Метод оценки SOC батареи LiFePO4 с использованием силы расширения

Оценка литературы: метод для&NBSP ;Оценка SOC батареи LiFePO4 с использованием силы набухания

Информация об авторе и краткое содержание статьи

В 2022 году доктор Пейпей Сюй из Пекинского университета науки и технологий разработал метод оценки SOC батареи на основе кривой силы расширения батареи ЛФП . Путем экспериментальной проверки установлено, что при разных режимах работы батареи сила расширения более чувствительна к изменению СЗ, чем напряжение. Поэтому в данной статье предложен метод оценки силы расширения SOC . Во-первых, ЛССВМ использовался для построения модели силы расширения, которая могла решить проблему немонотонного изменения между силой расширения и SOC . В сочетании с методом плавающего окна для повышения применимости и точности прогнозирования модели предложенный метод оценки SOC может достичь ошибки прогнозирования 1% ~ 0,54% при различных температурах окружающей среды и различных предварительных нагрузках батареи,

Схема испытаний

1.&NBSP ;Батарея ЛФП , использованная в этом эксперименте, показана в следующей таблице:

Таблица 1: Информация об аккумуляторе

2.&NBSP ;Испытательное оборудование и процесс: тестер расширения на месте (ИЭСТ -SWE2100 ) и оборудование для зарядки и разрядки

(КТ -8002-5V100A-NTFA ).&NBSP ;Как показано на рисунке ниже.

Рисунок 1. Оборудование для испытания на силу расширения

Рис. 2. Процесс тестирования батареи

Анализ результатов

На рис. 3 представлены кривая напряжения и кривая изменения силы расширения, полученные при увеличении 1/25°. Из рисунка ясно видно, что на кривой напряжения имеется плато напряжения при 27%~94% SOC . В это время изменение напряжения составляет всего 0,07 В. Однако изменение силы расширения в этом диапазоне очень заметно. Изменение силы расширения на этой стадии в основном вызвано фазовым переходом катодного графита из LiC12 в LiC6 , что указывает на перспективность использования силы расширения для оценки SOC . Однако также видно, что изменение силы расширения на этом этапе диапазон немонотонный, поэтому точность предсказания также будет поставлена ​​под сомнение.

Рис. 3. Изменение напряжения и силы расширения с SOC в квазистатических условиях

Чтобы проверить модель прогнозирования SOC , были проведены эксперименты по силе расширения в двух динамических условиях (NEDC и летнее время ) с различными предварительными нагрузками (15 кг и 30 кг) и различными температурами испытаний (25 ℃ и 45 ℃). Как показано на рисунке 4, результаты показывают, что при 20–90% SOC по-прежнему существует очевидная платформа напряжения, а тенденция изменения силы расширения аналогична тенденции в режиме зарядки постоянным током, что указывает на то, что сила расширения не чувствителен к динамическому изменению тока, но очень чувствителен к изменению SOC . В основном это связано с тем, что напряжение зависит от изменения концентрации ионов на поверхности электрода, а сила расширения зависит от изменения концентрации ионов в фазе тела электрода. Кроме того,

Рис. 4. Сила набухания и кривая напряжения тока в условиях циклов NEDC и летнее время

Затем автор создал модель ЛССВМ , непрерывно обучал и оптимизировал ее в сочетании с АУКФ для прогнозирования SOC , который может реализовать прогноз SOC для различных температур, различных текущих динамических условий и различных предварительных нагрузок.

Рис. 5. Блок-схема оценки SOC на основе АУКФ и ЛССВМ

Краткое содержание

В этой статье автор представляет новый метод оценки SOC батареи ЛФП с использованием силы расширения. Основываясь на алгоритме ЛССВМ и АУКФ , погрешность оценки может составлять менее 1%, и она применима к различным рабочим условиям температуры, динамического тока и предварительной нагрузки. Ожидается, что в будущем этот метод будет распространен на другие аккумуляторные системы, и он также может дополнительно установить модели прогнозирования SOC для аккумуляторов в различных условиях СОХ и низких температурах.

Оригиналы документов

Пейбэй Сюй, Цзюньцю Ли, Цяо Сюэ, Фэнчунь Сунь. Синкретическая оценка состояния заряда для батарей LiFePO4 , использующая силу расширения. Журнал накопления энергии, 50 (2022) 104559.

Рекомендации по испытательному оборудованию, связанному с ИЭСТ

Система анализа расширения на месте (ИЭСТ ) серии Швеция : используя высокостабильную и надежную платформу автоматизации, оснащенную высокоточными датчиками измерения толщины, она может измерять изменение толщины и скорость изменения всего процесса заряда-разряда электрического сердечника, и может выполнять следующие функции:

1. Проверьте кривую толщины вздутия батареи при постоянном давлении.

2. Проверьте кривую силы вздутия батареи в условиях постоянного зазора.

3. Испытание на сжатие батареи: модуль сжатия кривой напряжения-деформации.

4. Пошаговая проверка силы расширения батареи.

5. Различный контроль температуры: - 20~80 ℃.