リチウム電池の充電急速充電方法

Auctor Iflowpower - Dostawca przenośnych stacji zasilania

1 充電時に「急速充電」とはどう言うのですか? 充電の基本的な魅力は、1) 充電が速い、2) バッテリー寿命に影響を与えない、3) お金を節約し、どれだけの電荷が放出され、バッテリーに充電されるかです。 では、どのくらい早く電話をかけることができるのでしょうか? 具体的な値を示す標準的な文献はありませんが、最も人気のある補助金政策に記載されているしきい値の数を暫定的に参照します。 下表は2017年度新エネルギー乗用車補助金基準です。

急速充電エントリーレベルは3Cであることがわかります。 実は、乗用車に対する補助金基準には反映要件がありません。 一般乗用車の宣伝資料から、一般的に80％まで充電でき、急速充電として使用できることが宣伝されていることがわかります。

そうすると、乗用車 1.6c がエントリーレベルの充電基準値になります。 この考え方によれば、プロモーションは 80% 満点の 15 分、つまり 3 に相当します。

2C. 2 急速充電のボトルネックは？ この文脈では、関係者はバッテリー、充電器、配電設備などの物理的な主題に従います。 バッテリーに問題が発生することを真っ先に考えて、急速充電について議論します。

実は、バッテリーに問題が起きる前に、まず充電機と配電線に問題があります。 先ほどお話ししたTSLAの充電スタンドはスーパー充電スタンドと呼ばれ、出力は120KWです。 Tslamodels85D、96S75P、232のパラメータによると。

5ah、最高403V、1.6Cは最大需要電力149.9kWに相当します。

ここから、電気モーターの充電パイル、1.6C または 30 分のテストがあることがわかります。 国家規格では、充電ステーションを元の住宅電力網に直接設置することは許可されていません。

1台の急速満杯杭の使用電力は、10数世帯の電力を上回りました。 したがって、両方の充電ステーションは個別に 10kV 変圧器を設置する必要があり、地域の配電ネットワークには新しい量の 10kV 変電所はありません。 それからバッテリーは言いました。

バッテリーが 1.6C または 3.2C の充電要件を満たすことができるかどうかは、マクロとミクロの 2 つの観点から見ることができます。

3 急速充電理論の主題は「マクロ的急速充電理論」と呼ばれています。これは、バッテリーの急速充電容量がリチウムイオンバッテリーの内部正極と負極材料の性質、微細構造、電解質成分によって直接決定されるためです。 添加剤、ダイヤフラム特性など、これらの含有量は微量レベルで、私たちは一時的にバッテリーの外側に配置し、リチウムイオンバッテリーの急速充電を見ています。

リチウムイオン電池の存在、最高の充電電流 1972 年に米国の科学者ジャマスは、電池は充電時に最高の充電曲線を持ち、彼のマスサンの法則を提唱しました。注目すべきは、この理論が鉛蓄電池に提唱され、最大許容充電電流の境界条件を定義していることです。少量の側面の出現は、明らかにこの条件と特定の反応タイプです。 しかし、システムには最善の解決策がありますが、それが何であるかは疑問です。 特にリチウムイオン電池の場合、最大許容電流の境界条件を定義することは意味を持ちます。

いくつかの研究文献の結論に基づくと、その最適値は依然として法則に類似した曲線傾向です。 注目すべきは、リチウムイオン電池の最大境界条件は、リチウムイオン電池モノマーの要因に加えて、放熱能力などのシステムレベルの要因によっても異なり、システムの最大許容充電電流も異なるということです。 それではこれを基に議論を進めていきます。

Maszerの公式の説明：i = i0 * e ^ αt; I0はバッテリーの初期充電電流、αは充電受け入れ率、Tは充電時間です。 I0とαの値とバッテリーの種類、構造、新旧。 この段階では、最適な充電曲線に基づいたバッテリー充電方法の研究が重要です。

下の図に示すように、充電電流がこの最適充電曲線を超えると、充電率を上げることができないだけでなく、バ​​ッテリーの量が増えます。この最適充電曲線より小さいと、バッテリーに害はありませんが、充電時間が長くなり、充電効率が低下します。 この理論の詳細には、マツトリップのための 3 つのレベルが含まれます。1 任意の放電電流について、バッテリー内のバッテリー充電電流は、バッテリー容量 α とバッテリー容量に反比例します。2 任意の放電量について、α と放電電流 ID は比例します。3 バッテリーはさまざまな放電率で放電され、その最終的な許容充電電流 IT (許容能力) は、各放電率で許容される充電電流の合計です。 上記の定理は、充電受容能力の概念の源でもあります。

