Počas procesu nabíjania a vybíjania batérie, ako sa mení hĺbka nabitia a vybitia, sa neustále mení aj napätie. Ak použijeme kapacitu ako horizontálnu súradnicu a napätie ako vertikálnu súradnicu, môžeme získať jednoduchú krivku nabíjania a vybíjania, ktorá obsahuje veľa informácií o elektrickom výkone batérie. Tieto krivky nakreslené s parametrami článku batérie, ako je čas, kapacita, SOC, napätie atď. podieľajúce sa na nabíjaní a vybíjaní ako súradnice, sa nazývajú krivky nabíjania a vybíjania. Tu sú niektoré bežné krivky nabíjania a vybíjania.
Krivka čas-prúd/napätie
● Konštantný prúd
Počas nabíjania a vybíjania konštantným prúdom je prúd konštantný a súčasne sa zhromažďuje zmena svorkového napätia batérie, čo sa často používa na zisťovanie charakteristík vybíjania batérie. Počas procesu vybíjania zostáva vybíjací prúd nezmenený, napätie batérie sa znižuje a vybíjací výkon tiež klesá. Vzorová krivka je znázornená na obrázku nižšie.
● Konštantný prúd a konštantné napätie (nabíjanie)
V porovnaní s nabíjaním konštantným prúdom má nabíjanie konštantným prúdom na konci nabíjania proces konštantného napätia. Na konci nabíjania sa napätie stáva konštantným, keď dosiahne cieľovú hodnotu, zatiaľ čo prúd postupne klesá. Po dosiahnutí vypínacieho prúdu sa nabíjanie konštantným napätím konštantným prúdom ukončí. Keďže napätie batérie po opustení obdobia plató značne kolíše, ak sa pokračuje v nabíjaní konštantným prúdom, batéria nemôže dosiahnuť ideálny stav plného nabitia. Preto je potrebné prejsť na konštantné napätie a znížiť prúd, aby sa batéria čo najviac dostala do vyššieho stavu nabitia. Vzorová krivka je znázornená na obrázku nižšie.
● Konštantný výkon
Celý proces nabíjania a vybíjania prebieha pri konštantnom výkone. Podľa P=UI sa napätie pri konštantnom nabíjaní postupne zvyšuje a prúd postupne znižuje a pri vybíjaní konštantným výkonom sa napätie postupne znižuje a prúd sa postupne zvyšuje. Podľa bežného vypínacieho napätia nabíjania a vybíjania batérie LFP 3.65-2.5V môže koncový vybíjací prúd dosiahnuť takmer 1,5-násobok koncového nabíjacieho prúdu. Príklad krivky je znázornený na obrázku nižšie.
● Nepretržitý, prerušovaný, pulzný
Pri konštantnom prúde alebo výkone sa funkcia časovania používa na dosiahnutie nepretržitého, prerušovaného a pulzného riadenia nabíjania a vybíjania. Tieto špeciálne režimy nabíjania a vybíjania sa často používajú na vyhodnotenie vnútorného odporu jednosmerného prúdu batérie. Vzorová krivka je znázornená na obrázku nižšie.
Krivka kapacity a napätia
Vodorovná os krivky kapacity a napätia odráža kapacitu nabitia a vybitia batérie, stav nabitia a ďalšie informácie, zatiaľ čo zvislá os zahŕňa napäťovú platformu batérie, inflexný bod, polarizáciu a ďalšie informácie. Na obrázku nižšie je vybíjacia krivka lítium-železofosfátovej batérie pri rôznych teplotách.
Sadzobná krivka
Prúdová hustota ovplyvňuje rýchlosť elektrochemickej reakcie, čím sa menia výkonové parametre batérie. Pri porovnávaní batérií rôznych kapacít nie je možné použiť rovnaký prúd, preto sa na určenie relatívneho prúdu používa sadzba. Napríklad {{0}}.1C je 0,3A pre 3Ah 18650 batériu a 28A pre 280Ah prizmatickú batériu. Jednoducho povedané, konkrétna aktuálna hodnota predstavovaná rýchlosťou je rýchlosť vynásobená kapacitou batérie.
