Литий батареясын зарядтау жылдам зарядтау әдісі

著者：Iflowpower – Dodávateľ prenosných elektrární

1 Зарядтау кезінде «жылдам зарядтау» деп қалай атауға болады? Біз негізгі апелляцияны аламыз: 1) зарядтау жылдам; &39;2) Батареяның қызмет ету мерзіміне әсер етпеу; 3) Ақшаны үнемдеуге тырысыңыз, қанша электр заряды босатылады, оны батареяға зарядтауға тырысыңыз. Сонымен, сіз қаншалықты жылдам жылдам қоңырау шала аласыз? Белгілі мәндерді беретін стандартты әдебиеттер жоқ, біз ең танымал субсидиялау саясатында көрсетілген шекті мәндер санына уақытша сілтеме жасаймыз. Төмендегі кесте 2017 жылғы жаңа энергетикалық жеңіл автокөлікті субсидиялау стандарты болып табылады.

Жылдам зарядтауды енгізу деңгейі 3С екенін көруге болады. Шын мәнінде, жеңіл автокөліктерге арналған субсидиялау стандартында шағылыстыру талаптары жоқ. Жалпы жолаушылар вагонының үгіт-насихат материалдарынан сіз кез келген адам әдетте 80% жылдам заряд ретінде толтырылуы мүмкін екенін көруге болады және олар көтеріледі.

Сонымен, жолаушылар вагоны 1.6c бастапқы деңгей зарядының анықтамалық мәні болуы мүмкін. Бұл идея бойынша акция 80%-ға толы 15 минут, бұл 3-ке тең.

2C. 2 жылдам зарядтау кедергісі? Осы тұрғыда тиісті тараптар батареяларды, зарядтағыштарды және қуат тарату құралдарын қоса алғанда, физикалық нысандарды бақылайды. Біз жылдам зарядтауды талқылаймыз, аккумуляторда ақаулар болады деп ойлаймыз.

Шындығында, батареяда проблемалар туындамас бұрын, біріншісі - зарядтау машинасы мен тарату желілерінің мәселесі. Біз TSLA зарядтау үйіндісін айттық, оның аты супер зарядтау қадасы, оның қуаты 120 кВт. Tslamodels85D, 96S75P, 232 параметрлері бойынша.

5ah, ең жоғары 403 В, 1,6С максималды сұраныс қуатына сәйкес 149,9 кВт.

Осы жерден электр қозғалтқышының зарядтау үйіндісінің сынағы бар екенін көруге болады, 1,6С немесе 30 минут. Ұлттық стандарттарда зарядтау станциясын тікелей бастапқы тұрғын үй электр желісіне тікелей орнатуға жол берілмейді.

1 тез толтырылған қада пайдаланылған электр қуаты ондаған үй шаруашылығының электр энергиясынан асып түсті. Сондықтан зарядтау станциясының екеуі де 10 кВ трансформаторды бөлек орнатуы керек, ал аймақтың тарату желісі 10 кВ қосалқы станцияның жаңа көлемі емес. Сосын батарея деді.

Батарея 1,6C немесе 3,2C зарядтау талаптарын көтере ала ма, оны макро және микро екі тұрғыдан қарауға болады.

3 Жылдам зарядтау теориясының жылдам зарядтау теориясының тақырыбы «Макробелді жылдам зарядтау теориясы» деп аталады, себебі тікелей анықталған аккумулятордың жылдам зарядтау сыйымдылығы литий-иондық аккумуляторлардың ішкі оң және теріс электродтық материалының табиғаты, микроқұрылымы, электролит ингредиенттері болып табылады. Қоспалар, диафрагма қасиеттері және т.б., осы микро деңгейлердің мазмұны, біз литий-ионды аккумуляторлардың жылдам зарядталуын көріп, батареяның сыртына уақытша орналастырыламыз.

