By hoppt
Cando a batería de ión-litio se descarga, a súa tensión de traballo sempre cambia constantemente coa continuación do tempo. A tensión de traballo da batería utilízase como ordenada, tempo de descarga ou capacidade, ou estado de carga (SOC) ou profundidade de descarga (DOD) como abscisa, e a curva trazada chámase curva de descarga. Para comprender a curva característica de descarga dunha batería, primeiro necesitamos entender a tensión da batería en principio.
Para que a reacción do electrodo forme a batería debe cumprir as seguintes condicións: o proceso de perda do electrón na reacción química (é dicir, o proceso de oxidación) e o proceso de obtención do electrón (é dicir, o proceso de reacción de redución) deben estar separados en dúas áreas diferentes, que é diferente da reacción redox xeral; a reacción redox da substancia activa de dous electrodos debe ser transmitida polo circuíto externo, que é diferente da reacción da microbatería no proceso de corrosión do metal. A tensión da batería é a diferenza de potencial entre o electrodo positivo e o electrodo negativo. Os parámetros clave específicos inclúen a tensión de circuíto aberto, a tensión de traballo, a tensión de corte de carga e descarga, etc.
O potencial de electrodo refírese á inmersión dun material sólido na solución de electrólitos, mostrando o efecto eléctrico, é dicir, a diferenza de potencial entre a superficie do metal e a solución. Esta diferenza de potencial chámase potencial do metal na solución ou potencial do electrodo. En resumo, o potencial do electrodo é unha tendencia para que un ión ou átomo adquira un electrón.
Polo tanto, para un determinado electrodo positivo ou material de electrodo negativo, cando se coloca nun electrólito cunha sal de litio, o seu potencial de electrodo exprésase como:
Onde φ c é o potencial de electrodo desta substancia. O potencial estándar do electrodo de hidróxeno foi de 0.0 V.
A forza electromotriz da batería é o valor teórico calculado segundo a reacción da batería mediante o método termodinámico, é dicir, a diferenza entre o potencial do electrodo de equilibrio da batería e os electrodos positivos e negativos cando se rompe o circuíto é o valor máximo. que a batería pode dar a tensión. De feito, os electrodos positivos e negativos non están necesariamente no estado de equilibrio termodinámico no electrólito, é dicir, o potencial de electrodo establecido polos electrodos positivos e negativos da batería na solución de electrolito normalmente non é o potencial do electrodo de equilibrio, polo que A tensión en circuíto aberto da batería é xeralmente menor que a súa forza electromotriz. Para a reacción do electrodo:
Considerando o estado non estándar do compoñente reactivo e a actividade (ou concentración) do compoñente activo ao longo do tempo, a tensión real do circuíto aberto da célula é modificada pola ecuación de enerxía:
Onde R é a constante do gas, T é a temperatura de reacción e a é a actividade ou concentración do compoñente. A tensión de circuíto aberto da batería depende das propiedades do material do electrodo positivo e negativo, do electrólito e das condicións de temperatura, e é independente da xeometría e tamaño da batería. A preparación do material do electrodo de iones de litio no polo e a folla de litio ensamblada na metade da batería do botón pode medir o material do electrodo en diferentes estados SOC de tensión aberta, a curva de tensión aberta é a reacción do estado de carga do material do electrodo, a caída de tensión aberta de almacenamento da batería, pero non moi grande, se a caída de tensión aberta moi rápido ou a amplitude é un fenómeno anormal. O cambio de estado da superficie das substancias activas bipolares e a autodescarga da batería son as principais razóns para a diminución da tensión do circuíto aberto no almacenamento, incluíndo o cambio da capa de máscara da táboa de material do electrodo positivo e negativo; o cambio potencial causado pola inestabilidade termodinámica do electrodo, a disolución e precipitación de impurezas estrañas metálicas e o microcurtocircuíto causado polo diafragma entre os electrodos positivos e negativos. Cando a batería de iones de litio está envellecida, o cambio do valor K (caída de tensión) é o proceso de formación e estabilidade da película SEI na superficie do material do electrodo. Se a caída de tensión é demasiado grande, hai un microcurtocircuíto no seu interior e considérase que a batería non está cualificada.
