Sortarea și gruparea bateriilor cu litiu este un pas cheie în asigurarea unei performanțe stabile și extinderea duratei de viață a pachetelor de baterii. Conform datelor, metodele de sortare utilizate în mod obișnuit includ în principal metoda cu un singur factor, metoda cu mai mulți factori și metoda de sortare dinamică.
Metoda cu un singur factor
Metoda cu un singur factor se referă la selectarea unui anumit parametru al bateriei ca variabilă unică de sortare, cum ar fi rezistența ohmică, rezistența la polarizare, tensiunea în circuit deschis (OCV), capacitatea etc. Această metodă este simplu de utilizat, dar poate reflecta doar caracteristicile bateriei în condiții specifice și are anumite limitări.
De exemplu, în unele cazuri, tensiunea în circuit deschis poate fi aleasă ca criteriu de sortare. Pentru celulele cilindrice, diferența de tensiune setată pe mașina de sortare automată este de 5mV. Dacă cerințele de consistență sunt mai mari, 3mV este selectat ca prim nivel.
Abordare multifactorială
Pentru a evalua în mod cuprinzător consistența bateriilor, metoda multifactorială este adoptată pe scară largă. Nu numai că ia în considerare un singur parametru, dar ia în considerare în mod cuprinzător mai mulți parametri reprezentativi, cum ar fi măsurarea simultană a mai multor condiții externe, cum ar fi capacitatea bateriei, rezistența internă și rata de descărcare automată, pentru a obține o sortare mai precisă.
Deși această metodă necesită timp, poate îmbunătăți în mod eficient consistența internă a caracteristicilor bateriei după grupare, sporind astfel eficiența utilizării modulelor și extinzând durata de viață a acestuia. De exemplu, în procesul PACK, celulele bateriei sunt grupate și expediate în funcție de tensiune, capacitate și rezistență internă înainte de a părăsi fabrica. După ce sosesc celulele bateriei, departamentul IQC al PACK-ului trebuie să efectueze verificări la fața locului asupra acestor parametri pentru a se asigura că diferența de capacitate este controlată cu 1%.
Metoda de sortare dinamică
Regula de sortare dinamică este de a monitoriza anumite valori ale bateriei în timpul procesului de încărcare și descărcare și de a le clasifica în consecință. Acest tip de metodă poate surprinde mai bine tendința de schimbare a stării de funcționare a bateriei și, prin urmare, este considerat un supliment eficient pentru sortarea statică.
Concret, analiza grupării se realizează prin analiza distanței euclidiene dintre punctele de eșantionare și punctul mediu de pe curba de încărcare a curentului constant și a tensiunii constante; Sau acordați atenție caracteristicilor curbei timpului tensiunii în condiții de încărcare și descărcare de curent constant;
Chiar și luând în considerare situația curentului de impuls pe care o pot întâlni vehiculele electrice în timpul funcționării efective, rafinând și mai mult criteriile de grupare. În plus, unele studii au subliniat că pe măsură ce viteza de descărcare crește, inconsistența dintre baterii va fi amplificată, ceea ce este de mare ajutor pentru identificarea bateriilor defecte.
Exemplu
Baterie cu litiu fosfat de fier:
În ceea ce privește problema de sortare în procesul de utilizare ierarhică a bateriilor de litiu fier fosfat retrase, cercetările au arătat că algoritmul de grupare K-means poate fi utilizat pentru a gestiona impactul unor factori precum capacitatea, energia și rezistența internă asupra procesului de încărcare a bateriei, și să-i folosească ca factori de influență în algoritmi înrudiți. În cele din urmă, un proces de screening rezonabil a fost determinat prin montarea datelor de la diferite loturi de baterii.
Baterie de sistem cu trei elemente:
Pentru bateriile litiu-ion cu sisteme de materiale ternare, intervalele de parametri stricte sunt în general setate pe mașina de sortare automată, cum ar fi o diferență de tensiune de 3mV și o diferență de rezistență internă de 1-2m Ω. Această setare ajută la asigurarea faptului că bateriile selectate au o consistență inițială mai mare, oferind o bază bună pentru asamblarea ulterioară.
Variabile comune de sortare:
1. Tensiune în circuit deschis (OCV)
Tensiunea în circuit deschis este un parametru cheie pentru măsurarea stării de încărcare (SOC) a unei baterii, care reflectă nivelul tensiunii la borna a bateriei în condiții de gol. Datorită diferențelor între ratele de autodescărcare între baterii diferite, chiar și bateriile produse din același lot pot prezenta valori diferite ale tensiunii în circuit deschis. Prin urmare, în timpul sortării este setat de obicei un prag mic de diferență de tensiune, cum ar fi 3mV sau 5mV, pentru a se asigura că bateriile selectate în același grup au stări inițiale de încărcare similare.
