Como ler a curva de carga e descarga da bateria

Para garantir a estabilidade do ciclo e a segurança dos usuários, a maioria das baterias opera em sistemas fechados, como células tipo bolsa e baterias cilíndricas.

Como resultado, a situação dentro da bateria é como uma caixa preta, e não podemos obter diretamente as informações do material dentro dela, só podemos estimá-las por meio de testes externos. Então, quais testes podem fornecer informações sobre o “coração” elétrico? Equipamento de teste de descarga de carga de bateria vai fazer. Se você precisar fazer uma analogia, então a carga e a descarga da bateria são como a energia potencial da água usada pela usina hidrelétrica, e a descarga é a “água” do eletrodo positivo. Estimar a quantidade de água a montante e ajustar a estratégia a tempo para garantir o uso normal tornou-se o trabalho mais importante a que devemos prestar atenção no nosso dia a dia, e esta quantidade de água também pode ser entendida como a potência da bateria.

Voltando à bateria, a bateria em processo de carga e descarga, com a mudança da profundidade de carga e descarga, a tensão também muda constantemente, se tomarmos a capacidade como abcissa e a tensão como ordenada, podemos obtenha uma curva simples de carga e descarga, que contém muitas pistas sobre o desempenho elétrico da bateria. Essas curvas são desenhadas com base no tempo, capacidade, SOC, tensão e outros parâmetros da célula envolvidos na carga e descarga, também conhecida como curva de carga e descarga. A seguir está uma introdução a várias curvas de carga-descarga comuns.

Curva tempo-corrente/tensão:

1. Corrente constante:

Quando a corrente constante é carregada e descarregada, a corrente é um valor constante e a alteração da tensão terminal da bateria é coletada ao mesmo tempo, o que é comumente usado para detectar as características de descarga da bateria. Durante o processo de descarga, a corrente de descarga permanece inalterada, a tensão da bateria diminui e a potência de descarga também diminui. Um exemplo de curva é mostrado na figura abaixo.

2. Corrente constante e tensão constante (carregamento):

Comparado com o carregamento de corrente constante, o carregamento de corrente constante e de tensão constante tem um processo de tensão constante no final da carga. No final da carga, quando a tensão atinge o valor alvo, ela se torna constante, e a corrente diminui gradualmente, e o carregamento de corrente constante e tensão constante termina quando a corrente de corte é atingida. Devido à grande flutuação da tensão da bateria após sair do platô, se o carregamento de corrente constante continuar, a bateria não poderá atingir o estado cheio ideal, por isso é necessário mudar para tensão constante e reduzir a corrente para garantir que a bateria atinja um estado de carga mais elevado, tanto quanto possível. Um exemplo de curva é mostrado na figura abaixo.

3. Potência constante:

Todo o processo de carga e descarga funciona com potência constante. De acordo com P = UI, a tensão aumenta gradualmente e a corrente diminui ao carregar com potência constante, e a tensão diminui e a corrente aumenta gradualmente quando descarregada. De acordo com o cálculo da tensão de corte de carga-descarga convencional de 3,65-2,5V da bateria LFP, a corrente do terminal de descarga pode atingir quase 1,5 vezes a corrente do terminal de carga. Um exemplo de curva é mostrado na figura abaixo.

4. Contínuo, Intermitente, Pulsado:

Embora a corrente ou potência seja constante, a função de temporização é usada para realizar controle de carga e descarga contínuo, intermitente e de pulso. Esses regimes especiais de carga e descarga são frequentemente usados para avaliar a resistência interna CC de uma bateria. Um exemplo de curva é mostrado na figura abaixo.

Curva capacidade-tensão:

O eixo horizontal da curva capacidade-tensão reflete a capacidade de carga e descarga e o estado de carga da bateria, enquanto o eixo vertical contém a plataforma de tensão, ponto de inflexão, polarização e outras informações da bateria. A figura a seguir é a curva de descarga de uma bateria de fosfato de ferro-lítio em diferentes temperaturas.

Curva circular:

Sabemos que a vida útil de uma bateria é dividida em vida útil e ciclo de vida. A vida útil do calendário é o tempo em que a capacidade da bateria é perdida até certo ponto sob o posicionamento natural, e o ciclo de vida é o número de vezes que a bateria é carregada e descarregada até certo ponto após a bateria ser continuamente carregada e descarregada. O ciclo de vida é um dos indicadores importantes para medir o desempenho da vida útil da bateria. Os dados de teste de ciclo das baterias de íons de lítio são baseados no acúmulo de dados de uma única carga e descarga usando o máquina de teste de ciclo de vida da bateria, e diferentes dados de uma única carga e descarga podem ser extraídos para fazer uma variedade de curvas para análise em diferentes aspectos. A curva de vida do ciclo mais simples é baseada no número de ciclos como o eixo x, e a capacidade de descarga ou taxa de retenção de capacidade como o eixo y, conforme mostrado na figura abaixo, conforme o ciclo avança, a capacidade da bateria continua a decair, e o sistema de carga-descarga tem um impacto significativo na atenuação da capacidade da bateria.

Compreender a curva carga-descarga e sua composição é de grande importância para a compreensão da estrutura e do uso das baterias.

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