Cando a corrente atravesa o electrodo, o fenómeno de que o electrodo se desvíe do potencial do electrodo de equilibrio chámase polarización e a polarización xera o sobrepotencial. Segundo as causas da polarización, a polarización pódese dividir en polarización óhmica, polarización de concentración e polarización electroquímica. FIG. 2 é a típica curva de descarga da batería e a influencia de varias polarizacións na tensión.
Figura 1. Curva de descarga típica e polarización
(1) Polarización óhmica: causada pola resistencia de cada parte da batería, o valor da caída de presión segue a lei de ohmios, a corrente diminúe, a polarización diminúe inmediatamente e a corrente desaparece inmediatamente despois de que se detén.
(2) Polarización electroquímica: a polarización é causada pola lenta reacción electroquímica na superficie do electrodo. Diminuíu significativamente dentro do nivel de microsegundos a medida que a corrente se fai máis pequena.
(3) Polarización de concentración: debido ao retardo do proceso de difusión iónica na solución, a diferenza de concentración entre a superficie do electrodo e o corpo da solución polarízase baixo unha determinada corrente. Esta polarización diminúe ou desaparece a medida que a corrente eléctrica diminúe nos segundos macroscópicos (uns segundos a decenas de segundos).
A resistencia interna da batería aumenta co aumento da corrente de descarga da batería, que se debe principalmente a que a gran corrente de descarga aumenta a tendencia de polarización da batería, e canto maior sexa a corrente de descarga, máis obvia será a tendencia de polarización, como se mostra. na figura 2. Segundo a lei de Ohm: V=E0-IRT, co aumento da resistencia global interna RT, o tempo necesario para que a tensión da batería alcance a tensión de corte de descarga redúcese de forma correspondente, polo que a capacidade de liberación tamén se reduce. reducido.
Figura 2. Efecto da densidade de corrente na polarización
A batería de iones de litio é esencialmente un tipo de batería de concentración de iones de litio. O proceso de carga e descarga da batería de ión-litio é o proceso de incorporación e eliminación de ións de litio nos electrodos positivos e negativos. Os factores que afectan a polarización das baterías de iones de litio inclúen:
(1) A influencia do electrólito: a baixa condutividade do electrólito é o principal motivo da polarización das baterías de iones de litio. No intervalo de temperatura xeral, a condutividade do electrólito usado para as baterías de ión-litio é xeralmente só de 0.01 ~ 0.1 S/cm, que é o XNUMX% da solución acuosa. Polo tanto, cando as baterías de ión-litio se descargan cunha corrente elevada, é demasiado tarde para complementar o Li + do electrólito e producirase un fenómeno de polarización. Mellorar a condutividade do electrólito é o factor clave para mellorar a capacidade de descarga de alta corrente das baterías de ión-litio.
(2) A influencia de materiais positivos e negativos: a canle máis longa de material positivo e negativo de gran difusión de partículas de ión de litio á superficie, o que non é propicio para unha gran taxa de descarga.
(3) Axente condutor: o contido do axente condutor é un factor importante que afecta o rendemento de descarga de alta relación. Se o contido do axente condutor na fórmula do cátodo é insuficiente, os electróns non se poden transferir no tempo cando se descarga a gran corrente e a resistencia interna de polarización aumenta rapidamente, polo que a tensión da batería redúcese rapidamente á tensión de corte de descarga. .
(4) A influencia do deseño do polo: grosor do polo: no caso de gran descarga de corrente, a velocidade de reacción das substancias activas é moi rápida, o que require que o ión de litio se incruste e se desprenda rapidamente no material. Se a placa do polo é grosa e o camiño da difusión do ión litio aumenta, a dirección do grosor do polo producirá un gran gradiente de concentración de ión litio.
Densidade de compactación: a densidade de compactación da folla polar é maior, o poro faise máis pequeno e o camiño do movemento de ións de litio na dirección do espesor da folla polar é máis longo. Ademais, se a densidade de compactación é demasiado grande, a área de contacto entre o material e o electrólito diminúe, o lugar de reacción do electrodo redúcese e tamén aumentará a resistencia interna da batería.
