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锂電池怎麼均衡内阻

圖文 更新时间:2024-10-17 23:49:07

锂電池怎麼均衡内阻?锂電池内阻是評價電池性能的重要指标之一,内阻的測試包括交流内阻與直流内阻對于單體電池,一般以交流内阻來進行評價,即通常稱為歐姆内阻但對于大型電池組項目,在具體的應用過程中,由于測試設備等方面的限制,不能或不方便直接進行交流内阻的測試,一般通過直流内阻來評價電池組的特性,今天小編就來聊一聊關于锂電池怎麼均衡内阻?接下來我們就一起去研究一下吧!

锂電池怎麼均衡内阻(锂電池性能關鍵指标-内阻)1

锂電池怎麼均衡内阻

锂電池内阻是評價電池性能的重要指标之一,内阻的測試包括交流内阻與直流内阻。對于單體電池,一般以交流内阻來進行評價,即通常稱為歐姆内阻。但對于大型電池組項目,在具體的應用過程中,由于測試設備等方面的限制,不能或不方便直接進行交流内阻的測試,一般通過直流内阻來評價電池組的特性。

在實際應用中,也多用直流内阻來評價電池的健康度,進行壽命預測,以及進行系統SOC、SOP等的估算。同時,直流内阻的檢測可以判斷模組内連接狀況,對于連接松動的情況,可以做出及時的反饋。

锂電池的直流内阻,對于整個均衡管理、SOP管理、保護邏輯都有很大的幫助。由于電池廠測試的SOP和OCV-SOC都是針對單體電芯進行測試的,所以在電池成組運行一段時間後,整體的數值會表現出差異性,此時就需要用測量獲得的直流内阻,進行數據的拟合及修正。

由于锂電池在有電流的時候,會形成極化電壓,電池管理系統無法獲取電池的真實淨值電壓,如果按照采樣電壓開啟均衡,反而有可能會增加電池的不一緻性。隻有在獲得淨值電壓的情況下,才能在任何情況下,對電池進行有效的均衡,保證電池的一緻性。

功率管理,是針對電池的SOP進行短時和長時的功率預判,在這個過程中,需要通過電池的内阻情況,來計算電池的輸出能力。

具體内阻的模型,需要結合單體電芯的數據,進行成組後的管理。

測試直流阻抗時,其電壓不會随着時間的延續而發生改變,也就是說,電壓頻率為0,它表示的是元器件阻斷直流電的能力。

電池在放電過程結束後,由于極化的存在,電池電壓會出現反彈的現象。直流阻抗技術就是利用電池在間歇放電過程中,放電結束前一瞬間的電壓與放電結束穩定後的電壓差來計算電池内阻的。

目前國内基本采用單位時間的電壓波動與電流進行比較獲得直流内阻,具體測試流程可參考下面這個示例:

以恒流1 A對電池進行間歇放電,放電20 min後,擱置5 min(穩定時間由系統決定,該過程可持續循環至中止電壓),記錄放電中止前的電池電壓和電池電壓穩定後的電池電壓,然後利用以下公式計算直流阻抗(其中:ΔU為電壓差,R為直流電阻,I為放電電流):

R = ΔU / I

石家莊傑泰特動力能力有限公司,采用源自加拿大的核心技術,對電池的直流内阻系統進行建模,針對不同體系的锂電池,如磷酸鐵锂、三元體系、钛酸锂等,采用不同的模型,進行電池直流内阻的檢測計算。

以下是幾種典型的應用示例。

場景一:黑盒測試。

客戶提供三個電池模組,進行直流内阻的加速測試。電池組容量為100AH,每個電池組均為8S4P的方案,其中有兩個是激光焊接,分别是R0—R15,最後一個是螺接R16—R23。客戶為驗證内阻模型的有效性,要求黑盒測試,即不告知激光焊和螺接的電池組号,通過測試結果來評判。

通過測試數據可以看出,激光焊接的内阻,明顯要小于螺接的内阻(圖 1)。在測試過程中發現,螺接的模組,由于有一顆螺釘未擰緊,導緻相連電池的内阻明顯高于其它電池,并且由于内阻過大,導緻發熱量過大,對電池的上蓋闆造成明顯的灼蝕。如果長期内阻過大,極易發生危險(圖 2)。将連接不良的螺釘找到一個替代件固定,直流内阻有明顯下降,但是由于臨時不是配套的螺釘,所以内阻仍未達到理想狀态(圖 3)。

圖 1

圖 2

圖 3

場景二:均衡測試。

直流内阻對後備電源UPS系統的均衡效果。系統在采用直流内阻模型加入的均衡前,電池壓差為732mV,且整個電池組一緻性較差(圖 4)。系統采用直流内阻模型,在整個過程中進行持續均衡,經過2588小時,整個系統的一緻性變好,最大壓差不超過10mV,符合設定的均衡條件(圖 5)。

證明整個系統的均衡策略,能夠有效的對電池進行均衡,提高電池一緻性,優化整個電池組的性能。

圖 4

圖 5

場景三:大巴車應用

使用場景為190串的大巴車系統,在整個使用過程中,電池出現内阻分散度大的情況。直接的反應是,電池的一緻性變差,續航裡程降低。

圖 6是電池使用一段時間後,在進行充電過程中,整個電池組的電壓變化情況,圖 7是電池的内阻分布情況,圖 8是電池出廠時的電壓情況。

從整體的數據分布趨勢看,直流内阻的離散度與電壓的離散度相近,與客戶進行溝通,客戶确認,該批次電池為B品電池,在出廠時存在一定的差異。

與客戶溝通整體策略,調整均衡方案,目前整個電池包正在驗證過程中。

圖 6

圖 7

圖 8

石家莊傑泰特動力能源有限公司,成立于2010年,核心團隊和技術源于加拿大,是同期較早進行電池管理系統集成的廠家,主要服務客戶為北美及歐洲市場。随後,傑泰特成立國内的技術和市場中心,目前主要在後備式儲能電源系統、微型車、叉車等市場進行深度耕耘,公司目前已經形成完整的産品系列,經過多年的國内市場耕耘,産品獲得用戶高度好評。

目前公司主營産品系列如下表所示:

公司目前除标準化産品外,同時承接系統性産品的定制開發,目前在各個領域均有成熟的應用案例,開發的産品在工業大中型儲能、半導體、車用等領域都已批量應用。

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