リチウム イオン電池の不一致の害およびそれを取扱う方法を
July 29, 2020
リチウム イオン電池の不一致の害およびそれを取扱う方法を
力リチウム イオン電池は着実に電気自動車の電源のリーダーの位置を占めました。改善のための長い耐用年数、高エネルギー密度および大きい潜在性。安全は変え、エネルギー密度は上がり続けることができます。予知可能な時間では（伝説は約2020年です）、それは燃料車の持久力およびコスト パフォーマンスに追いつき、電気自動車の最初の成長した段階を書き入れることができます。但し、リチウム イオン電池にまたリチウム イオン電池の悩みがあります。
1. 小さいほとんどのリチウム イオン電池がなぜあるか
リチウム イオン電池、円柱電池、ソフト パック電池は従来の鉛酸電池のような、私達が見た正方形電池は一般にきれい、美しく、およびそこに事ではないです。なぜか。
高エネルギー密度によって、リチウム イオン電池は頻繁に大容量を設計して恐れています。鉛酸電池のエネルギー密度は40Wh/kgのまわりにリチウム イオン電池は150Wh/kgを超過したが、あります。エネルギー集中の増加によって、安全のための条件は上がっています。
まず、それは事故でしかリチウム イオン電池の極端に高い量をできないリチウム イオン電池のために非常に危なく、電池の中の熱逃亡使用および鋭い反作用を引き起こします。近いうちに、非常に危ないたくさんのエネルギーは解放されることをどこもあります。特に安全技術および管理および制御ケイパビリティの開発が十分なとき、各電池の容量は抑制されるべきです。
2番目に事故が起これば、リチウム イオン電池の貝で包まれたエネルギーは消防士によって得難く、無力および消灯の代理店です。それらは事故の場合にエネルギーが排出されるまでしか場面を隔離し、事故電池が単独で反応するようにしてもいくないです。
当然、安全のために、現在のリチウム イオン電池は多数の安全処置と設計されていました推論します。円柱電池を一例として取って下さい。
電池の内部反作用が正常範囲、温度の上昇および側面の反作用ガスを超過するとき安全弁は、圧力達します設計価値に、安全弁自動的に開きます圧力を解放するために発生します。安全弁が、電池開く時は完全に失敗します。
サーミスターおよびある細胞はサーミスターが装備されています。過電流が起これば、抵抗がある特定の温度、抵抗の価値増加、およびループ低下の流れにはっきりと達した後、それ以上の温度の上昇を防ぐ。
過電流の危険が起こったら、電池細胞装備されています過電流溶解機能のヒューズが、回路不道徳な事故の発生を防ぐために切られます溶かして下さい。
2. 李イオン電池の一貫性問題
リチウム イオン電池は大きい1にそう多くの小さい電池組織されなければなりません作ることができません。皆は懸命に働き、互いに協力それらはまた電気自動車によって飛んでもいいです。現時点で、私達は問題、一貫性に直面しなければなりません。
一貫していてなぜ下さいか
私達の毎日の関連した経験は2つの乾電池の肯定的で、否定的な棒が接続されれば、懐中電燈はライトを出すことができることです。だれがほぼ同じ位および矛盾した事を気遣うか。リチウム イオン電池の大規模な適用はあまり簡単ではないです。
リチウム イオン電池変数の不一致は主に容量、内部抵抗および開路の電圧の不一致を示します。矛盾した電池がシリーズで一緒に使用されれば、次の問題は起こります。
1) 容量の損失。単一セルは電池のパックを形作ります。容量は「バレル主義に」の合致します。最も悪い細胞の容量は全体の電池のパックの容量を定めます。
次の通り電池が過充電および、電池の管理システムの論理がセットアップされるoverdischargingことを防ぐためには:排出するとき、最も低い細胞の電圧が排出の締切り電圧に達するとき、全体の電池のパックは排出することを止めます;満たした場合、最も高い細胞の電圧が満たすことを止めるように充満締切り電圧に達する時。
シリーズの2つの電池を一例として取って下さい。1つの電池にCの容量があり、他に0.9Cだけの容量があります。直列接続では、2つの電池は同じ流れを渡します。
、電池は小さい容量と満たした場合十分に最初に満たされなければなり充満締切りの状態は達され、システムは満たし続けません。排出した場合、小さい容量の電池はすべての有効エネルギーを最初に出さなければなりシステムはすぐに排出することを止めます。