(5) A influencia da membrana SEI: a formación da membrana SEI aumenta a resistencia da interface eléctrodo/electrólito, producindo unha histérese de tensión ou polarización.
A tensión de funcionamento, tamén coñecida como tensión final, refírese á diferenza de potencial entre os electrodos positivos e negativos da batería cando a corrente flúe no circuíto no estado de traballo. No estado de traballo de descarga da batería, cando a corrente circula pola batería, debe superarse a resistencia causada pola resistencia interna, o que provocará caída de presión óhmica e polarización do electrodo, polo que a tensión de traballo é sempre inferior á tensión do circuíto aberto. e ao cargar, a tensión final sempre é maior que a tensión de circuíto aberto. É dicir, o resultado da polarización fai que a tensión final da descarga da batería sexa inferior ao potencial electromotriz da batería, que é maior que o potencial electromotriz da batería en carga.
Debido á existencia do fenómeno de polarización, a tensión instantánea e a tensión real no proceso de carga e descarga. Ao cargar, a tensión instantánea é lixeiramente superior á tensión real, a polarización desaparece e a tensión cae cando a tensión instantánea e a tensión real diminúen despois da descarga.
Para resumir a descrición anterior, a expresión é:
E +, E- representan os potenciais dos electrodos positivos e negativos, respectivamente, E + 0 e E- -0 representan o potencial do electrodo de equilibrio dos electrodos positivos e negativos, respectivamente, VR representa a tensión de polarización óhmica e η + , η - -representan o sobrepotencial dos electrodos positivo e negativo, respectivamente.
Despois dunha comprensión básica da tensión da batería, comezamos a analizar a curva de descarga das baterías de ión-litio. A curva de descarga reflicte basicamente o estado do electrodo, que é a superposición dos cambios de estado dos electrodos positivos e negativos.
A curva de tensión das baterías de ión-litio ao longo do proceso de descarga pódese dividir en tres etapas
1) Na fase inicial da batería, a tensión cae rapidamente e canto maior sexa a taxa de descarga, máis rápido cae a tensión;
2) A tensión da batería entra nunha etapa de cambio lento, que se denomina área da plataforma da batería. Canto menor sexa a taxa de descarga,
Canto maior sexa a duración da área da plataforma, canto maior sexa a tensión da plataforma, máis lenta será a caída de tensión.
3) Cando a enerxía da batería está case rematada, a tensión de carga da batería comeza a caer bruscamente ata alcanzar a tensión de parada de descarga.
Durante a proba, hai dúas formas de recoller datos
(1) Recolle os datos de corrente, tensión e tempo segundo o intervalo de tempo establecido Δ t;
(2) Recolle os datos de corrente, tensión e tempo segundo a diferenza de cambio de tensión establecida Δ V. A precisión dos equipos de carga e descarga inclúe principalmente a precisión da corrente, a precisión da tensión e a precisión do tempo. A táboa 2 mostra os parámetros do equipo dunha determinada máquina de carga e descarga, onde o % FS representa a porcentaxe do rango completo e o 0.05 % RD refírese ao erro medido dentro do intervalo do 0.05 % da lectura. Os equipos de carga e descarga xeralmente usan fonte de corrente constante CNC en lugar de resistencia de carga para a carga, de xeito que a tensión de saída da batería non ten nada que ver coa resistencia da serie ou a resistencia parasitaria do circuíto, senón que só está relacionada coa tensión E e a resistencia interna. r e a corrente de circuíto I da fonte de tensión ideal equivalente á batería. Se a resistencia se usa para carga, establece a tensión da fonte de tensión ideal da batería equivalente a E, a resistencia interna é r e a resistencia de carga é R. Mide a tensión en ambos os extremos da resistencia de carga coa tensión. medidor, como se mostra na figura anterior da Figura 6. Non obstante, na práctica, hai unha resistencia de chumbo e unha resistencia de contacto do dispositivo (resistencia parasitaria uniforme) no circuíto. O diagrama de circuíto equivalente mostrado na FIG. 3 móstrase na seguinte figura da FIG. 3. Na práctica, introdúcese inevitablemente a resistencia parasitaria, de xeito que a resistencia de carga total se fai grande, pero a tensión medida é a tensión nos dous extremos da resistencia de carga R, polo que se introduce o erro.