Литий-ионды аккумулятордың болуы, 1972 жылы ең жақсы зарядтау тогы АҚШ ғалымы Джамас аккумулятордың зарядтау кезінде зарядтау қисығы ең жақсы болуын ұсынады және оның Мас-Сан заңы бұл теория қорғасын-қышқылды аккумуляторлар үшін ұсынылғанын атап өту керек, ол максималды рұқсат етілген зарядтау тоғының шекаралық шартын анықтайды, бұл реакцияның аз мөлшерінің пайда болуы және ерекше түрі. Бірақ жүйеде ең жақсы шешім бар, бірақ бұл викторина. Атап айтқанда, литий-иондық аккумулятор үшін оның максималды рұқсат етілген токтың шекаралық шарттарын анықтау қайта мағыналы болуы мүмкін.

Кейбір зерттеу әдебиетінің қорытындыларына сүйене отырып, оның оңтайлы мәні әлі де заңға ұқсас қисық тенденция болып табылады. Литий-ионды аккумулятордың максималды шекаралық шарты, литий-иондық аккумулятор мономерінің факторларына қосымша, жүйе деңгейінің факторларына қосымша, мысалы, жылуды тарату қабілеті, жүйенің максималды рұқсат етілген зарядтау тогы әртүрлі екенін атап өткен жөн. Содан кейін біз осы негізді талқылауды жалғастырамыз.

Масцер формуласының сипаттамасы: i = i0 * e ^ αt; I0 - аккумулятордың бастапқы зарядтау тогы; α – зарядты қабылдау жылдамдығы; T – зарядтау уақыты. I0 және α мәні және батареяның түрі, құрылымы және жаңа және ескі. Бұл кезеңде оңтайлы зарядтау қисығы негізінде батареяны зарядтау әдістерін зерттеу маңызды.

Төмендегі суретте көрсетілгендей, зарядтау тогы осы оңтайлы зарядтау қисығынан асып кетсе, зарядтау жылдамдығын арттыруға ғана емес, батареяның мөлшерін қосуға болады; егер ол осы ең жақсы зарядтау қисығынан аз болса, ол батареяға зиян тигізбесе де, зарядтау уақытын ұзартады, зарядтау тиімділігін төмендетеді. Бұл теорияның өңделуі үш деңгейді қамтиды, ол Masz рейсі үшін: 1 кез келген берілген разряд тогы үшін, аккумулятордағы аккумулятор зарядтарының тогы α және аккумулятор сыйымдылығының сыйымдылығына кері пропорционалды; 2 Кез келген берілген разряд туралы Сома мөлшері, α және разрядтық ток идентификаторы пропорционалды; 3 Батарея әртүрлі зарядсыздану жылдамдығында зарядсызданады және оның соңғы рұқсат етілген зарядтау тогы АТ (рұқсат етілген мүмкіндік) әрбір зарядсыздандыру жылдамдығында рұқсат етілген зарядтау токының қосындысы болып табылады. Жоғарыда аталған теорема зарядты қабылдау қабілетінің тұжырымдамасының көзі болып табылады.

Алдымен зарядты қабылдаудың не екенін түсініңіз. Мен шеңберді таптым және бірыңғай ресми мағынасын көрмедім. Сіздің түсінігіңіз бойынша, зарядтауды қабылдау қабілеті - бұл белгілі бір қоршаған орта жағдайында белгілі бір заряд мөлшерінде қайта зарядталатын батареяны зарядтаудың максималды тогы.

Қолайлы әсер ету, болмауы керек жанама әсерлердің жоқтығын, батареяның қызмет ету мерзіміне және өнімділігіне теріс әсер етпейтінін білдіреді. Әрі қарай, үш заңды түсініңіз. Бірінші заң, батарея заряды таусылғаннан кейін, зарядтауды қабылдау қабілеті және ағымдағы қуат мөлшері, заряд неғұрлым төмен болса, зарядтауды қабылдау қабілеті соғұрлым жоғары болады.

