Méthode de charge basée sur une batterie lithium-ion haute tension

2022/04/08

Auteur :Iflowpower –Fournisseur de centrales électriques portables

Les charges série générales chargent actuellement la charge des packs de batteries lithium-ion, qui est construite en série, ce qui doit être dû à la structure simple de la charge série, à faible coût, et plus facile à mettre en œuvre. Cependant, en raison des différences de capacité, de résistance interne, de caractéristiques d'atténuation, d'autodécharge entre les batteries au lithium-ion monomère, les cellules individuelles du bloc-batterie seront plus petites dans le bloc-batterie. Le premier grain, à ce moment, d'autres batteries n'ont pas produit d'électricité, si elles continuent à se charger, la batterie inerte au lithium-ion peut être surchargée.

La surcharge de la batterie lithium-ion endommagera gravement les performances de la batterie et peut même entraîner des blessures par explosion. Par conséquent, afin d'éviter la surcharge de la batterie lithium-ion monomère, la batterie lithium-ion est généralement équipée d'un système de gestion de batterie (BatteryManagementSystem, Abréviation BMS), contrôlant chaque batterie lithium-ion par système de gestion de batterie. Lorsque la charge est chargée, s'il y a une tension de batterie au lithium-ion unique pour atteindre la tension de protection de charge, le système de gestion de la batterie coupe l'ensemble du chargeur de série, arrête la charge et la batterie unique est en surcharge, ce qui entraînera d'autres Lithium La batterie ionique ne peut pas être inévitable.

Après des années de développement, les batteries lithium-ion dynamiques au lithium-phosphate de fer ont largement satisfait aux exigences des véhicules électriques, en particulier des voitures électriques pures en raison de leur haute sécurité, de leurs très bonnes performances de cycle et sont essentiellement disponibles. Conditions de traitement. Cependant, les performances de la batterie lithium-ion phosphate présentent une certaine différence par rapport aux autres batteries lithium-ion, notamment ses caractéristiques de tension et lithium manganate, batterie lithium-ion, etc.

Ce qui suit est une comparaison de la courbe de charge du phosphate de fer au lithium et de l'acide lithium-manganèse. La relation entre la désertification des ions lithium et la courbe de charge n'est pas difficile à voir sur le graphique de la figure ci-dessus. Lorsque la batterie lithium-ion du phosphate de lithium déborde, les ions lithium sont presque complètement éliminés de l'électrode positive à l'électrode négative, et la tension aux bornes de la batterie augmente rapidement, et la courbe de charge Le phénomène ascendant, qui entraînera la batterie à être facilement atteint la tension de protection de charge. Par conséquent, le phénomène de certaines batteries dans le bloc-batterie au lithium fer phosphate ionique est plus distinct.

De plus, bien que certains systèmes de gestion de batterie aient une égalisation, en raison de divers aspects de coût, de dissipation thermique, de fiabilité, le courant équilibré du système de gestion de batterie est généralement beaucoup plus petit que le courant de charge en série, de sorte que l'effet d'égalisation n'est pas très clair , il apparaîtra également que certaines batteries monomères sont insatisfaites, ce qui est plus distinct de la batterie lithium-ion pour être une charge à courant élevé, comme la batterie lithium-ion pour les véhicules électriques. Par exemple, une capacité de décharge de 100 est connectée en série pour constituer une batterie en série, mais si un groupe est défini, 99 batterie lithium-ion monomère charge 80ah, une autre batterie lithium-ion monomère charge 100ah, lorsque cette batterie est connectée en série, la batterie lithium-ion monomère dans laquelle la charge 100ah sera remplie, atteignant ainsi la tension de protection de charge, afin d'éviter que cette batterie lithium-ion monomère ne soit surchargée, le système de gestion de la batterie sera L'ensemble du chargeur de série est coupé, de sorte que d'autres 99 batteries ne peuvent pas déborder, de sorte que la capacité totale de décharge de la batterie n'est que de 80 Ah. Les fabricants de batteries générales testent la capacité lorsque la batterie est usine dans l'usine et que le débit constant est chargé et rechargé.