Fig. 3 O diagrama de bloques principal e o diagrama de circuíto equivalente real do método de descarga de resistencia
Cando se utiliza a fonte de corrente constante coa corrente I1 como carga, o diagrama esquemático e o diagrama de circuíto equivalente real móstranse na figura 7. E, I1 son valores constantes e r é constante durante un tempo determinado.
A partir da fórmula anterior, podemos ver que as dúas tensións de A e B son constantes, é dicir, a tensión de saída da batería non está relacionada co tamaño da resistencia en serie no bucle e, por suposto, non ten nada que ver. coa resistencia parasitaria. Ademais, o modo de medición de catro terminais pode conseguir unha medición máis precisa da tensión de saída da batería.
Figura 4 Diagrama de bloques de equiple e diagrama de circuíto equivalente real da carga da fonte de corrente constante
A fonte simultánea é un dispositivo de alimentación que pode proporcionar corrente constante á carga. Aínda pode manter a corrente de saída constante cando a fonte de alimentación externa fluctúa e cambian as características de impedancia.
Os equipos de proba de carga e descarga xeralmente usan o dispositivo semicondutor como elemento de fluxo. Ao axustar o sinal de control do dispositivo semicondutor, pode simular unha carga de diferentes características, como corrente constante, presión constante e resistencia constante, etc. O modo de proba de descarga da batería de ión-litio inclúe principalmente a descarga de corrente constante, a descarga de resistencia constante, a descarga de enerxía constante, etc. a descarga de intervalo pódese dividir en descarga intermitente e descarga de pulso. Durante a proba de descarga, a batería descárgase segundo o modo configurado e deixa de descargarse despois de alcanzar as condicións establecidas. As condicións de corte de descarga inclúen o corte de tensión, o tempo de corte, o corte de capacidade, o corte de gradiente de tensión negativo, etc. O cambio da tensión de descarga da batería está relacionado co sistema de descarga. é, o cambio da curva de descarga tamén se ve afectado polo sistema de descarga, incluíndo: corrente de descarga, temperatura de descarga, tensión de terminación de descarga; descarga intermitente ou continua. Canto maior é a corrente de descarga, máis rápido cae a tensión de funcionamento; coa temperatura de descarga, a curva de descarga cambia suavemente.
(1) Descarga de corrente constante
Cando a descarga de corrente constante, establécese o valor actual e, a continuación, alcánzase o valor actual axustando a fonte de corrente constante CNC, para realizar a descarga de corrente constante da batería. Ao mesmo tempo, recóllese o cambio de voltaxe final da batería para detectar as características de descarga da batería. A descarga de corrente constante é a descarga da mesma corrente de descarga, pero a tensión da batería segue caendo, polo que a potencia continúa caendo. A figura 5 é a curva de tensión e corrente da descarga de corrente constante das baterías de ión-litio. Debido á descarga de corrente constante, o eixe do tempo convértese facilmente no eixe da capacidade (o produto da corrente e do tempo). A figura 5 mostra a curva tensión-capacidade en descarga de corrente constante. A descarga de corrente constante é o método de descarga máis utilizado nas probas de baterías de iones de litio.
Figura 5 curvas de carga de tensión constante de corrente constante e de descarga de corrente constante a diferentes taxas multiplicadoras
(2) Descarga de enerxía constante
Cando se descarga a potencia constante, o valor de potencia constante P fíxase primeiro e recóllese a tensión de saída U da batería. No proceso de descarga, é necesario que P sexa constante, pero U está cambiando constantemente, polo que é necesario axustar continuamente a corrente I da fonte de corrente constante do CNC segundo a fórmula I = P / U para conseguir o propósito de descarga de potencia constante. . Manteña a potencia de descarga sen cambios, porque a tensión da batería segue caendo durante o proceso de descarga, polo que a corrente na descarga de enerxía constante segue aumentando. Debido á descarga de enerxía constante, o eixe de coordenadas do tempo convértese facilmente no eixe de coordenadas da enerxía (o produto da potencia e do tempo).