まず、課金受付とは何かを理解しましょう。 円を見つけましたが、統一された公式の意味はわかりませんでした。 ご自身の理解によれば、充電受容能力とは、特定の環境条件下で特定の充電量で充電式バッテリーを充電する際の最大電流のことです。

許容できる影響とは、起こるべきではない副作用がなく、バッテリーの寿命や性能に悪影響がないことを意味します。 さらに、3つの法則を理解します。 第一法則は、バッテリーが放電した後、充電受け入れ能力と現在の電力量、充電量が低いほど、充電受け入れ能力が高くなります。

第二法則は、充電中にパルス放電を行うことで、バッテリーのリアルタイム受け入れ電流値を向上させることができるということです。第三法則は、充電受け入れ能力は、充電前の事前充電と放電の状況によって決まります。 マスならリチウムイオン電池にも適しており、逆パルス充電（以下、具体的な名称は反射急速充電方式）も可能で、分極の観点に加え、温度上昇抑制にも役立つため、マスも活躍します。 パルス方式のサポート。

さらに、まさにスマートな充電方法であり、リチウムイオン電池のマスカス曲線により充電電流値が常に変化し、安全境界内で充電効率が最大化されるスマート充電方法です。 4 つの一般的な急速充電方法 リチウムイオン電池の充電方法には多くの種類がありますが、急速充電の要件に応じて、パルス充電、リフレックス充電、インテリジェント充電などの方法が重要になります。 バッテリーの種類が異なれば、適用可能な充電方法もまったく同じというわけではなく、このセクションでは具体的な区別は行いません。

パルス充電 これは文献のパルス充電モードであり、充電タッチ後にパルスフェーズが提供され、上限電圧は 4.2V で、継続的に 4.2V を超えます。

特定のパラメータ設定の合理性については言及しませんが、バッチの種類によって違いがあります。 パルス実装プロセスに注目します。 以下はパルス充電曲線であり、プリチャージ、定電流充電、パルス充電の 3 つの段階を含めることが重要です。

定電流充電中にバッテリーを一定の電流で充電すると、部分的なエネルギーがバッテリー内部に伝達されます。 バッテリー電圧が上限電圧（4.2V）まで上昇すると、パルス充電モードに入り、1Cのパルス電流でバッテリーを充電します。

バッテリー電圧は一定の充電時間 Tc で継続的に上昇し、充電を停止すると電圧はゆっくりと低下します。 バッテリー電圧が上限電圧（4.2V）まで低下すると、同じ電流値でバッテリーを充電し、次の充電サイクルを開始し、バッテリーが満充電になるまでリサイクルされます。

パルス充電プロセス中、バッテリー電圧の速度は徐々に遅くなり、停止時間 T0 が長くなります。 定電流充電デューティサイクルが5%～10%と低くなると、バッテリーが満充電になったとみなされ、充電が終了します。 従来の充電方法と比較して、パルス充電は大電流で充電でき、ストッパー電池内の電池の集中と抵抗分極が解消されるため、次の充電がよりスムーズになり、充電速度が速く、温度が小さく、電池寿命に影響を与えるため、現在広く使用されています。

しかし、その欠点は明らかです。電力供給が限られたストリーム機能であるため、パルス充電方式のコストが追加されます。 間欠充電方式、リチウムイオン電池、間欠充電、間欠、間欠通電方式、可変電圧間欠充電。 1) トランジストリーム間欠伝送方式の変更は、厦門大学の陳公佳教授によって提案されました。

定電流充電を制限電流に変更するのが特徴です。 下図に示すように、まずは電圧変化の第一段階として、大きな電流値でバッテリーを充電します。 バッテリー電圧がカットオフ電圧V0に達すると充電が停止します。

このとき、バッテリー電圧は急激に低下しています。 停止時間を保持した後、充電電流を減らして充電を継続します。 電池電圧がカットオフ電圧V0まで上昇すると充電が停止し、回復時間（一般的に約3～4倍）で充電電流がカットオフ電流設定値まで減少します。

