В процессе заряда и разряда аккумулятора по мере изменения глубины заряда и разряда напряжение также постоянно меняется. Если мы используем емкость в качестве горизонтальной координаты и напряжение в качестве вертикальной координаты, мы можем получить простую кривую заряда и разряда, которая содержит множество подсказок об электрических характеристиках батареи. Эти кривые, построенные с использованием параметров аккумуляторных элементов, таких как время, емкость, SOC, напряжение и т. д., участвующих в заряде и разряде в качестве координат, называются кривыми заряда и разряда. Вот некоторые общие кривые заряда и разряда.
Кривая время-ток/напряжение
● Постоянный ток
Во время зарядки и разрядки постоянным током ток является постоянным, и одновременно регистрируется изменение напряжения на клеммах аккумулятора, что часто используется для определения характеристик разряда аккумулятора. В процессе разряда ток разряда остается неизменным, напряжение батареи снижается, мощность разряда также продолжает уменьшаться. Пример кривой показан на рисунке ниже.
● Постоянный ток и постоянное напряжение (зарядка)
По сравнению с зарядкой постоянным током, зарядка постоянным током при постоянном напряжении имеет процесс постоянного напряжения в конце зарядки. В конце зарядки напряжение становится постоянным, когда достигает целевого значения, а ток постепенно снижается. Когда достигается ток отключения, зарядка постоянным током при постоянном напряжении заканчивается. Поскольку напряжение батареи сильно колеблется после выхода из периода плато, если зарядка постоянным током продолжается, батарея не может достичь идеального состояния полной зарядки. Поэтому необходимо переключиться на постоянное напряжение и уменьшить ток, чтобы аккумулятор достиг максимально высокого уровня заряда. Пример кривой показан на рисунке ниже.
● Постоянная мощность
Весь процесс зарядки и разрядки происходит при постоянной мощности. Согласно P=UI, напряжение постепенно увеличивается, а ток постепенно уменьшается во время зарядки постоянной мощности, а напряжение постепенно уменьшается, а ток постепенно увеличивается во время разрядки постоянной мощности. В соответствии с обычным напряжением отключения зарядки и разрядки аккумулятора LFP 3,65-2,5 В, конечный ток разряда может почти в 1,5 раза превышать конечный ток зарядки. Пример кривой показан на рисунке ниже.
● Непрерывный, прерывистый, импульсный.
При постоянном токе или мощности функция синхронизации используется для обеспечения непрерывного, прерывистого и импульсного управления зарядом и разрядом. Эти специальные режимы зарядки и разрядки часто используются для оценки внутреннего сопротивления батареи постоянному току. Пример кривой показан на рисунке ниже.
Кривая мощности-напряжения
Горизонтальная ось кривой «емкость-напряжение» отражает зарядную и разрядную емкость аккумулятора, состояние заряда и другую информацию, а вертикальная ось включает в себя платформу напряжения аккумулятора, точку перегиба, поляризацию и другую информацию. На рисунке ниже представлена кривая разрядки литий-железо-фосфатной батареи при различных температурах.
Кривая ставок
Плотность тока влияет на скорость электрохимической реакции, тем самым изменяя параметры работы аккумулятора. При сравнении аккумуляторов разной емкости один и тот же ток неприменим, поэтому для определения относительного тока используют показатель. Например, {{0}}.1C составляет 0,3 А для аккумулятора 18650 емкостью 3 Ач и 28 А для призматического аккумулятора емкостью 280 Ач. Проще говоря, конкретное значение тока, представленное скоростью, представляет собой скорость, умноженную на емкость аккумулятора.
При маркировке емкости аккумулятора необходимо учитывать ток заряда и разряда, поскольку при разных показателях емкость будет разной. Например, чтобы откалибровать емкость аккумулятора с разными скоростями, вы можете настроить ее на пошаговое изменение скорости цикла зарядки и разрядки, а затем нарисовать кривую скорости с емкостью разряда в качестве вертикальной оси и количеством зарядов. и время разряда по горизонтальной оси.
Кривая dQ/dV
Название кривой dQ/dV — это ее переменная по оси y, то есть скорость изменения объема на единицу интервала напряжения. Горизонтальная ось кривой dQ/dV обычно представляет собой SOC, емкость или напряжение, которое отражает изменение скорости изменения емкости. Место, где скорость изменения велика, отображается в виде характерного пика на кривой, что обычно соответствует процессу электрохимической реакции.
Кривая dQ/dV может сказать нам, где находится платформа напряжения батареи, когда происходит электрохимическая реакция и как меняется процесс реакции по мере старения батареи и других изменений состояния. Вообще говоря, химические реакции происходят быстро, поэтому точки данных на кривой требуют более высокой точности. Поэтому выходная кривая dQ/dV имеет определенные требования к сбору необработанных данных, иначе невозможно построить кривую с явными пиками. При выполнении тестов заряда и разряда вы можете установить интервал напряжения ΔV=10~50 мВ для сбора данных или интервал времени Δt=10-50 мс, а затем просмотреть необработанные данные с равными разностями напряжения.
На следующем рисунке показана кривая dQ/dV при различном количестве циклов.
Кривая цикла
Мы знаем, что срок службы батареи делится на календарный и циклический. Календарный срок службы — это время, необходимое для определенной потери емкости батареи при естественном размещении, а циклический срок службы — это количество раз, когда батарея непрерывно заряжается и разряжается до определенной степени снижения ее емкости. Срок службы батареи является одним из важных показателей для измерения срока службы батареи.
Данные циклических испытаний литий-ионных аккумуляторов представляют собой накопление данных об однократном заряде и разряде. Различные данные об отдельных зарядах и разрядах могут быть извлечены для построения нескольких кривых для разных аспектов анализа. Простейшая кривая срока службы циклов представляет собой число циклов по оси X, а разрядную емкость или коэффициент сохранения емкости по оси Y, как показано на рисунке ниже. По мере прохождения цикла емкость аккумулятора продолжает уменьшаться, и система зарядки и разрядки оказывает существенное влияние на снижение емкости аккумулятора.
Вы также можете сравнить кривые емкости-напряжения заряда и разряда в разное время, как показано на рисунке ниже. По мере прохождения цикла пусковое напряжение заряда и разряда меняется, внутреннее сопротивление батареи по постоянному току изменяется, а емкость заряда и разряда постепенно снижается.
В дополнение к двум вышеупомянутым типам существует множество других кривых, где количество циклов отображается по горизонтальной оси, а параметры, на которые влияет затухание циклов батареи, по вертикальной оси, которые играют роль в анализе факторов, влияющих на срок службы батареи. клетки и предсказание цикла жизни. Как показано на рисунке ниже, оно отражает теоретическое значение срока службы батареи, на которое влияет уровень кулоновской эффективности. CE — кулоновский КПД, Ck — коэффициент сохранения емкости, а k — количество циклов.
TOB NEW ENERGY предоставляет полный набортестер батареидля исследования и производства аккумуляторов