Figura 6 Curvas de carga e descarga de potencia constante a diferentes velocidades de duplicación
Comparación entre descarga de corrente constante e descarga de potencia constante
Figura 7: (a) diagrama de capacidade de carga e descarga en diferentes relacións; b) Curva de carga e descarga
A figura 7 mostra os resultados de diferentes probas de relación de carga e descarga nos dous modos de batería de litio fosfato de ferro. Segundo a curva de capacidade da FIG. 7 (a), co aumento da corrente de carga e descarga no modo de corrente constante, a capacidade real de carga e descarga da batería diminúe gradualmente, pero o rango de cambio é relativamente pequeno. A capacidade real de carga e descarga da batería diminúe gradualmente co aumento da potencia, e canto maior sexa o multiplicador, máis rápido se reducirá a capacidade. A capacidade de descarga de 1 h é inferior ao modo de fluxo constante. Ao mesmo tempo, cando a taxa de carga e descarga é inferior á taxa de 5 h, a capacidade da batería é maior baixo a condición de enerxía constante, mentres que a capacidade da batería é maior que a taxa de 5 h é maior baixo a condición de corrente constante.
A partir da figura 7 (b) amosa a curva capacidade-tensión, baixo a condición de baixa relación, a curva de capacidade-tensión de dous modos da batería de fosfato de ferro de litio e o cambio da plataforma de tensión de carga e descarga non é grande, pero baixo a condición de alta relación, modo de tensión constante de corrente constante de tempo de tensión constante significativamente máis longo, e plataforma de tensión de carga aumentou significativamente, plataforma de tensión de descarga é significativamente reducida.
(3) Descarga de resistencia constante
Cando se descarga a resistencia constante, primeiro se establece un valor de resistencia constante R para recoller a tensión de saída da batería U. Durante o proceso de descarga, é necesario que R sexa constante, pero U está cambiando constantemente, polo que o valor I actual da corrente constante CNC A fonte debe axustarse constantemente segundo a fórmula I=U/R para conseguir o propósito de descarga de resistencia constante. A tensión da batería sempre está a diminuír no proceso de descarga e a resistencia é a mesma, polo que a corrente de descarga I tamén é un proceso decrecente.
(4) Descarga continua, descarga intermitente e descarga de pulso
A batería descárgase en corrente constante, potencia constante e resistencia constante, mentres se utiliza a función de temporización para realizar o control da descarga continua, a descarga intermitente e a descarga de pulso. A figura 11 mostra as curvas de corrente e de tensión dunha proba típica de carga/descarga de pulso.
Figura 8 Curvas de corrente e curvas de tensión para probas típicas de carga-descarga de pulsos
A curva de descarga refírese á curva da tensión, corrente, capacidade e outros cambios da batería ao longo do tempo durante o proceso de descarga. A información contida na curva de carga e descarga é moi rica, incluíndo a capacidade, enerxía, tensión de traballo e plataforma de tensión, a relación entre o potencial do electrodo e o estado de carga, etc. Os principais datos rexistrados durante a proba de descarga son o tempo. evolución da corrente e da tensión. A partir destes datos básicos pódense obter moitos parámetros. A continuación detállanse os parámetros que se poden obter mediante a curva de descarga.
(1) Tensión
Na proba de descarga da batería de iones de litio, os parámetros de tensión inclúen principalmente a plataforma de tensión, a tensión media, a tensión media, a tensión de corte, etc. A tensión da plataforma é o valor de tensión correspondente cando o cambio de tensión é mínimo e o cambio de capacidade é grande. , que se pode obter a partir do valor pico de dQ/dV. A tensión media é o valor de tensión correspondente á metade da capacidade da batería. Para materiais máis obvios na plataforma, como fosfato de ferro de litio e titanato de litio, a tensión media é a tensión da plataforma. A tensión media é a área efectiva da curva tensión-capacidade (é dicir, enerxía de descarga da batería) dividida pola fórmula de cálculo da capacidade u = U (t) * I (t) dt / I (t) dt. A tensión de corte refírese á tensión mínima permitida cando a batería se descarga. Se a tensión é inferior á tensión de corte de descarga, a tensión nos dous extremos da batería caerá rapidamente, formando unha descarga excesiva. A sobrecarga pode causar danos á substancia activa do electrodo, perder a capacidade de reacción e acurtar a vida útil da batería. Como se describe na primeira parte, a tensión da batería está relacionada co estado de carga do material do cátodo e co potencial do electrodo.