Екінші заң, зарядтау кезінде импульстік разряд аккумуляторға нақты уақытта қабылдау ағымдағы мәнін жақсартуға көмектеседі; үшінші заң, зарядтауды қабылдау қабілеті зарядтау алдындағы алдын ала зарядтау және разряд жағдайымен үстемеленеді. Егер Mas литий-ионды батареялар үшін де жарамды болса, кері импульстік зарядтау (арнайы атауы келесіде рефлекторлық жылдам зарядтау әдісі болып табылады) Поляризация көрінісінен басқа, температураның көтерілуін басуға көмектеседі, Massea да белсенді. Импульстік әдістерді қолдау.

Әрі қарай, шын мәнінде, бұл ақылды зарядтау әдісі, яғни ақылды зарядтау әдісі, яғни зарядтау тоғының мәні литий-ионды аккумулятордың Маскус қисығына байланысты әрқашан өзгерді, осылайша зарядтау тиімділігі қауіпсіздік шекарасында максималды болады. 4 Жалпы жылдам зарядтау әдістері Литий-ионды батареяларды зарядтау әдісінің көптеген түрлері бар, жылдам зарядтау талаптары үшін оның маңызды әдістері импульстік зарядтауды, рефлекторлық зарядтауды және интеллектуалды зарядты қамтиды. Әртүрлі батарея түрлері, олардың қолданылатын зарядтау әдістері бірдей емес және бұл бөлімде осы бөлімде ерекше айырмашылықтар жоқ.

Импульстік зарядтау Бұл әдебиеттегі импульстік зарядтау режимі және импульстік фаза зарядтауды түрткеннен кейін қамтамасыз етіледі және жоғарғы шекті кернеу 4,2 В және үздіксіз 4,2 В жоғары.

Оның нақты параметр параметрлерінің ұтымдылығын айтпаңыз, партиялардың әртүрлі түрлерінде айырмашылықтар бар. Біз импульсті енгізу процесіне назар аударамыз. Төменде импульстік зарядтау қисығы берілген және үш кезеңді қамту маңызды: алдын ала зарядтау, тұрақты токпен зарядтау және импульстік зарядтау.

Тұрақты токпен зарядтау кезінде батареяны тұрақты токпен зарядтау батареяның ішкі бөлігіне жартылай энергия беріледі. Аккумулятордың кернеуі жоғарғы шекті кернеуге (4,2 В) көтерілген кезде импульстік зарядтау режиміне өтіңіз: аккумуляторды 1С импульстік токпен зарядтау.

Аккумулятордың кернеуі тұрақты зарядтау уақытында Tc үздіксіз артады, ал зарядтау тоқтатылған кезде кернеу баяу төмендейді. Аккумулятордың кернеуі жоғарғы шекті кернеуге (4,2 В) төмендегенде, батареяны бірдей ток мәнімен зарядтау, келесі зарядтау циклін бастау, сондықтан батарея толғанша қайта өңделеді.

Импульстік зарядтау процесі кезінде батарея кернеуінің жылдамдығы бірте-бірте баяулайды, ал тоқтау уақыты T0 ұзарады. Тұрақты ток зарядының жұмыс циклі 5% ~ 10% төмен болғанда, аккумулятор толы және зарядтау аяқталды деп саналады. Кәдімгі зарядтау әдістерімен салыстырғанда, импульстік заряд үлкен токпен зарядталады, ал тығындағы аккумулятордағы аккумулятордың концентрациясы және омикалық поляризация жойылады, осылайша зарядтаудың келесі айналымы біркелкі болады, зарядтау жылдамдығы жылдам, Температура аз, батареяның қызмет ету мерзіміне әсер етеді және қазіргі уақытта кеңінен қолданылады.

