xiamen vorgeschlagen.

Es ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ladung mit konstantem Strom auf einen begrenzten Strom umgestellt wird. Wie in der Abbildung unten gezeigt, erfolgt die erste Phase der Änderung der Änderung zuerst, und die Batterie wird mit einem großen Stromwert geladen. Wenn die Batteriespannung die Abschaltspannung V0 erreicht, wird der Ladevorgang gestoppt.

Zu diesem Zeitpunkt ist die Batteriespannung stark gesunken. Nach einer Stoppzeit wird der Ladevorgang durch Reduzierung des Ladestroms fortgesetzt. Wenn die Batteriespannung auf die Abschaltspannung V0 angehoben wird, wird der Ladevorgang gestoppt, sodass der Ladestrom während der Erholungszeit (im Allgemeinen etwa das 3- bis 4-fache) den eingestellten Abschaltstromwert reduziert.

Dann beginnt die Ladephase mit konstanter Spannung und lädt die Batterie, bis der Ladestrom auf die untere Grenze sinkt, der Ladevorgang ist beendet. Der Hauptvorteil der Stromänderung - die Ladungsänderung wird durch die intermittierende Funktionsweise mit allmählich abnehmendem Strom erhöht, d. h. der Ladevorgang wird beschleunigt und die Ladezeit verkürzt. Allerdings ist dieser Lademodusschaltkreis komplizierter und teurer und wird normalerweise nur beim Schnellladen mit hoher Leistung berücksichtigt.

2) Aufgrund der Änderung der Elektrizitätsänderung kommt es zu einer Änderung der strombeständigen intermittierenden Ladung. Der Unterschied zwischen den beiden besteht im Ladevorgang der ersten Stufe, bei dem der intermittierende Durchfluss auf intermittierend geändert wird. Vergleichen Sie die obigen Ansichten (a) und (b), um zu sehen, dass die intermittierende Ladung mit konstantem Druck eher der Ladekurve des besten Ladevorgangs entspricht.

In jeder Ladephase mit konstanter Spannung wird der Ladestrom aufgrund der konstanten Spannung natürlich entsprechend dem Indexgesetz verringert und die Stromaufnahmerate der Batterie nimmt beim Laden allmählich ab. REFLEX-Schnellladeverfahren Reflex-Schnellladeverfahren, auch Reflexionsladeverfahren oder „Schnarch“-Ladeverfahren genannt. Jeder Arbeitszyklus dieser Methode umfasst Vorwärtsladung, Rückwärts-Sofortentladung und drei Phasen.

Es löst die Batteriepolarisation weitgehend und beschleunigt die Ladegeschwindigkeit. Eine Rückwärtsentladung verkürzt jedoch die Lebensdauer der Lithium-Ionen-Batterie. Wie in der Abbildung oben gezeigt, beträgt in jedem Ladezyklus die aktuelle Ladezeit von 2C 10 Sekunden TC und dann TR1 von 0.

5 s, die Rückwärtsentladezeit beträgt 1 s TD, die Stoppzeit beträgt 0,5 s TR2, jeder Ladezyklus dauert 12 s. Beim Laden wird der Ladestrom allmählich kleiner.

Die intelligente Lademethode ist derzeit eine fortschrittlichere Lademethode. Wie in der folgenden Abbildung gezeigt, besteht das wichtige Prinzip darin, die DU/DT- und DI/DT-Steuerungstechnologie anzuwenden. Durch die Überprüfung der Batteriespannung und der Strominkremente wird die Batterie geladen, die dynamische Verfolgung des akzeptablen Ladestroms der Batterie macht den Ladestrom von Anfang an akzeptabel.

Solche intelligenten Methoden werden im Allgemeinen mit fortschrittlicher Algorithmustechnologie wie neuronalen Netzwerken und Fuzzy-Steuerung kombiniert und ermöglichen eine automatische Optimierung des Systems. 5 Lademodus Die experimentellen Daten, die die Laderate beeinflussen, werden mit der Konstantstrom-Lademethode und einer Rückimpulsladung verglichen. Beim Konstantstromladen wird die Batterie während des gesamten Ladevorgangs mit einem konstanten Strom geladen.

Beim Laden mit konstantem Strom kann ein hoher Ladestrom erreicht werden, mit der Zeit tritt jedoch allmählich ein Polarisationswiderstand auf, der mehr Energie hinzufügt, wodurch mehr Energie erhitzt und verbraucht wird und die Batterietemperatur allmählich ansteigt. Vergleich der Impulslademethode für Konstantstromladen und Impulsladen ist ein kurzer Rückladestrom nach einer Ladeperiode. Die Grundform ist wie unten dargestellt.

Beim Ladevorgang werden vorübergehende Entladeimpulse verstärkt und Depolarisation eingesetzt, wodurch die Auswirkungen des Polarisationswiderstands während des Ladevorgangs verringert werden. In Studien wurde insbesondere die Wirkung des Impulsladens und des Ladens mit konstantem Strom verglichen. Nehmen Sie den Durchschnittsstrom von 1c, 2c, 3c und 4c (c steht für den Nennkapazitätswert der Batterie), die in 4 Sätzen von Vergleichsversuchen verwendet wurden.

Die Menge an Energie, die freigesetzt wird, nachdem der Akku mit Strom versorgt wurde. Die Abbildung zeigt den Strom- und batterieseitigen Spannungsverlauf des gepulsten Stroms bei einem Ladestrom von 2C. Tabelle 1 enthält die Daten eines Impulsladeexperiments mit konstantem Durchfluss.

Die Impulsperiode beträgt 1 s, die positive Impulszeit beträgt 0,9 s, die negative Impulszeit beträgt 0,1 s.

ICHAV ist der durchschnittliche Ladestrom, QIN ist die Ladung, qo ist die Entladeleistung, η ist der Wirkungsgrad. Aus den experimentellen Ergebnissen in der obigen Tabelle geht hervor, dass der Wirkungsgrad beim Konstantstromladen und beim Impulsladen ungefähre Werte sind. Der Impuls ist etwas niedriger als der Konstantstrommodus, aber die Gesamtstromversorgung der Batterie ist deutlich höher als im Konstantstrommodus. 6 Unterschiedliche Impulsarbeitszyklen beeinflussen das Impulsladen. Die Entladezeit bei negativem Strom ist langsam, es gibt einen bestimmten Effekt, und je länger die Entladezeit ist, desto langsamer wird das Laden; wenn die Einheit leer ist, wird sie geladen, desto länger ist die Entladezeit. Wie aus der folgenden Tabelle ersichtlich ist, haben unterschiedliche Einschaltdauern einen deutlichen Einfluss auf die Effizienz und die zugelassene Elektrizität, der numerische Unterschied ist jedoch nicht sehr groß.

Und damit verbunden gibt es zwei wichtige Parameter: Ladezeit und Temperatur werden nicht angezeigt. Daher ist die Auswahl der Impulsladung der kontinuierlichen Konstantstromladung vorzuziehen. Bei der spezifischen Wahl des Arbeitszyklus müssen Sie sich auf den Temperaturanstieg und den Ladezeitbedarf konzentrieren. Referenz 1 Wang Fei, Lithium-Lithium-Eisen und ternäre Materialien und kapazitive Ladungsverbundelektrode aufgrund der Funkladeeigenschaften von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen; 3 He Qiusheng, Zusammenfassung der Ladetechnologie für Lithium-Ionen-Batterien.