Během procesu nabíjení a vybíjení baterie, jak se mění hloubka nabíjení a vybíjení, se neustále mění i napětí. Pokud použijeme kapacitu jako horizontální souřadnici a napětí jako vertikální souřadnici, můžeme získat jednoduchou křivku nabíjení a vybíjení, která obsahuje mnoho vodítek o elektrickém výkonu baterie. Tyto křivky nakreslené s parametry článku baterie, jako je čas, kapacita, SOC, napětí atd. podílející se na nabíjení a vybíjení jako souřadnice, se nazývají křivky nabíjení a vybíjení. Zde jsou některé běžné křivky nabíjení a vybíjení.
Křivka čas-proud/napětí
● Konstantní proud
Při nabíjení a vybíjení konstantním proudem je proud konstantní a současně se shromažďuje změna svorkového napětí baterie, což se často používá k detekci vybíjecí charakteristiky baterie. Během procesu vybíjení zůstává vybíjecí proud nezměněn, napětí baterie se snižuje a vybíjecí výkon dále klesá. Vzorová křivka je znázorněna na obrázku níže.
● Konstantní proud a konstantní napětí (nabíjení)
Ve srovnání s nabíjením konstantním proudem má nabíjení konstantním proudem konstantní napětí na konci nabíjení proces konstantního napětí. Na konci nabíjení se napětí stane konstantní, když dosáhne cílové hodnoty, zatímco proud postupně klesá. Když je dosaženo vypínacího proudu, nabíjení konstantním napětím konstantním proudem končí. Vzhledem k tomu, že napětí baterie po opuštění období plateau značně kolísá, pokud pokračuje nabíjení konstantním proudem, baterie nemůže dosáhnout ideálního stavu plného nabití. Proto je nutné přejít na konstantní napětí a snížit proud, aby se baterie dostala co nejvíce do vyššího stavu nabití. Vzorová křivka je znázorněna na obrázku níže.
● Konstantní výkon
Celý proces nabíjení a vybíjení probíhá při konstantním výkonu. Podle P=UI se při konstantním nabíjení napětí postupně zvyšuje a proud postupně klesá a při vybíjení konstantním výkonem se napětí postupně snižuje a proud se postupně zvyšuje. Podle běžného vypínacího napětí nabíjení a vybíjení baterie LFP 3.65-2.5V může vybíjecí koncový proud dosáhnout téměř 1,5násobku koncového nabíjecího proudu. Příklad křivky je znázorněn na obrázku níže.
● Nepřetržitý, přerušovaný, pulzní
Při konstantním proudu nebo výkonu se funkce časování používá k dosažení nepřetržitého, přerušovaného a pulzního řízení nabíjení a vybíjení. Tyto speciální režimy nabíjení a vybíjení se často používají k vyhodnocení stejnosměrného vnitřního odporu baterie. Vzorová křivka je znázorněna na obrázku níže.
Křivka kapacita-napětí
Vodorovná osa křivky kapacita-napětí odráží kapacitu nabíjení a vybíjení baterie, stav nabití a další informace, zatímco svislá osa zahrnuje napěťovou platformu baterie, inflexní bod, polarizaci a další informace. Obrázek níže je vybíjecí křivka lithium-železo-fosfátové baterie při různých teplotách.
Rychlostní křivka
Proudová hustota ovlivňuje rychlost elektrochemické reakce a tím mění výkonnostní parametry baterie. Při porovnávání baterií různých kapacit není použitelný stejný proud, proto se k určení relativního proudu použije rychlost. Například {{0}}.1C je 0,3A pro 3Ah 18650 baterii a 28A pro 280Ah prizmatickou baterii. Jednoduše řečeno, konkrétní aktuální hodnota reprezentovaná rychlostí je rychlost vynásobená kapacitou baterie.
Při označování kapacity baterie je třeba vzít v úvahu nabíjecí a vybíjecí proud, protože kapacita se bude při různých rychlostech lišit. Chcete-li například kalibrovat kapacitu baterie při různých rychlostech, můžete ji nastavit tak, aby se měnila krok za krokem s rychlostí cyklu nabíjení a vybíjení, a poté nakreslit křivku rychlosti s kapacitou vybíjení jako svislou osou a počtem nabití. a časy vybíjení jako horizontální osa.
křivka dQ/dV
Název křivky dQ/dV je její proměnná na ose y, tedy rychlost změny objemu na jednotkový interval napětí. Horizontální osa křivky dQ/dV je obecně SOC, kapacita nebo napětí, které odráží změnu rychlosti změny kapacity. Místo, kde je rychlost změny velká, je zobrazeno jako charakteristický pík na křivce, který obecně odpovídá procesu elektrochemické reakce.
Křivka dQ/dV nám může říci, kde je napěťová platforma baterie, kdy dochází k elektrochemické reakci a jak se reakční proces mění se stárnutím baterie a dalšími změnami stavu. Obecně řečeno, chemické reakce jsou rychlé, takže datové body na křivce vyžadují vyšší přesnost. Výstupní křivka dQ/dV má proto určité požadavky na sběr hrubých dat, jinak není možné vytvořit křivku se zřejmými vrcholy. Při provádění testů nabíjení a vybíjení můžete nastavit napěťový intervalΔV=10~50mV pro shromažďování dat nebo časový intervalΔt=10-50ms a poté zobrazit nezpracovaná data se stejnými rozdíly napětí.
Následující obrázek ukazuje křivku dQ/dV při různém počtu cyklů.
Cyklická křivka
Víme, že životnost baterie se dělí na životnost kalendářní a životnost cyklu. Kalendářní životnost je doba, za kterou se kapacita baterie při přirozeném umístění do určité míry ztratí, zatímco životnost baterie je počet, kolikrát je baterie nepřetržitě nabíjena a vybíjena, dokud se její kapacita do určité míry nesníží. Životnost cyklu je jedním z důležitých ukazatelů pro měření výkonu baterie.
Údaje o cyklech testů lithium-iontových baterií představují nahromadění údajů o jediném nabití a vybití. Různé údaje o jediném nabití a vybití lze extrahovat a vytvořit více křivek pro různé aspekty analýzy. Nejjednodušší křivka životnosti cyklu je s počtem cyklů na ose x a vybíjecí kapacitou nebo mírou zachování kapacity na ose y, jak je znázorněno na obrázku níže. Jak cyklus pokračuje, kapacita baterie se dále snižuje a systém nabíjení a vybíjení má významný vliv na snižování kapacity baterie.
Můžete také porovnat křivky kapacity a napětí nabíjení a vybíjení v různých časech, jak je znázorněno na obrázku níže. Jak cyklus postupuje, počáteční napětí nabíjení a vybíjení se posouvá, stejnosměrný vnitřní odpor baterie se mění a kapacita nabíjení a vybíjení se postupně snižuje.
Kromě výše uvedených dvou typů existuje mnoho dalších křivek s počtem cyklů na horizontální ose a parametry ovlivněnými útlumem cyklu baterie jako na vertikální ose, které hrají roli při analýze faktorů ovlivňujících životnost baterie. buňky a předpovídání životnosti cyklu. Jak je znázorněno na obrázku níže, odráží teoretickou hodnotu životnosti baterie ovlivněnou úrovní účinnosti coulomb. CE je coulombovská účinnost, Ck je míra zachování kapacity a k je počet cyklů.
TOB NEW ENERGY poskytuje kompletní sadutester bateriípro výzkum a výrobu baterií