(2) Capacidade e capacidade específica
A capacidade da batería refírese á cantidade de electricidade liberada pola batería baixo un determinado sistema de descarga (baixo unha determinada corrente de descarga I, temperatura de descarga T, voltaxe de corte de descarga V), indicando a capacidade da batería para almacenar enerxía en Ah ou C A capacidade vese afectada por moitos elementos, como a corrente de descarga, a temperatura de descarga, etc. O tamaño da capacidade está determinado pola cantidade de substancias activas nos electrodos positivos e negativos.
Capacidade teórica: a capacidade dada pola substancia activa na reacción.
Capacidade real: a capacidade real liberada baixo un determinado sistema de descarga.
Capacidade nominal: refírese á cantidade mínima de enerxía garantida pola batería nas condicións de descarga deseñadas.
Na proba de descarga, a capacidade calcúlase integrando a corrente ao longo do tempo, é dicir, C = I (t) dt, corrente constante en t descarga constante, C = I (t) dt = I t; Resistencia constante R descarga, C = I (t) dt = (1 / R) * U (t) dt (1 / R) * fóra (u é a tensión media de descarga, t é o tempo de descarga).
Capacidade específica: Para comparar as diferentes baterías, introdúcese o concepto de capacidade específica. A capacidade específica refírese á capacidade dada pola substancia activa da unidade de masa ou do electrodo unitario de volume, que se denomina capacidade específica de masa ou capacidade específica de volume. O método de cálculo habitual é: capacidade específica = primeira capacidade de descarga da batería / (masa da substancia activa * taxa de utilización da substancia activa)
Factores que afectan a capacidade da batería:
a. A corrente de descarga da batería: canto maior sexa a corrente, a capacidade de saída diminúe;
b. Temperatura de descarga da batería: cando a temperatura diminúe, a capacidade de saída diminúe;
c. A tensión de corte de descarga da batería: o tempo de descarga establecido polo material do electrodo e o límite da propia reacción do electrodo é xeralmente de 3.0 V ou 2.75 V.
d. Tempos de carga e descarga da batería: despois de múltiples cargas e descargas da batería, debido á falla do material do electrodo, a batería poderá reducir a capacidade de descarga da batería.
e. As condicións de carga da batería: taxa de carga, temperatura, tensión de corte afectan á capacidade da batería, determinando así a capacidade de descarga.
Método de determinación da capacidade da batería:
As diferentes industrias teñen diferentes estándares de proba segundo as condicións de traballo. Para as baterías de iones de litio para produtos 3C, segundo a norma nacional GB / T18287-2000 Especificación xeral para baterías de iones de litio para teléfonos móbiles, o método de proba de capacidade nominal da batería é o seguinte: a) carga: carga 0.2C5A; b) descarga: descarga 0.2C5A; c) cinco ciclos, dos cales un é cualificado.
Para a industria de vehículos eléctricos, segundo a norma nacional GB / T 31486-2015 Requisitos de rendemento eléctrico e métodos de proba para a batería de enerxía para vehículos eléctricos, a capacidade nominal da batería refírese á capacidade (Ah) liberada pola batería a temperatura ambiente. con 1I1 (A) de descarga de corrente para alcanzar a tensión de terminación, na que I1 é unha corrente de descarga de 1 hora, cuxo valor é igual a C1 (A). O método de proba é:
A) A temperatura ambiente, detén a tensión constante cando se carga con carga de corrente constante ata a tensión de terminación de carga especificada pola empresa e detén a carga cando a corrente de terminación de carga baixa a 0.05I1 (A) e mantén a carga durante 1 h despois. cargando.
