Curvas de carga e descarga da bateria

Durante o processo de carga e descarga de a bateria, à medida que a profundidade de carga e descarga muda, a tensão também é mudando constantemente. Se usarmos capacidade como coordenada horizontal e tensão como coordenada vertical, podemos obter uma curva simples de carga e descarga, que contém muitas pistas sobre o desempenho elétrico da bateria. Esses curvas desenhadas com os parâmetros da célula da bateria, como tempo, capacidade, SOC, tensão, etc. envolvidos na carga e descarga, pois as coordenadas são chamadas de carga e curvas de descarga. Aqui estão algumas curvas comuns de carga e descarga.

Curva tempo-corrente/tensão

â Corrente constante

Durante o carregamento de corrente constante e descarregando, a corrente é constante e a mudança do terminal da bateria a tensão é coletada ao mesmo tempo, o que é frequentemente usado para detectar o características de descarga da bateria. Durante o processo de alta, o corrente de descarga permanece inalterada, a tensão da bateria diminui e o a potência de descarga também continua a diminuir. A curva da amostra é mostrada na figura abaixo.

â Corrente constante e tensão constante (carregando)

Comparado com o carregamento de corrente constante, corrente constante carregamento de tensão constante tem um processo de tensão constante em o fim do carregamento. No final do carregamento, a tensão torna-se constante quando atinge o valor alvo, enquanto a corrente diminui gradualmente. Quando o a corrente de corte é atingida, a carga de tensão constante de corrente constante termina. Como a tensão da bateria flutua muito depois de sair do platô período, se o carregamento de corrente constante continuar, a bateria não poderá atingir o estado ideal de carga total. Portanto, é necessário mudar para constante Tensão e reduza a corrente para garantir que a bateria atinja um valor mais alto estado de carga tanto quanto possível. A curva da amostra é mostrada na figura abaixo.

â Potência constante

Todo o processo de carga e descarga é operado com potência constante. De acordo com P = UI, a tensão gradualmente aumenta e a corrente diminui gradualmente durante o carregamento de energia constante, e a tensão diminui gradualmente e a corrente aumenta gradualmente durante descarga constante de energia. De acordo com o carregamento convencional e descarregando a tensão de corte da bateria LFP 3,65-2,5 V, a corrente final de descarga pode atingir quase 1,5 vezes a corrente final de carregamento. A curva de exemplo é mostrada na figura abaixo.

â Contínuo, intermitente, pulso

Em corrente ou potência constante, o tempo função é usada para obter carga contínua, intermitente e de pulso e controle de descarga. Estes regimes especiais de cobrança e descarga são frequentemente usados ​​para avaliar a resistência interna DC da bateria. A curva da amostra é mostrada na figura abaixo.

Curva capacidade-tensão

O eixo horizontal da capacidade-tensão A curva reflete a capacidade de carga e descarga da bateria, o estado de carga e outras informações, enquanto o eixo vertical inclui a tensão da bateria plataforma, ponto de inflexão, polarização e outras informações. A figura abaixo está uma curva de descarga de uma bateria de fosfato de ferro-lítio em diferentes temperaturas.

Curva de taxa

A densidade atual afeta a taxa de reação eletroquímica, alterando assim os parâmetros de desempenho do bateria. Ao comparar baterias de diferentes capacidades, a mesma corrente é não aplicável, portanto a taxa é usada para determinar a corrente relativa. Para exemplo, 0,1C é 0,3A para uma bateria 3Ah 18650 e 28A para uma bateria prismática de 280Ah. bateria. Simplificando, o valor atual específico representado pela taxa é o taxa multiplicada pela capacidade da bateria.

Ao marcar a capacidade de uma bateria, o a corrente de carga e descarga deve ser levada em conta, porque a capacidade será diferente em taxas diferentes. Por exemplo, para calibrar a capacidade de uma bateria em taxas diferentes, você pode configurá-la para mudar passo a passo com o taxa de ciclo de carga e descarga e, em seguida, desenhe uma curva de taxa com a descarga capacidade como o eixo vertical e o número de vezes de carga e descarga como o eixo horizontal.

curva dQ/dV

O nome da curva dQ/dV é seu eixo y variável, ou seja, a taxa de variação do volume por intervalo de tensão unitária. O eixo horizontal da curva dQ/dV é geralmente SOC, capacidade ou tensão, que reflete a mudança na taxa de variação da capacidade. O lugar onde a taxa de mudança é grande é exibida como um pico característico na curva, que geralmente corresponde a um processo de reação eletroquímica.

A curva dQ/dV pode nos dizer onde está o plataforma de tensão da bateria é, quando ocorre a reação eletroquímica, e como o processo de reação muda com o envelhecimento da bateria e outras mudanças no estado. De um modo geral, as reações químicas são rápidas, por isso os dados apontam para a curva requer maior precisão. Portanto, a curva dQ/dV de saída tem certos requisitos para a recolha de dados brutos, caso contrário é impossível para fazer uma curva com picos óbvios. Ao fazer testes de carga e descarga, você pode definir o intervalo de tensãoÎV = 10 ~ 50mV para coletar dados, ou o intervalo de tempoÎt = 10-50ms e, em seguida, tela os dados brutos com diferenças de tensão iguais.

A figura a seguir mostra a curva dQ/dV sob diferentes números de ciclos.

Curva de Ciclo

Sabemos que a vida útil de uma bateria é dividido em vida de calendário e vida de ciclo. A vida do calendário é o tempo que leva para a capacidade da bateria perder até certo ponto sob colocação natural, enquanto o ciclo de vida é o número de vezes que a bateria é carregada continuamente e descarregado até que sua capacidade diminua até certo ponto. O ciclo de vida é um dos os indicadores importantes para medir o desempenho da vida útil da bateria.

Os dados de teste de ciclo de íon-lítio bateriasé o acúmulo de dados únicos de carga e descarga. Diferente dados únicos de carga e descarga podem ser extraídos para fazer múltiplas curvas para diferentes aspectos da análise. A curva de ciclo de vida mais simples é com o número de ciclos como o eixo x e a capacidade de descarga ou taxa de retenção de capacidade como o eixo y, conforme mostrado na figura abaixo. À medida que o ciclo avança, o a capacidade da bateria continua a diminuir e o sistema de carga e descarga tem um impacto significativo na diminuição da capacidade da bateria.

Você também pode comparar a capacidade-tensão curvas de carga e descarga em momentos diferentes, conforme mostrado na figura abaixo. À medida que o ciclo avança, a tensão inicial de carga e descarga muda, a resistência interna DC da bateria muda e a carga e a capacidade de descarga diminui gradualmente.

Além dos dois tipos acima, existem existem muitas outras curvas com o número de ciclos como o eixo horizontal e o parâmetros afetados pela atenuação do ciclo da bateria como o eixo vertical, que desempenham um papel na análise dos fatores que afetam o ciclo de vida da bateria célula e prevendo o ciclo de vida. Como mostrado na figura abaixo, isso reflete o valor teórico do ciclo de vida da bateria afetado pelo coulomb nível de eficiência. CE é a eficiência de Coulomb, Ck é a retenção de capacidade taxa e k é o número de ciclos.

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