Ensuite, un courant constant est déchargé pour mesurer la capacité de décharge. La capacité de décharge générale est à peu près égale à la capacité de charge à courant constant plus la capacité de charge à pression constante. Dans la série de batteries réelle, il n'y a pas de processus de charge à tension constante dans la série de batteries, de sorte que la capacité de charge à tension constante ne le sera pas, la capacité de la batterie sera inférieure à la capacité de la batterie unique.

Plus le courant de charge est petit, plus la capacité de charge à tension constante est petite, plus la capacité de perte de la batterie est petite, de sorte que le système de gestion de la batterie et la machine de charge sont coordonnés avec le mode chargeable en série. Le système de gestion de la batterie et la coordination de la machine de charge avec le système de gestion du chargeur de série est le dispositif le plus complet pour les performances et l'état de la batterie, alors connectez le système de gestion de la batterie et le chargeur pour que la machine de charge fournisse des informations en temps réel sur la batterie. Il gère plus efficacement la batterie lorsque la batterie est chargée, et le schéma est le suivant.

Figure 3 Méthode d'intégration du système de batterie au lithium-ion Power Figure 4 Système de base du système de batterie au lithium-ion tels que la température, la tension de la batterie unique, le courant de fonctionnement de la batterie, la cohérence, etc.) pour surveiller et utiliser ces paramètres pour estimer le courant de charge maximal autorisé de la batterie actuelle ; pendant la charge, gestion de la batterie Le système et le chargeur sont liés pour réaliser le partage des données. Le système de gestion de la batterie transmet la tension totale, la tension de batterie unique la plus élevée, la température la plus élevée, l'élévation de température, la tension de charge maximale autorisée, le plus grand nombre de tension de batterie monomère et le courant de charge maximal autorisé à la machine de charge, et le chargeur peut être basé sur la batterie Gérer les alimentations du système change leurs stratégies de charge et les courants de sortie.

Lorsque le courant de charge maximal autorisé fourni par le système de gestion de batterie est élevé dans la capacité actuelle du chargeur, le chargeur est chargé en fonction du courant de sortie maximal ; lorsque la tension de la batterie, le système de gestion de la batterie peut tester et notifier rapidement la charge en temps réel. Sortie de courant de changement de machine ; lorsque le courant de charge est supérieur au courant de charge maximal autorisé, le chargeur commence à suivre le courant de charge maximal autorisé, ce qui protège efficacement la surcharge de la batterie et atteint l'objectif de prolonger la durée de vie de la batterie. Une fois le processus de charge terminé, le système de gestion de la batterie peut régler le courant de charge maximal autorisé sur 0, forçant la machine de charge à s'arrêter, à alerter en cas d'accident et à assurer la sécurité de la charge.

Dans ce mode de charge, les fonctions de gestion et de contrôle du système de gestion de la batterie peuvent être améliorées, et le chargeur peut modifier le courant de sortie en temps réel en fonction de l'état de la batterie et de toutes les batteries du bloc-batterie chaud, et optimiser mise en charge. La capacité de décharge réelle de la batterie est également supérieure à la méthode de charge en tandem générale, mais cette approche consiste à traiter certains des packs de batteries dans la batterie, en particulier lorsque le nombre de batteries, une batterie médiocre et un courant de charge important. temps. Charge parallèle pour résoudre certains des problèmes de certaines batteries monomères dans le bloc-batterie et développer une méthode de charge simultanée, le schéma est le suivant.

Figure 6 Connecté aux conférences mais simultanément avec plusieurs basses tensions, l'alimentation de charge à courant élevé est chargée pour chaque batterie, la présence est élevée, la fiabilité est faible, l'efficacité de charge est faible, la ligne de connexion est épaisse En attente de défauts, il n'y a pas une large gamme de méthodes de charge dans une large gamme. La charge en série à grand courant plus la charge en parallèle à petit courant est un certain problème en raison des trois méthodes de charge ci-dessus. J'ai développé une approche de charge des packs de batteries haute tension, en particulier des packs de batteries de véhicules électriques, c'est-à-dire des systèmes de gestion et de charge des batteries.