その後、定電圧充電段階に入り、充電電流が下限値まで低下するまでバッテリーを充電し、充電が終了します。 電流を徐々に減少させる間欠方式により、電気変換料金の変化の主な会議が増加し、つまり充電プロセスが加速され、充電時間が短縮されます。 ただし、この充電モードの回路はより複雑で、コストが高く、通常は高出力の急速充電時にのみ考慮されます。

2) 電気の変化に応じて、電気耐性断続充電の変化があります。 両者の違いは、第一段階の充電プロセスであり、間欠フローが断続的に変更されます。 上の図(a)と図(b)を比較すると、一定圧力の断続充電が最適な充電曲線にさらに適合していることがわかります。

各定電圧充電フェーズでは、定電圧のため、充電電流は指数法則に従って自然に減少し、充電とともにバッテリー電流受入れ率は徐々に低下します。 REFLEX 急速充電方式 反射充電方式または「いびき」充電方式とも呼ばれる、反射急速充電方式。 この方法の各作業サイクルには、順方向充電、逆方向瞬間放電、および 3 つの段階が含まれます。

バッテリーの分極を大幅に解決し、充電速度を高速化します。 しかし、逆放電はリチウムイオン電池の寿命を短くします。 上の図に示すように、各充電サイクルでは、2C の現在の充電時間は TC の 10 秒で、その後 TR1 は 0 になります。

5秒、逆放電時間は1秒TD、停止時間は0.5秒TR2、各充電サイクル時間は12秒です。 充電していくと、充電電流は徐々に小さくなります。

インテリジェント充電方式は現在、より高度な充電方式です。 下の図に示すように、その重要な原理は、DU / DT および DI / DT 制御技術を適用することです。 バッテリーの電圧と電流の増加をチェックすることで、バッテリーが充電され、バッテリーの許容充電電流を動的に追跡し、バッテリーの最初から充電電流を許容できるようにします。

このようなインテリジェントな方法は、通常、ニューラル ネットワークやファジー制御などの高度なアルゴリズム技術と組み合わせられ、システムの自動最適化を実現します。 5 充電モード 充電速度に影響を与える実験データを、定電流充電方式と逆パルス充電方式と比較します。 定電流充電では、充電プロセス全体を通じて一定の定電流でバッテリーを充電します。

定電流充電では大電流充電が可能ですが、時間が経つにつれて徐々に分極抵抗が現れ、より多くのエネルギーが追加され、より多くのエネルギーが発熱し、消費され、バッテリーの温度が徐々に上昇します。 定電流充電とパルス充電の比較パルス充電法は、一定期間の充電後に短い逆充電電流を流す方法です。 基本的な形式は以下のようになります。

充電プロセスでは、過渡放電パルスを増加させ、脱分極を利用し、充電プロセス中の分極抵抗の影響を低減します。 研究では、パルス充電と定電流充電の効果を具体的に比較しました。 4 セットの比較実験で使用された 1c、2c、3c、4c (c はバッテリー定格容量値) の平均電流を取得します。

バッテリーを充電した後に放出される電力の量。 図は充電電流が2Cのときのパルス電流の電流と電池側電圧波形を示しています。 表1は定流量パルス充電実験データです。

パルス周期は 1 秒、正のパルス時間は 0.9 秒、負のパルス時間は 0.1 秒です。

ICHAV は充電平均電流、QIN は充電されます。qo は放電電力、η は効率です。上記の表の実験結果から、定電流充電とパルス充電の効率は近似値であり、パルスは定電流よりもわずかに低くなりますが、内向きバッテリーの総電力供給は定電流モードよりも大幅に多くなります。 6 異なるパルスデューティサイクルはパルス充電に影響します。負電流の放電時間は遅く、一定の影響があり、放電時間が長いほど充電が遅くなります。同じ平面でユニットが充電されると、放電時間が長くなります。 下の表からわかるように、異なるデューティサイクルは効率的であり、電気に与えられる影響は明らかですが、数値の差はそれほど大きくありません。

これに関連して、充電時間と温度という 2 つの重要なパラメータが表示されません。 したがって、パルス充電を選択することは連続定電流充電よりも優れており、デューティサイクルの具体的な選択では、温度上昇と充電時間の需要に重点を置く必要があります。 参考文献 1 王飛、リチウム、リチウム鉄および三元材料と静電容量充電複合電極の無線充電による電気自動車におけるリチウムイオン電池の充電特性; 3 何秋生、リチウムイオン電池充電技術概要。