2. Rezistenta interioara
Rezistența internă include două părți: rezistența ohmică și rezistența la polarizare, care afectează direct eficiența de lucru și capacitatea de ieșire a bateriei. Rezistența internă ridicată poate duce la creșterea încălzirii bateriei, la creșterea pierderii de energie și la scăderea eficienței de încărcare și descărcare. Pentru a asigura uniformitatea temperaturii și performanța generală în cadrul acumulatorului, este necesar să se controleze strict diferențele de rezistență internă dintre celulele individuale. Pentru anumite tipuri de baterii, precum cele cu o capacitate de 1000mAh, rezistența lor internă nu trebuie să depășească 20m Ω; Pe măsură ce capacitatea crește, rezistența internă maximă admisă va fi de asemenea ajustată proporțional.
3. Capacitate
Capacitatea se referă la cantitatea totală de energie electrică pe care o poate stoca și elibera o baterie și este unul dintre factorii importanți care determină durata de viață a bateriei și ciclul de utilizare. Datorită diferențelor subtile în procesele de fabricație, chiar și produsele din același lot sunt dificil de obținut exact aceeași capacitate. Prin urmare, în etapa de sortare, este necesar să se efectueze teste de capacitate pe fiecare baterie și să se clasifice bateriile cu rezultate similare într-o singură categorie. În general, abaterea capacității trebuie menținută în ± 2% din capacitatea nominală.
4. Rata de autodescărcare
Rata de autodescărcare descrie rata la care o baterie își pierde puterea singură în timpul depozitării, ceea ce nu numai că afectează durata de viață a bateriei, ci provoacă și SOC asincron între baterii. O rată mai mică de autodescărcare înseamnă o durată de valabilitate mai lungă și o performanță mai bună a consistenței. Caracteristicile de autodescărcare ale bateriei au fost măsurate prin experimente statice pe termen lung și apoi utilizate ca unul dintre criteriile de sortare.
5. Caracteristici de creștere a temperaturii
Caracteristica de creștere a temperaturii se referă la creșterea temperaturii cauzată de căldura generată de reacțiile chimice interne în timpul funcționării unei baterii. Un management termic bun ajută la menținerea condițiilor optime de lucru pentru baterii și la prevenirea pericolelor de siguranță cauzate de supraîncălzirea locală. Prin urmare, în procesul de sortare, se consideră, de asemenea, măsurarea valorii de creștere a temperaturii generată de baterie în condiții specifice de încărcare și descărcare și selectarea bateriilor cu caracteristici similare de creștere a temperaturii pentru a forma un grup.
6. Ciclu de viață
Durata de viață este definită ca numărul de ori în care o baterie poate fi încărcată în mod repetat, golită complet și apoi reîncărcată. Deși acest indicator este dificil de utilizat direct pentru sortarea rapidă, el reflectă fiabilitatea utilizării pe termen lung a bateriei. Prezicerea duratei de viață a bateriilor prin teste de îmbătrânire accelerată și efectuarea unei examinări preliminare pe baza acesteia.
7. Eficiență de încărcare și descărcare
Eficiența de încărcare și descărcare reflectă eficiența de conversie a energiei a bateriei pe parcursul întregului ciclu de încărcare și descărcare, adică cât de mult din energia de intrare poate fi convertită eficient în energie de ieșire utilizabilă. O eficiență mai mare de încărcare și descărcare înseamnă mai puține pierderi de energie, ceea ce este crucial pentru îmbunătățirea eficienței energetice a întregului sistem de baterii. Prin urmare, în procesul de sortare, eficiența de încărcare și descărcare a bateriilor este de asemenea examinată pentru a se asigura că bateriile selectate au o eficiență bună de utilizare a energiei.
Sortarea rezonabilă a bateriilor nu se bazează numai pe câteva variabile principale menționate mai sus, dar trebuie și să ajusteze în mod flexibil standardele de sortare în funcție de cerințele scenariilor specifice de aplicare.
De exemplu, în domeniul vehiculelor electrice, pe lângă parametrii de mai sus, există și considerații suplimentare pentru performanța siguranței bateriei; În sistemele de stocare a energiei, se va pune mai mult accent pe stabilitatea pe termen lung și rentabilitatea bateriilor.