Coordination de la machine avec une série de petites charges de courant parallèles de la grande charge de courant plus une limite de pression constante, le schéma est illustré ci-dessous. Figure 7 Système de gestion de la batterie et coordination de la machine de charge avec charge en série et schéma de charge combiné . Bien sûr, si BMS ne peut pas communiquer et contrôler avec l'alimentation de charge parallèle, puisque la valeur de tension constante de l'alimentation de charge parallèle est généralement la même que la valeur de tension de la batterie lithium-ion monomère dans le bloc-batterie lithium-ion, il y a pas de problème de surcharge.

(2) Puisqu'il est possible d'effectuer une charge parallèle, pas de fiabilité, un circuit équilibré relativement élevé, et l'effet de charge est meilleur que la méthode de charge en série avec un circuit équilibré, et sa gestion de la maintenance est simple et facile. (3) Étant donné que le courant maximal de la charge en série est supérieur au courant de l'électricité convergée (généralement plus de 5 fois), il peut garantir que la capacité la plus élevée est chargée en un temps plus court, exerçant ainsi l'effet maximal de la charge en série . (4) Lors de la charge, l'ordre de charge en série et de charge parallèle et la quantité de l'alimentation de charge parallèle peuvent être flexibles, et la charge peut être effectuée simultanément ; il peut être chargé en parallèle, et il peut également être utilisé en charge parallèle ; ou utilisez une source d'alimentation à charge parallèle en fonction de la tension de la batterie.

La situation est actuellement chargée par la batterie la plus faible. (5) Avec le développement de la technologie, l'alimentation de charge parallèle peut être une alimentation de charge sans contact (alimentation de charge sans fil) ou une alimentation de cellule solaire, de sorte que la charge parallèle est simple. (6) Lorsque le nombre de batteries au lithium-ion monomère dans le bloc-batterie au lithium-ion peut diviser un bloc-batterie au lithium-ion en plusieurs modules de bloc-batterie au lithium-ion, et que la coordination du BMS et du chargeur est coordonnée avec le BMS et le chargeur.

La charge est chargée de manière à combiner une charge à faible courant basée sur le calibre d'une limitation de courant à tension constante. Il est souhaitable de réduire le nombre de batteries en série dans le bloc-batterie, et la cohérence entre les batteries monomères est relativement médiocre, ce qui entraîne un défaut de l'effet de charge du BMS et de la machine de charge pour coordonner l'effet de charge afin d'exercer BMS et chargeur. Coordonnez l'effet maximal du mode de charge de coordination.

Cette approche est particulièrement adaptée aux batteries haute tension constituées d'un système de module de batterie basse tension remplaçable rapidement (par exemple, 48 V), de sorte que la charge ou la réparation puisse être effectuée en parallèle avec la station de remplacement de la batterie ou la station de charge (l'utilisateur général charge généralement Can ne pas être utilisé en parallèle avec une charge parallèle, et est trié et ré-enrichi en fonction de la situation réelle.

La méthode de charge avec le système de gestion de la batterie et la coordination de la machine de charge avec la charge de courant majeure de la série et le débit limite de pression constant peuvent gérer efficacement la série de batteries lithium-ion avec la surcharge, le remplissage, l'insatisfaction, etc., et peuvent être gardées. l'alimentation de charge est élevée, la fiabilité est faible, l'efficacité de charge est faible, la ligne de connexion est épaisse, etc. est actuellement la plus appropriée pour les batteries haute tension, en particulier les batteries de véhicules électriques.

Conclusion La batterie lithium-ion est une alimentation idéale en raison de la tension de fonctionnement élevée, de la petite taille, de la qualité de la lumière, de l'absence d'effet mémoire, de l'absence de pollution, de l'autodécharge et de la longue durée de vie en circulation. En utilisation réelle, afin d'obtenir une tension de décharge plus élevée, au moins deux batteries lithium-ion monomères sont généralement formées en série avec des packs de batteries lithium-ion. À l'heure actuelle, les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans les ordinateurs portables, les vélos électriques, l'alimentation de secours et d'autres catégories.

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