Дегенмен, оның кемшіліктері анық: импульстік зарядтау әдісінің құнын қосқан шектеулі ағындық функцияға қуат көзі. Үздіксіз зарядтау әдісі, литий-иондық аккумулятор, үзіліссіз зарядтау, үзіліспен, үзіліспен электр тогы әдісі және айнымалы кернеудегі үзіліспен зарядтау. 1) Транзистрлік үзік-үзік тарату әдісін өзгертуді Сямэнь университетінің Чен Гонцзя профессоры ұсынды.

Ол тұрақты ток зарядының шектелген токқа өзгеруімен сипатталады. Төмендегі суретте көрсетілгендей, өзгерістің өзгеруінің бірінші кезеңі бірінші болып табылады және батарея үлкен ток мәнімен зарядталады. Аккумулятор кернеуі V0 шекті кернеуге жеткенде, зарядтау тоқтатылады.

Осы уақытта аккумулятордың кернеуі күрт төмендеді. Тоқтау уақытын сақтағаннан кейін зарядтау тогын азайтыңыз зарядтауды жалғастырады. Аккумулятор кернеуі V0 шекті кернеуіне дейін көтерілгенде, зарядтау тоқтатылады, осылайша қалпына келтіру уақыты (әдетте шамамен 3-4 есе) зарядтау тогы орнатылған кесу ток мәнін азайтады.

Содан кейін тұрақты кернеуді зарядтау кезеңіне кіріңіз, зарядтау тогы төменгі шекке дейін азайғанша аккумуляторды батареяға зарядтаңыз, зарядтау аяқталады. Электр тогын ауыстыратын зарядтың өзгеруінің негізгі конференциясы токты бірте-бірте төмендететін үзіліспен ұлғаяды, яғни зарядтау процесі жеделдетіледі және зарядтау уақыты қысқарады. Дегенмен, бұл зарядтау режимі тізбегі күрделірек, құны жоғары, әдетте жоғары қуатты жылдам зарядтау кезінде ғана ескеріледі.

2) Электр энергиясының өзгеруінің негізінде электр тогына төзімді үзіліс зарядының өзгеруі болады. Екеуінің арасындағы айырмашылық бірінші сатыдағы зарядтау процесі болып табылады және үзіліс ағыны үзіліспен өзгереді. Жоғарыдағы көріністерді (a) және (b) суретін салыстырыңыз, көрінетін тұрақты қысымның үзіліссіз заряды ең жақсы зарядтау зарядының қисығына көбірек сәйкес келеді.

Әрбір тұрақты кернеуді зарядтау фазасында тұрақты кернеуге байланысты зарядтау тогы индекс заңына сәйкес табиғи түрде азаяды және зарядтау кезінде батарея тогын қабылдау жылдамдығы біртіндеп төмендейді. REFLEX жылдам зарядтау әдісі Рефлексті жылдам зарядтау әдісі, сондай-ақ шағылыстыратын зарядтау әдісі немесе «хорылдау» зарядтау әдісі ретінде белгілі. Бұл әдістің жұмыс циклдерінің әрқайсысы алға зарядтауды, кері лезде разрядты және үш кезеңді қамтиды.

Ол батареяның поляризациясын айтарлықтай шешеді және зарядтау жылдамдығын арттырады. Бірақ кері разряд литий-ионды батареяның қызмет ету мерзімін қысқартады. Жоғарыдағы суретте көрсетілгендей, зарядтау циклдерінің әрқайсысында 2С ағымдағы зарядтау уақыты TC 10 с, содан кейін TR1 0 құрайды.

5 с, кері разряд уақыты 1 с TD, тоқтау уақыты 0,5 с TR2, зарядтау циклінің әрбір уақыты 12 с. Зарядтау кезінде зарядтау тогы біртіндеп азаяды.

Интеллектуалды зарядтау әдісі қазіргі уақытта әлдеқайда жетілдірілген зарядтау әдісі болып табылады. Төмендегі суретте көрсетілгендей, оның маңызды принципі DU / DT және DI / DT басқару технологиясын қолдану болып табылады. Батарея кернеуі мен ток өсімдерін тексеру арқылы батарея зарядталады, динамикалық бақылау Батареяның қолайлы зарядтау тогы батареяның басынан бастап зарядтау тогын қолайлы етеді.

