Batería de iones de litio durante mucho tiempo es una mala compatibilidad es difícil de plagar los problemas de diseño de la batería de iones de litio, donde dijo que la consistencia no sólo se refiere al sentido tradicional de la capacidad, voltaje y otros parámetros, sino también incluye la capacidad de un solo descenso de la batería La velocidad, la velocidad de decaimiento de la resistencia interna y la distribución de la temperatura de la batería, etc. Idealmente, el mismo lote de batería de iones de litio debe tener el mismo rendimiento electroquímico, pero de hecho debido al error de proceso de fabricación, Hay una discrepancia entre las baterías, y las baterías suelen estar compuestas de cientos o incluso miles de celdas individuales en serie y en paralelo, por lo que la capacidad de la batería es muy afectada por la inconsistencia de la batería (para el rendimiento de la batería Los resultados muestran que incluso si la duración de la batería es más de 1000 veces, la duración de la batería de la batería Puede ser menos de 200 veces.
Por lo tanto, para un gran número de baterías individuales compuestas de la batería en términos de equipo de ecualización es necesario, el mercado actual método común de equilibrio es principalmente a través del uso de equipos electrónicos para lograr el equilibrio de voltaje entre la célula única, por lo que técnicamente también Al igual que la Universidad de Stuttgart, Alemania, Alexander U. Schmid y otros utilizando baterías de Ni hidruro metálico (NiMH) y Ni-Zn para lograr el equilibrio electroquímico de la batería para el equilibrio de la batería proporciona una nueva forma de pensar.
Debido al principio de funcionamiento de la batería de iones de litio, su capacidad para resistir la sobrecarga es muy débil, en el caso de sobrecarga puede producir la descomposición de electrolito, el litio y otros problemas.NiMH batería en caso de sobrecarga, el electrolito H 2O producirá O en la descomposición positiva y negativa 2Y h 2Mientras que 2Y h 2A una pequeña ampliación de C / 3-C / 10, la velocidad de generación de gas es casi la misma que la tasa de re-unión, por lo que la batería NiMH El funcionamiento es muy bueno. Basado en el principio antedicho, las baterías de Alexander U. Schmid NiMH y las baterías similares de Ni-Zn usadas para equilibrar la batería del ión-litio en el uso de esta ecualización electroquímica significan, la monitorización tradicional de la tensión y la unidad electrónica de la ecualización Se puede omitir, reduciendo efectivamente la complejidad de la gestión de la batería, mejorar la fiabilidad de la batería.
Alexander U. Schmid eligió LiFePO 4Y li 4Ti 5O12Materiales como el objeto experimental, ya que estos dos materiales en la carga tienen una cierta tolerancia, y en el completo de litio después de que el voltaje aumentará rápidamente, entonces NiMH y Ni-Zn baterías asumir el papel de corriente Bypass, el exceso La corriente fluirá hacia las baterías NiMH y Ni-Zn, para evitar una sobrecarga de la batería de iones de litio.
Su principio de funcionamiento como se muestra a continuación, para el equilibrio de las baterías de NiMH o Ni-Zn baterías en paralelo con la batería de iones de litio conectados entre sí, cuando la batería en una serie de batería de baja capacidad está completamente cargada, el voltaje alcanza el umbral , En este momento con la batería de NiMH paralelo para asumir el papel de shunt, toda la corriente son básicamente el flujo a través de la batería NiMH, ya no fluyen a través de la batería de iones de litio, evitando así la batería de litio de carga en el proceso de litio Las variaciones de tensión y corriente NiMH y NiMH se muestran en la figura b, en caso de coincidencia perfecta, como se muestra en la curva roja.
La siguiente tabla muestra la información utilizada en el experimento: Las baterías LFP / grafito, LMO / LTO, LFP / LTO, Ni-Zn y NiMH se utilizan principalmente en el experimento.
La siguiente figura muestra parte de la capacidad de la batería utilizada en el experimento - gráfico de tensión, en el que 2'NiZn significa dos baterías conectadas en serie Ni-Zn, batería de Ni-Zn puede verse que la tensión máxima es 3.95V dos series (I = 150 mA), se puede utilizar sólo en la batería LFP / C, evitar la aparición de una sobrecarga. una batería de ni-Zn puede células LFP / LTO en paralelo, para evitar la aparición de la sobrecarga de la batería, la batería NiMH o dos conectado en serie con el OVM / LTO paralelo, en este momento alcanza el máximo voltaje de 3V o más, la tensión de LMO máxima de la batería / LTO es de aproximadamente 2.8V, pero siempre que el voltaje de la batería / LTO LMO no exceda de 3,2 V es aceptable, y LMO / batería LTO 2,8-3,2 V aumentó la capacidad de solamente 0.65Ah, cerca de 6.5% de la capacidad normal de la temperatura, así que el funcionamiento de la batería tiene poco efecto.