Pri označovaní kapacity batérie treba brať do úvahy nabíjací a vybíjací prúd, pretože kapacita sa bude pri rôznych rýchlostiach líšiť. Ak chcete napríklad kalibrovať kapacitu batérie pri rôznych rýchlostiach, môžete ju nastaviť tak, aby sa menila krok za krokom s rýchlosťou cyklu nabíjania a vybíjania, a potom nakresliť krivku rýchlosti s kapacitou vybíjania ako zvislou osou a počtom nabití. a časy vybíjania ako horizontálna os.
krivka dQ/dV
Názov krivky dQ/dV je jej premenná na osi y, teda rýchlosť zmeny objemu na jednotku intervalu napätia. Horizontálna os krivky dQ/dV je vo všeobecnosti SOC, kapacita alebo napätie, ktoré odráža zmenu rýchlosti zmeny kapacity. Miesto, kde je rýchlosť zmeny veľká, sa zobrazí ako charakteristický pík na krivke, ktorý vo všeobecnosti zodpovedá procesu elektrochemickej reakcie.
Krivka dQ/dV nám môže povedať, kde je napäťová platforma batérie, kedy dochádza k elektrochemickej reakcii a ako sa reakčný proces mení so starnutím batérie a inými zmenami stavu. Všeobecne povedané, chemické reakcie sú rýchle, takže dátové body na krivke vyžadujú vyššiu presnosť. Výstupná krivka dQ/dV má preto určité požiadavky na zber nespracovaných údajov, inak nie je možné urobiť krivku so zjavnými vrcholmi. Pri vykonávaní testov nabíjania a vybíjania môžete nastaviť interval napätiaΔV=10~50mV na zhromažďovanie údajov alebo časový intervalΔt=10-50ms a potom zobraziť nespracované údaje s rovnakými rozdielmi napätia.
Nasledujúci obrázok ukazuje krivku dQ/dV pri rôznom počte cyklov.
Krivka cyklu
Vieme, že životnosť batérie sa delí na životnosť kalendára a životnosť cyklu. Kalendárna životnosť je čas, za ktorý sa kapacita batérie do určitej miery stratí pri prirodzenom umiestnení, zatiaľ čo životnosť za cyklus je počet nepretržitých nabíjaní a vybíjania batérie, kým sa jej kapacita do určitej miery nezníži. Životnosť cyklu je jedným z dôležitých ukazovateľov na meranie výkonu batérie.
Údaje o cykle testovania lítium-iónových batérií sú akumuláciou údajov o jedinom nabití a vybití. Je možné extrahovať rôzne údaje o jedinom nabití a vybití, aby sa vytvorili viaceré krivky pre rôzne aspekty analýzy. Najjednoduchšia krivka životnosti cyklu má na osi x počet cyklov a os y kapacitu vybíjania alebo mieru zadržania kapacity, ako je znázornené na obrázku nižšie. Ako cyklus pokračuje, kapacita batérie sa ďalej znižuje a systém nabíjania a vybíjania má významný vplyv na znižovanie kapacity batérie.
Môžete tiež porovnať krivky kapacity a napätia nabíjania a vybíjania v rôznych časoch, ako je znázornené na obrázku nižšie. Ako cyklus postupuje, počiatočné napätie nabíjania a vybíjania sa posúva, vnútorný odpor jednosmerného prúdu batérie sa mení a kapacita nabíjania a vybíjania sa postupne znižuje.
Okrem vyššie uvedených dvoch typov existuje mnoho ďalších kriviek s počtom cyklov ako horizontálnou osou a parametrami ovplyvnenými útlmom cyklu batérie ako vertikálnou osou, ktoré zohrávajú úlohu pri analýze faktorov ovplyvňujúcich životnosť batérie. bunka a predpovedanie životnosti cyklu. Ako je znázornené na obrázku nižšie, odráža teoretickú hodnotu životnosti batérie ovplyvnenú úrovňou účinnosti Coulomb. CE je coulombovská účinnosť, Ck je miera zachovania kapacity a k je počet cyklov.
TOB NEW ENERGY poskytuje kompletnú sadutester batériípre výskum a výrobu batérií