Мұндай интеллектуалды әдістер, әдетте, нейрондық желі және анық емес басқару сияқты алдыңғы қатарлы алгоритмдік технологиямен біріктіріліп, жүйені автоматты түрде оңтайландыруды жүзеге асырады. 5 Зарядтау режимі Зарядтау жылдамдығына әсер ететін эксперименттік деректер тұрақты токпен зарядтау әдісімен және кері импульстік зарядтаумен салыстырылады. Тұрақты токпен зарядтау батареяны зарядтау процесінде тұрақты тұрақты токпен зарядтайды.

Тұрақты ток заряды үлкен ток зарядына ие болуы мүмкін, бірақ уақыт өте келе поляризацияға қарсылық бірте-бірте пайда болады және көбірек энергия қосады, бұл қыздыруға көбірек энергия тудырады, тұтынылады және батареяның температурасын бірте-бірте арттырады. Тұрақты токты зарядтау және импульстік зарядтау үшін салыстырмалы импульстік зарядтау әдісі зарядтау кезеңінен кейін қысқа кері зарядтау тогы болып табылады. Негізгі пішін төменде көрсетілгендей.

Зарядтау процесінде өтпелі разряд импульстерін арттыру, деполяризацияны қолдану, зарядтау процесінде поляризацияға қарсылық әсерін азайту. Зерттеулер импульстік зарядтау мен тұрақты ток зарядының әсерін арнайы салыстырды. Салыстырмалы тәжірибелердің 4 жинағында қолданылған 1c, 2c, 3c және 4c (аккумулятордың номиналды сыйымдылығы үшін c) орташа токты алыңыз.

Батареяны батареямен толтырғаннан кейін шығарылатын қуат мөлшері. Суретте зарядтау тогы 2С болғанда импульстік токтың ток және батарея жағындағы кернеу толқын пішіні көрсетілген. 1-кесте тұрақты ағынды импульстік зарядтау экспериментінің деректері болып табылады.

Импульстік кезең 1с, оң импульс уақыты 0,9 с, теріс импульс уақыты 0,1 с.

ICHAV – орташа зарядтау тогы, QIN зарядталады; qo – разрядтық қуат, η – жоғарыда келтірілген кестедегі тәжірибе нәтижелерінен алынған тиімділік, тұрақты токты зарядтау және импульстік зарядтау тиімділігі шамамен, импульс тұрақты токтан сәл төмен, бірақ ішке Батареяның жалпы қуат көзі тұрақты ток режимінен айтарлықтай көп. 6 Әртүрлі импульстік жұмыс циклі импульстік зарядтауға әсер етеді Теріс токтың разряд уақыты баяу, белгілі бір әсер бар және разряд уақыты неғұрлым ұзақ болса, соғұрлым баяу зарядтау; бірдей жалпақ болғанда, құрылғы зарядталған болса, разряд уақыты ұзағырақ болады. Төмендегі кестеден көрініп тұрғандай, әртүрлі жұмыс циклі тиімді және электр энергиясына рұқсат етілген әсер айқын әсер етеді, бірақ сандық айырмашылық өте үлкен емес.

Бұған байланысты екі маңызды параметр бар, зарядтау уақыты мен температура көрсетілмейді. Сондықтан импульстік зарядты таңдау үздіксіз тұрақты ток зарядтаудан жоғары, ал жұмыс циклінің нақты таңдауы температураның көтерілуіне және зарядтау уақытының сұранысына назар аудару керек. Анықтама 1 Ван Фэй, литий литий темір және үштік материалдар және электрлік көліктердегі литий-иондық аккумулятордың радиозарядталғанына байланысты сыйымдылық зарядының композиттік электроды; 3 He Qiusheng, литий-ионды аккумуляторды зарядтау технологиясының қысқаша мазмұны.