このように、小さい容量の電池は常に十分に大容量の電池は容量の一部分を常に使用するが、排出されます。全体の電池のパックの容量の一部分は遊んでいます常に
2) 生命損失は、同様に、短い寿命の細胞によって電池のパックの生命定められます。短い寿命のスパンが付いている細胞が小さい容量の細胞であることは可能性が高いです。小型容量電池は十分に満たされ、必ず排出され、本当らしい出力は生命の焦点に最初に達するには余りにも強いです。電池細胞の生命は終わり、一緒に溶接された電池細胞のグループは死にます。
3) 内部抵抗の増加は異なった内部抵抗を、同じ流れ貫流し、大きい内部抵抗の細胞はより多くの熱を発生させます。電池の温度は余りにも高く、加速するには悪化率をもたらします内部抵抗はなお一層の増加。内部抵抗および温度の上昇は高い内部抵抗の細胞の悪化を加速する組の負帰還を形作ります。
上記の3つの変数は完全に独立していません。深い老化する程度の電池の内部抵抗はより大きく、容量の減少はまた多くです。別の説明、ちょうど影響のそれぞれの方向をはっきり表現するため。
3. 不一致を取扱う方法
電池の中心の性能の不一致は工程の間に形作られ、使用の間に深まります。同じ電池のパックの電池細胞は弱いののために弱く常に、加速的により弱くなります。単一セル間の変数の分散のある程度は老化することのある程度が深まると同時に増加します。
現在、エンジニアは単一セルの不一致を取扱うと3つの面が考慮するべきです。、分かれることの後の熱管理は分類する、単一電池わずか不一致が起こるとき電池の管理システム同等化機能を提供します。
1) 分類
電池の異なったバッチは理論で一緒に使用されるべきではないです。同じバッチの電池は選別されなければなり比較的集中された変数の電池は電池のパックと同じ電池のパックに置かれます。
分類の目的は同じような変数の細胞を選ぶことです。分類方法は長年にわたり調査され、2つの部門に主に分けられます:分類し、動的分類する空電。
静的な分類は細胞の開路の電圧、内部抵抗、容量および他の独特変数を選別することターゲット変数を選び、統計的なアルゴリズムをもたらし、スクリーニング規準を置き、そして何人かのグループに最終的に細胞の同じバッチを分けます。
動的スクリーニングは満たし、排出プロセスの間に電池細胞の特徴に基づいています。一部は一定した現在および一定した電圧充満プロセスを選びます、一部は脈拍の衝撃充満を選び、プロセスを排出し、一部は自身の満たし、排出カーブを比較します。関係。
動的および静的な分類を結合して、静的なスクリーニングは予備に分かれることのために使用され、スクリーニングが正確さより高い分けることができ、費用はが動的スクリーニングはこの基礎でより多くのグループがそれに応じて上がりますように、行われます。
力リチウム イオン電池の生産のスケールの重要性の小さい反射はここにあります。大規模な郵送物は製造業者がより良い分類を行い、より近い性能と電池のパックを得ることを可能にします。出力が電池のパックが装備されているには余りにも小さく、余りにも多くのグループがあれば、1つのバッチはできないし最もよい方法は使用されません。
2) 熱管理
矛盾した内部抵抗の電池のために、別の熱の問題は現われます。熱管理システムの付加は小さい範囲でそれを保つために全体の電池のパックの温度の相違を調節できます。より多くの熱を発生させる細胞にまだ高温上昇がありますが、他の細胞から分かれないし、低下のレベルに重要な相違がありません。
3) バランス
電池細胞の不一致は全体のシステム容量の減少に終って制御境界に、最初に達する他の電池細胞に先んじて、ある電池細胞の末端の電圧常にあります。この問題を解決するためには、電池の管理システムBMSはバランスをとる機能を設計しました。
ある特定の細胞は最初に他の細胞の電圧は明らかに後ろ遅れているが、充満締切り電圧に達します。BMSは充満同等化機能を活動化させか、または高圧細胞の力の排出の部品に抵抗器を接続しか、またはエネルギーを移し、そして電圧細胞によってが上がる低速に置きました。このように、充満締切りの状態は持ち上がります、充満プロセスは再始動し、電池のパックはより多くの力と満たされます。
今まで、電池の不一致は今でも企業の重要な研究分野です。高い電池細胞のエネルギー密度があってもいかに、電池のパック容量は不一致に出会えば非常に減ります。