În plus, odată cu progresul tehnologiei, tot mai multe cercetări explorează modul de utilizare a instrumentelor avansate de analiză a datelor, cum ar fi algoritmii de învățare automată, pentru a optimiza și mai mult eficacitatea sortării și grupării bateriilor cu litiu.
Echipament excelent de sortare a bateriilor cu litiu
1. Mașină de sortare automată eficientă a bateriei litiu-ion
Acest tip de echipament adoptă testarea avansată a tensiunii, testarea zilnică a contorului de rezistență și tehnologia de măsurare a grosimii Keyence, care poate sorta cu acuratețe și automat bateriile litiu-ion. Această mașină urmează programarea standardului internațional IEC 61131, acceptă controlul axei, înregistrarea defecțiunilor și alte funcții și realizează controlul motoarelor liniare de înaltă tehnologie și funcționarea diferitelor brațe robotizate. Nu numai că îmbunătățește eficiența producției, dar asigură și consecvența calității produsului.
2. Mașină automată de sortare a bateriei cu litiu fier fosfat
Mașina automată de sortare a bateriilor cu fosfat de litiu și fier furnizată de Bicester Automation utilizează tehnologii moderne mecanice, electronice și informatice pentru a realiza testarea și clasificarea rapidă și precisă a performanței bateriilor. Această mașină de sortare măsoară cu precizie parametrii cheie ai bateriei, cum ar fi tensiunea, rezistența internă etc., și împarte bateria în diferite grade sau loturi conform standardelor prestabilite. Aceasta este o alegere bună pentru producătorii care urmăresc producție eficientă și produse de înaltă calitate.
3. Găsiți soluția de sortare a tehnologiilor
Refind Technologies este unul dintre cei mai importanți producători mondiali de mașini de sortare a bateriilor cu litiu și se bucură de o înaltă reputație în industrie. Linia lor de produse acoperă diverse configurații de la un singur canal la mai multe canale, potrivite pentru nevoile de sortare a bateriilor cu litiu de diferite tipuri și specificații. Echipamentele Refind sunt renumite pentru precizie, stabilitate și fiabilitate ridicate, oferind în același timp servicii personalizate pentru a satisface cerințele speciale ale clienților.
4. Xiamen TOB sistem de sortare a bateriilor cu litiu
Sistemul de sortare a bateriilor cu litiu produs de Xiamen TOB Company ocupă și el o poziție importantă pe piață. Produsele sale au o rentabilitate bună și sunt utilizate pe scară largă în selecția bateriilor cu litiu cilindrice și de altă formă. Mașina de sortat Xiamen TOB este echipată cu un sistem de control inteligent, care poate realiza o funcționare automată de mare viteză și de înaltă precizie și are un design prietenos al interfeței cu utilizatorul, făcându-l ușor de utilizat de către operatori.
5. Linie de sortare automată AOT Battery Technology
AOT Battery Technology oferă o linie de producție completă automată de sortare a bateriilor cu litiu, care include o serie de procese precum alimentarea, poziționarea, detectarea parametrilor și analiza datelor. Acest sistem integrează cea mai recentă tehnologie de senzori și algoritmi software, care pot îmbunătăți în mod eficient acuratețea și eficiența procesului de sortare. În plus, AOT acordă o atenție deosebită conceptului de design de protecție a mediului și conservare a energiei, făcând întregul proces de sortare mai în concordanță cu tendința de dezvoltare durabilă.
6. Echipament de sortare a bateriilor cu litiu WinAck
WinAck este un alt furnizor binecunoscut de echipamente de sortare a bateriilor cu litiu, dedicat oferirii clienților soluții de sortare de înaltă calitate. Dispozitivele lor au capabilități puternice de procesare a datelor care pot monitoriza și înregistra informații în timp real despre fiecare baterie testată, ajutând clienții să gestioneze și să optimizeze mai bine procesele de producție. Mașina de sortare WinAck acceptă, de asemenea, funcții de diagnosticare și întreținere la distanță, facilitând foarte mult munca zilnică de gestionare a utilizatorilor.
7. Echipamente de testare nedistructivă pentru bateriile cu litiu de tip putere
Pentru bateriile cu litiu de tip putere, echipamentul de testare nedistructiv este un instrument foarte important. Aceste dispozitive completează o evaluare cuprinzătoare a sănătății fără a deteriora structura bateriei, incluzând, dar fără a se limita la detectarea defectelor interne, estimarea capacității, etc. Alegerea unui echipament adecvat de testare nedistructivă ajută companiile să detecteze mai devreme potențialele probleme, să reducă ratele de deșeuri și să îmbunătățească calitatea produse finale.