La siguiente figura muestra el caso en que las células OVM / LTO conectados en serie con las dos baterías de NiMH trabajan juntos, pueden verse en el proceso de carga el paquete de batería primera batería / LTO LMO está lleno, cuando se alcanza un cierto punto, la corriente comienza a cambiar fluye a través de la corriente / LTO OVM de la batería comienza a disminuir la corriente que fluye a través de las baterías de NiMH está aumentando, con el tiempo que fluye a través de la corriente de la pila / LTO OVM se reduce a cero, toda la corriente fluye a través de la batería de NiMH, por lo que el caso paquete de baterías tensión no se incrementa. proceso de descarga se inicia la descarga de ambas células al mismo tiempo, debido a la menor capacidad de las baterías de NiMH, por lo que la corriente cae rápidamente a cero, principalmente por descarga de la batería / LTO LMO se ha completado.
A continuación se muestra el funcionamiento LFP / C-2NiZn del módulo de batería puede ser visto, en el comienzo de la carga, casi todo el flujo de corriente en la célula LFP / C, sólo alrededor de corriente 80 mA a través de baterías de NiZn. T = 1,2H entonces , un flujo de corriente se produce completamente cambia, la corriente empieza a fluir a través de las baterías principales NiZn, por lo que con el fin de evitar el sobrecalentamiento se produce baterías de NiZn, la corriente de carga del módulo está dividido en pasos, primero 1.1A, 0.75A entonces, entonces 0.3A entonces es 0.15A. cuando se inicia el proceso de descarga de las baterías de NiZn proporcionan la corriente máxima, entonces comienza la corriente para disminuir sus actuales baterías LFP / C está aumentando gradualmente.
La siguiente tabla muestra el efecto de varias baterías en paralelo con las baterías NiZN y NiMH Desde la primera columna se puede ver que el voltaje máximo de la batería puede ser menor que el voltaje máximo de la batería de iones de litio. Dado que la batería LFP / LTO-NiZn no puede aprovechar al máximo la capacidad de la batería de iones de litio, los otros dos métodos paralelos pueden utilizar completamente la capacidad de la batería de iones de litio, por lo que también puede Para lograr el equilibrio de la batería (la tercera columna) de la cuarta columna se puede ver por la NiZn paralelo, la batería de NiMH, la corriente de descarga máxima de la batería es menor que la batería de iones de litio de máxima corriente, por lo que en uso real Necesidad de utilizar de alta potencia tipo NiZn, NiMH batería, para garantizar que el rendimiento de la batería no se reduce.
En la siguiente figura se muestra la carga y descarga de dos baterías LFP / C-2NiZn en serie.La diferencia de capacidad inicial entre las dos baterías serie LFP / C es de 200mAh.Después de la siguiente carga y descarga, la diferencia de capacidad entre las dos baterías Reducido a 100mAh, es decir en un ciclo en la batería de la serie dos en un 8% de la capacidad para lograr un equilibrio.
El trabajo de Alexander U. Schmid proporciona una nueva idea para el equilibrio del paquete de baterías Las baterías NiMH y NiZn están diseñadas para ser caracterizadas por el hecho de que el agua en el electrolito se descompondrá en los electrodos positivo y negativo, , En la batería bajo la acción del catalizador, O2 se combinará con H2 para producir agua para completar un ciclo, por lo que NiMH y NiZn tiene un muy buen rendimiento anti-sobrecarga, podemos aprovechar esto, a través de una o varias series NiMH, Las baterías NiZn y la batería de litio-ion en paralelo, el voltaje de la carga alcanza el límite superior, la corriente casi todo el flujo a través de la batería de NiMH, NiZn, para evitar la batería del litio-ion sobrecarga. Mientras que el paquete de la batería continuará cargando, usted puede asegurarse de que todas las baterías se pueden cargar completamente, y no se preocupan de una cierta sobrecarga de la batería, para mejorar la consistencia de la capacidad de la batería, el experimento también confirmó que un ciclo de la carga y de la descarga puede ser alcanzado 8% del balance de capacidad (LFP / C-2NiZn) La mayor ventaja de este método es que todo el proceso no requiere la batería en el monitor de voltaje de la batería, terminado Se realiza automáticamente, simplificando enormemente la estructura de la batería, mejora la fiabilidad de la batería.
