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解读串连充电电池的原有难题

解读串连充电电池的原有难题

来源:
2021/08/27 11:39
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【摘要】:

  系列电池的固有问题

  当一系列电池的数量在几十到几百个新的电池组时,一系列电池组的问题就凸显出来了,这就是电池的平衡问题。

  虽然许多产品被用于工业生产,但在现有的生产环境中,所有的电池的质量不一定相同。例如,电池电极绕组在制造过程中张力的变化会影响电池的劣化率。另一方面,并不是要求所有的电池都要在相同的环境中使用。在操作过程中,靠近热源的电池退化速度较快,而远离热源的电池退化速度较慢。

  这样做的问题是,电池组中的电池根据使用时间的不同以不同的速率降解,从而导致电池容量的误差。

  电池的整体功能也遵循铲斗的原理,即铲斗的容量取决于组成铲斗的最短木块,电池的容量也取决于最小的电池。在电池充电过程中,一旦其中一个电池单元充满电,充电器就会间歇充电。电池也是如此:当一个单元放电时,整个电池间歇放电。其效果是整个电池组的充电容量降低,电池不能被充分利用。

  让我们以一个由三个电池组成的电池组为例:假设其中一个电池降解得更快。当这个电池放电时,降解速度快的那块电池放电速度快于另外两块电池。如果电池继续放电,则电池处于过放电状态。锂电池处于过度放电状态时,可能会产生烟雾和火灾。为防止故障,只能间歇放电,即剩余的两节电池中的剩余能量,不能使用。

  相反,当电池组开始充电时,两个老化较慢的电池首先充电。降解更快的电池不会充满电。此时,我们假设快速恶化的电池单元将继续充电,而两个缓慢恶化的已经充满的电池单元被过度充电。充电过度也会导致电池燃烧和爆炸的风险。同样,为了防止故障,当迅速恶化的电池单元没有完全充电时,对电池组进行充电。

  研究表明,对于锂电池,当电池充满电时,正极数据由锂钴氧化物(Li0.5COO2)组成,负极数据由锂碳(LiC6)包埋。钴酸锂在高温下通过分异反应释放氧气,而嵌锂碳的化学反应活性与金属锂基本相似。所以如果你假设燃烧,这基本上相当于在富氧环境中燃烧锂!这是一个可怕的任务。

  综上所述,当电池单元故障恶化时,充放电不能发挥电池最大容量,甚至导致故障。小地方说,经常看到手机当家爆炸的新闻;大多数情况下,被称为梦幻客机的787在离开工厂后不久就一直受到缺陷的困扰。据2015年5月初的报道,美国联邦航空管理局(federalaviationadministration, faa)宣布了一项临时命令,要求航空公司重复787飞机的维修任务,原因是可能会出现电源故障。确切原因尚不清楚,但波音787锂电池之前的问题表明,可能是电池本身的问题。

  因此,有必要通过电池的监控IC随时监控电池的运行状态。

 

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