Tính nhất quán của tế bào Lithium ảnh hưởng đến bộ pin như thế nào?

Lượng nước mà một thùng gỗ có thể chứa được xác định bởi thanh ngắn nhất của nó.

Nếu chúng ta so sánh một gói pin lithium-ion với một thùng chứa nước, thì các tế bào lithium riêng lẻ tạo thành gói pin là các thanh gỗ.Hiệu suất của một tế bào tồi tệ nhất quyết định hiệu suất tổng thể của toàn bộ bộ pin.

Trong bộ sưu tập pin lithium-ion (PACK), sự nhất quán của pin là rất quan trọng.và tính năng sạc/tháo thảiKhi số lượng chu kỳ sạc/thả tăng lên, tác động này càng lớn hơn.

Lithium-Ion Battery Pack Pack theo nguyên tắc thùng

Một lý do quan trọng cho điều này là quản lý và kiểm soát bởi Hệ thống quản lý pin (BMS).BMS của bộ pin lithium bao gồm bảo vệ chống sạc quá mức và xả quá mức các tế bào riêng lẻĐiều này đảm bảo các tế bào lithium-ion hoạt động trong phạm vi điện áp an toàn và đáng tin cậy trong khi sạc và xả, ngăn ngừa suy giảm hiệu suất, giảm tuổi thọ,hoặc thậm chí nguy cơ an toàn gây ra bởi quá tải hoặc quá tải.

Tác động của sự nhất quán trong quá trình xả pin

Lấy một tế bào lithium ba (NMC / NCA) làm ví dụ. Điện áp cắt đứt xả pin đơn của nó thường là 2,5V, và BMS thường đặt bảo vệ xả quá mức pin đơn ở mức 2,8V.Logic bảo vệ BMS là như vậy khi điện áp củabất kỳtế bào trong gói đạt 2,8V, bảo vệ quá độ xả được kích hoạt.

Hãy xem xét một bộ pin lithium ba lần 10 series, 1-sự tương tự (10S1P). Giả sử trong số 10 tế bào, tế bào công suất thấp nhất là 2000mAh, trong khi 9 tế bào khác đều có công suất 2500mAh.Khi gói được xả, tất cả 10 tế bào xả đồng thời. điện áp của tế bào giảm khi công suất của nó giảm. Khi tế bào 2000mAh công suất thấp hơn được xả hoàn toàn, điện áp của nó sẽ đạt 2,8V.9 tế bào còn lại (2500mAh) vẫn còn dung lượng còn lạiTuy nhiên, vì BMS đã phát hiện ra rằng điện áp của một dây pin đã đạt 2,8V,nó kích hoạt bảo vệ quá mức giải phóng gói và ngăn chặn giải phóng cho toàn bộ gói.Do đó, công suất xả có thể sử dụng của toàn bộ gói được giới hạn ở 2000mAh.

Tác động của sự nhất quán trong quá trình sạc tương tự như kịch bản xả.

Một tế bào lithium ba năng lượng được sạc đầy ở 4.2V. BMS thường thiết lập bảo vệ sạc quá mức tế bào đơn ở 4,25V. Khi các tế bào sạc, điện áp của chúng tăng theo dung lượng tăng lên.Khi pin 2000mAh công suất thấp hơn được sạc đầy và điện áp đạt 4.25V, 9 tế bào còn lại chưa được sạc đầy đủ (có thể dưới 4.1V).ngừng sạc cho toàn bộ gói.Điều này dẫn đến việc gói chỉ chấp nhận sạc 2000mAh.

Đây là cách "hiệu ứng thùng" biểu hiện: tế bào có dung lượng thấp nhất quyết định cả khả năng sạc và xả của toàn bộ bộ pin.

Ảnh hưởng của sự nhất quán đối với tuổi thọ chu kỳ của gói và đặc điểm sạc / xả cũng tuân theo "nguyên tắc thùng".Hiệu suất tổng thể của gói được xác định bởi tế bào đơn với tuổi thọ chu kỳ và đặc điểm sạc / xả kém nhất.

Làm thế nào để kiểm soát sự ổn định của bộ pin?

Sự nhất quán của bộ pin bao gồm các tham số như điện áp mạch mở, dung lượng và điện trở bên trong.Tuổi thọ, và đặc điểm đường cong sạc / xả.

Trước khi lắp ráp PACK, các tế bào được sắp xếp và khớp.

• Phản ứng của công suất: Kiểm soát trong phạm vi 1%

• Sự khác biệt điện áp: Trong vòng 3mV

• Sự khác biệt kháng cự bên trong (IR): Trong vòng 2mΩ

Đối với các yếu tố như giá trị K, tuổi thọ và đặc điểm sạc / xả, sự nhất quán cần được kiểm soát tại nguồn sản xuất tế bào.

• Sử dụng các hệ thống vật liệu giống nhau cho các tế bào trong cùng một lô sản xuất.

• Kiểm soát tỷ lệ lỗi trong sản xuất hàng loạt.

• Tiêu chuẩn hóa và tự động hóa quy trình sản xuất hàng loạt cho các tế bào.

Tóm lại:

Bằng cách kiểm soát chặt chẽ sự nhất quán của các tế bào trong một gói pin lithium, chúng ta có thể tối ưu hóa hiệu suất của gói pin đến tiềm năng đầy đủ của nó,ngay cả dưới ảnh hưởng của "Nguyên tắc thùng". "