Bb) A temperatura ambiente, a batería descárgase con corrente 1I1 (A) ata que a descarga alcanza a tensión de terminación de descarga especificada nas condicións técnicas da empresa;
C) capacidade de descarga medida (medida por Ah), calcular a enerxía específica de descarga (medida por Wh / kg);
3 d) Repita os pasos a) -) c) 5 veces. Cando a diferenza extrema de 3 probas consecutivas sexa inferior ao 3% da capacidade nominal, a proba pode rematarse con antelación e os resultados das 3 últimas probas poden ser mediados.
(3) Estado de carga, SOC
SOC (State of Charge) é un estado de carga, que representa a relación entre a capacidade restante da batería e o seu estado de carga total despois dun período de tempo ou moito tempo baixo unha determinada taxa de descarga. O método de "voltaxe de circuíto aberto + integración horaria" utiliza o método de tensión de circuíto aberto para estimar a capacidade de carga do estado inicial da batería e, a continuación, utiliza o método de integración horaria para obter a enerxía consumida polo a. -Método de integración temporal. A potencia consumida é o produto da corrente de descarga e o tempo de descarga, e a potencia restante é igual á diferenza entre a potencia inicial e a potencia consumida. A estimación matemática SOC entre a tensión de circuíto aberto e a integral dunha hora é:
Onde CN é a capacidade nominal; η é a eficiencia carga-descarga; T é a temperatura de uso da batería; I é a corrente da batería; t é o tempo de descarga da batería.
DOD (Depth of Discharge) é a profundidade de descarga, unha medida do grao de descarga, que é a porcentaxe da capacidade de descarga sobre a capacidade de descarga total. A profundidade de descarga ten unha gran relación coa vida útil da batería: canto máis profunda sexa a profundidade de descarga, menor será a vida útil. A relación calcúlase para SOC = 100% -DOD
4) Enerxía e enerxía específica
A enerxía eléctrica que a batería pode producir facendo traballo externo en determinadas condicións chámase enerxía da batería, e a unidade exprésase xeralmente en wh. Na curva de descarga, a enerxía calcúlase do seguinte xeito: W = U (t) * I (t) dt. En descarga de corrente constante, W = I * U (t) dt = It * u (u é a tensión media de descarga, t é o tempo de descarga)
a. Enerxía teórica
O proceso de descarga da batería está nun estado de equilibrio e a tensión de descarga mantén o valor da forza electromotriz (E) e a taxa de utilización da substancia activa é do 100%. Nesta condición, a enerxía de saída da batería é a enerxía teórica, é dicir, o traballo máximo realizado pola batería reversible a temperatura e presión constantes.
b. A enerxía real
A enerxía de saída real da descarga da batería chámase enerxía real, a normativa da industria de vehículos eléctricos ("GB / T 31486-2015 Power Battery Electrical Performance Requirements and Test Methods for electric Vehicles"), a batería a temperatura ambiente con 1I1 (A ) descarga de corrente, para alcanzar a enerxía (Wh) liberada pola tensión de terminación, chamada enerxía nominal.
c. enerxía específica
A enerxía dada por unha batería por unidade de masa e por unidade de volume chámase enerxía específica de masa ou enerxía específica de volume, tamén chamada densidade de enerxía. En unidades de wh/kg o wh/L.
A forma máis básica da curva de descarga é a curva tensión-tempo e tempo de corrente. A través da transformación do cálculo do eixe do tempo, a curva de descarga común tamén ten a curva de tensión-capacidade (capacidade específica), a curva de tensión-enerxía (enerxía específica), a curva de tensión-SOC, etc.
(1) Curva voltaxe-tempo e tempo actual
Figura 9 Curvas tensión-tempo e corrente-tempo
(2) Curva tensión-capacidade
Figura 10 Curva tensión-capacidade
(3) Curva tensión-enerxía
Figura Figura 11. Curva tensión-enerxía
responder dentro de 6 horas, calquera pregunta é benvida!
