Lityum Pil Şarjı ve Deşarj Durumunun Analizi ve Yakıt Göstergesi Tasarımı
1. Lityum İyon Bataryaya Giriş
1.1 Şarj Durumu (SOC)
Şarj durumu, genellikle yüzde olarak ifade edilen, bataryadaki mevcut elektrik enerjisinin durumu olarak tanımlanabilir. Mevcut elektrik enerjisi şarj ve deşarj akımı, sıcaklık ve yaşlanma fenomeni ile değişiklik gösterdiğinden, şarj durumu tanımı da iki türe ayrılır: Mutlak Şarj Durumu (ASOC) ve Göreceli Şarj Durumu (ASOC) Şarj Durumu; RSOC). Genellikle bağıl şarj durumu% 0 -% 100 aralığındayken, pil tam olarak şarj olduğunda% 100 ve tamamen boşaldığında% 0'dır. Mutlak şarj durumu, pil üretilirken tasarlanan sabit kapasite değerine göre hesaplanan bir referans değerdir. Tamamen şarj edilmiş yepyeni bir pilin mutlak şarj durumu% 100'dür ve eskimiş bir pil tamamen şarj edilmiş olsa bile farklı şarj ve deşarj koşullarında% 100'e ulaşamaz.
Aşağıdaki şekil, farklı deşarj oranlarında voltaj ve pil kapasitesi arasındaki ilişkiyi göstermektedir. Deşarj oranı ne kadar yüksekse, pil kapasitesi o kadar düşük olur. Sıcaklık düşük olduğunda pil kapasitesi de azalacaktır.
Şekil 1. Farklı deşarj hızlarında ve sıcaklıklarda gerilim ve kapasite arasındaki ilişki
1.2 Maksimum Şarj Gerilimi
Maksimum şarj voltajı, pilin kimyasal bileşimi ve özellikleri ile ilgilidir. Lityum pilin şarj voltajı genellikle 4,2V ve 4,35V'tur ve katot ve anot malzemeleri farklıysa voltaj değeri farklı olacaktır.
1.3 Tamamen Dolu
Akü voltajı ile en yüksek şarj voltajı arasındaki fark 100mV'den az olduğunda ve şarj akımı C / 10'a düştüğünde, akü tamamen dolu olarak kabul edilebilir. Pil özellikleri farklıdır ve tam şarj koşulları da farklıdır.
Aşağıdaki şekil tipik bir lityum pil şarj özelliği eğrisini göstermektedir. Akü voltajı en yüksek şarj voltajına eşit olduğunda ve şarj akımı C / 10'a düştüğünde, akünün tam dolu olduğu kabul edilir.
Şekil 2. Lityum pil şarj özelliği eğrisi
1.4 Mini Boşaltma Gerilimi
Minimum deşarj voltajı, genellikle şarj durumu% 0 olduğunda voltaj olan kesme deşarj voltajı ile tanımlanabilir. Bu voltaj değeri sabit bir değer değildir ancak yük, sıcaklık, yaşlanma derecesi veya diğer faktörlerle değişir.
1.5 Tamamen Deşarj
Akü voltajı minimum deşarj voltajından düşük veya buna eşit olduğunda buna tam deşarj denilebilir.
1.6 Şarj ve deşarj oranı (C-Rate)
Şarj ve deşarj oranı, pil kapasitesine göre şarj ve deşarj akımının bir ifadesidir. Örneğin, 1C bir saat boyunca deşarj için kullanılırsa, ideal olarak pil tamamen boşalacaktır. Farklı şarj ve deşarj oranları, farklı kullanılabilir kapasite ile sonuçlanacaktır. Genel olarak, şarj-deşarj oranı ne kadar büyükse, mevcut kapasite o kadar küçük olur.
1.7 Çevrim ömrü
Döngü sayısı, bir pilin tam şarj ve deşarj olma sayısıdır ve bu gerçek deşarj kapasitesi ve tasarım kapasitesinden tahmin edilebilir. Birikmiş boşaltma kapasitesi tasarım kapasitesine eşit olduğunda, döngü sayısı bir kezdir. Genellikle 500 şarj ve deşarj döngüsünden sonra, tam dolu bir pilin kapasitesi% 10 ~% 20 düşer.
Şekil 3. Döngü süreleri ile pil kapasitesi arasındaki ilişki
1.8 Kendi Kendine Deşarj
Sıcaklık yükseldikçe tüm pillerin kendi kendine boşalması artar. Kendi kendine deşarj, temelde bir üretim hatası değil, pilin kendisinin özellikleridir. Bununla birlikte, üretim sürecinde yanlış kullanım da kendi kendine deşarjda bir artışa neden olabilir. Genel olarak, akü sıcaklığındaki her 10 ° C'lik artışta kendi kendine boşalma oranı iki katına çıkar. Lityum iyon pillerin aylık kendi kendine deşarjı yaklaşık% 1 ~ 2 iken, çeşitli nikel bazlı pillerin kendi kendine deşarjı ayda% 10-15'tir.
Şekil 4. Farklı sıcaklıklarda lityum pil performansının kendi kendine boşalma oranı
