案例研究描述用异步BTC描述凝胶电池特征

Joseph Willmot博士MarkAppleton
H.E.L Ltd9-10Capital商务园

异热热热计专为测试电池或电池盒而设计其中一个单元加装/卸载单元帮助描述多功能条件的A电池从中可以观察某些特征并加深理解电池特征

导 言

上头exo-BTC实时提供热作业信息,无需在线校准或离线计算运算-40^欧市C到100^欧市C可用邮袋或圆柱式电池

异步BTC通常配上充电单元以测量电池的电容和帮助描述电池性质安市exo-BTC可测量电池充放时生成的能量和电量,同时使电池保持恒定温度正因如此exo-BTC执行电池温度管理任务,结果可直接应用到实战实例中

电池A测试,因为它广可用性、耐久性,并与其他凝胶电池相似设计特征电池A充电量为2.2AA,由三凝胶细胞组成,分行连通,共用单元带负荷平衡

本研究旨在突出如何exo-BTC可帮助描述电池A特征,这些特征可能与电池组设计、组成或健康状态相关

设备方法

上头exo-BTC平衡加热和冷却功能操作维护电池冷却程序通过两个热导板应用到电池上,温度比电池集点低取暖器紧接电池,并卸载冷却职责获取集电池温度即电源补偿

电池稳定温度后,加热器电量也将稳定电池生成的任何异热或端热事件可以通过增减加热器电量快速补偿功率差可测量为异温和端温事件功率

温度依赖电流A循环

电池A充电5安普斯并排出8安普斯60度^欧市C和0^欧市C-生成电池温度加热器剖面图见下图1

分析控制器输出产生下文热能释放剖面图,如图2所示

充放剖面图显示温度下降时形状变化趣味,尽管这在充电过程中最有标志性,即完全异温为60^欧市C完全异热0oC中间温度可复制性可观察过渡行为峰值电能输出函数电池充电/卸载循环见下图3下图4覆盖四度充电剖面
注意:电池充电同时显示端温和异温,显示两个单独的充电量剖面

从热向异热行为过渡 数据中还有其他明显变化热输出小热峰值(图4约80分后发生)即使在60分也可见^欧市C值随温度下降而增长峰值似与电池内某些固态变换相对应,并几乎在所有充电/排出速率下可见充电和排出剖面

精度卸载剖面图也强烈依赖温度温度下降后释放会渐渐异热除此以外,上文提到的锐前值一般在卸载剖面片启动后不久即可见性,尽管它多可见性取决于电池充电历史图5显示各种温度下排剖面图叠加

电池A容量似乎依赖温度图6显示充放流剖面图

整合这些剖面图测量从电池中取出电量的温度函数-图7用图形显示这些剖面图

图8显示电容/卸载容量之比,即电量效率显示容量和效率都受电池温度的极大影响

电池A因设计3个单元而产生额外复杂问题,这些单元连成数组,对单单元充放无控制单元格通常选择与电池首次组装时完全匹配,而细胞老化时,它们不一定均匀并发,平衡能力/将在电池正常使用期间开发除非执行某种形式的主动或被动电量平衡^一号.

取而代之的是,应使用稳妥电荷排出策略监测单细胞电压,并当栈中的任何单元达到适当的不安全阈值后立即终止电量排出其作用在于电池有用容量通常略小于标称容量并易下降过程持续深度 / 排出部分细胞会下降 导致细微变焦剖面如果这种保守方法未被采纳(即个人电池电压监测前,高度像有些电池可能因高收费和多处理相关安全隐含而销毁

^一号主动电荷平衡细胞高电压高于栈平均值)将用低电压充电单元被动细胞平衡高压单元通过平衡负载排出,直到电压匹配栈下电单元

电池A充电和卸载剖面

因广泛研究A电机exo-BTC多度温度和充电/排气速率不同时此电池的量值剖面实例多例所有这些剖面显示完全相似特征,独立于冷却法或加热器/热电联定位

外加几个小得多但可复制特征,这些特征可能与电池内部正在发生的某些底层变化相对应。下图9显示一组特征(并介绍于本说明前几节)。

图显示电池A运行40分时充电/排出周期^欧市C.温度下充电周期多半为端温,尽管短时异热事件的确发生在充电周期尾端类似、同样短寿命异热事件在卸载周期启动后不久即发生检视电量状态剖面图全程清晰显示,这两件事件均以相同的SOC值发生(最大电量下为0.61Ah)。更有意思的是,当电流下降和电量周期延长时,在每个周期都见同SOC

图10中电池多次充电放电-电流从5A下移到0.5A-排电率固定为6A(使用固定负载)。确定电池SOC时产生下列数据

表1-斯派克位置依赖充电/卸载率

可作下列观察

1. SOC高可复制性
2. Spike缺失自第一个卸载周期-这可能是电池初始电量较低(自卸电源)或充电电池中可能发生某些老化现象的结果-后不发生异热过程

清晰显示卡路里测量方法可如何提供超出电池包简单加热职责的信息,并难理解用其他工具为这种显微机高活度结构提供类似信息

阻抗分析电池A卸载剖面

除辨识上文描述的锐异热特征(可归结为电池电极内某些重新排列)外,有人认为有可能对电池排出剖面作一些进一步分析。剖面图都相似形状-见下图11

图11-电机A以各种电流充电

初始时有相对恒定端热输出后会减值并继之以前热峰值,而后热峰值已经讨论过电池热输出中将包括与电池化学关联的热动词和与大流透电池抗药性关联的ohmic加热术语电池初始卸载(最小化二阶交互效果)时,我们可以假设热动术语为线性电流:

kI-I²R

一电池电流
Q类输出+ve表示端对
R电池抗药性效果
K级未知常量待定

容下图12显示的三个剖面图产生模型参数的下列值

图12-模拟从电池A释放的稳态热

表2-依赖电池SOH的抗电量和常量

取自此分析的关联系数是可容忍的好,但并非全部如此有说服力更好地复制K实验能帮助反射底层化学这三个实验重复用电池分布在不同的健康状态中,因此也许可以预期到这种多变性程度。