He aha nā hiʻohiʻona o ka uku a me ka hoʻokuʻu?

He aha nā hiʻohiʻona o ka uku a me ka hoʻokuʻu?

Hoʻohana maʻa mau ʻia ʻo Lithium-ion i ʻelua-ʻano hana e hoʻopaʻa ai e hōʻoia i ka palekana, ka hilinaʻi, a me ka pono o ka hoʻouka ʻana. ʻO ka pae mua he mau manawa mau me ka palena o ka uila, a ʻo ka lua o ka lua he volta mau me ka palena o kēia manawa. 'Oko'a ka palena o ka voli uila no ka ho'ouka 'ana i ka pilahi lithium-iona ma muli o ka mea cathode. Hōʻike ʻia nā ʻōkuhi puʻupuʻu kumu o ka pākaukau lithium-iona ma ke Kiʻi 3-11. Ke hoʻohana nei nā pihi ma ke kiʻi i ka manawa hoʻoiho / hoʻokuʻu o C/3. No nā ʻokoʻa lithium-ion ʻokoʻa, ʻelua mau ʻokoʻa nui:

Figure 3-11 Basic charging and discharging voltage curve of lithium-ion battery

1) He ʻokoʻa ke kumukūʻai mau loa no ka pae mua ma muli o ke ʻano cathode a me ke kaʻina hana. ʻO ka maʻamau, hoʻohana ʻia kahi ʻano o kēia manawa o 0.2C a 0.3C. I nā hihia o ka hoʻohana ʻana i ka mana wikiwiki, hiki ke hoʻohana ʻia ka 1C, 2C, a i ʻole ke kiʻekiʻe.

2) Hōʻike ka ʻokoʻa koʻikoʻi o nā ʻokoʻa lithium -ion like ʻole i ka lōʻihi o kēia manawa, a ʻokoʻa hoʻi ka ʻāpana o ka mana hiki ke hoʻouka ʻia e ke au mau i ka nui o ka mana. Mai ka hiʻohiʻona o nā noi kaʻa uila, ʻoi aku ka lōʻihi o ka lōʻihi o kēia manawa i ka manawa pōkole piha, ʻoi aku ka maikaʻi no nā noi.

Paʻa a emi mālie ka uila uila lithium-ion i ka wā mua a me ka waena waena o ka hoʻokuʻu ʻana, akā hāʻule koke i nā pae hope, e like me ka hōʻike ʻana ma ka māhele DE o ke Kiʻi 3-11. He mea koʻikoʻi ka mana kūpono i kēia wā e pale ai i ka hoʻokuʻu ʻana a me ka pōʻino hiki ʻole ke hoʻihoʻi ʻia i ka pā.

(1) Ka hopena oka hoʻouka ʻana i kēia manawama nā hiʻohiʻona hoʻouka ʻia ʻO ka lawe ʻana i kekahi pākahiko lithium-ion NCM me ka mana helu o 242A·h ma ke ʻano he laʻana, ma lalo o nā kūlana o SOC=0% a me ka mahana mau o 20 degere , ua hoʻohana ʻia nā uku hoʻouka ʻokoʻa no ka hoʻouka ʻana. Hōʻike ʻia nā hopena hoʻohālikelike ma ka Papa 3-1 a hōʻike ʻia ka pihi hoʻopiʻi ma ke Kiʻi 3-12.

I kēia manawa/A(Rate)	CC-CV①Ka huina manawa	Mau Manawa/s	Total ChargedCapacity/A·h	Huina i hoʻonaʻauao ʻia/W·h	Ka mana hoʻopaʻa mau ʻia i kēia manawa/A·h	VoltageCcharged Energy/W·h	170A·hTime/s	170A·hCurrent/A
4.84/(0.02C)	182220	182220	245.74	942.54	245.74	942.54	127400	4.85
12.1/(0.05C)	72318.5	72318.5	243.70	935.37	243.70	935.37	50400	12.11
24.2/(0.1C)	36206.8	35800	243.20	935.77	241.03	926.69	25200	24.24
48.4/(0.2C)	18317.5	17560	241.08	933.32	236.32	912.16	12600	48.44
80.7/(0.33C)	11443.6	10490	243.50	946.27	235.29	910.08	7590	80.76
121/(0.5C)	7936.6	6900	243.92	952.95	232.09	900.85	5110	121.09

① CC, ʻO kēia manawa mau; CV, Voltage Mau.

Figure 3-12 Lithium-ion battery charging curves at different C-rates

E like me ka mea i hōʻike ʻia ma ka Papa 3-1, e emi mālie ana ka manawa o kēia manawa me ka hoʻonui ʻana i ke au e kau ana, a e emi mālie ana ka mana a me ka ikehu i hiki ke hoʻouka ʻia ma lalo o ke au mau. I ka lawe ʻana i ka mana hoʻouka a me ka hoʻokuʻu ʻana o 1/2 (ʻo ia hoʻi, SOC=50%) ma ke ʻano maʻamau, e emi ana ka manawa hoʻouka i makemake ʻia me ka hoʻonui ʻana i ka manawa hoʻouka; ʻO ka manawa i koi ʻia no 0.1C ma kahi o 5 mau manawa no ka 0.5C. Ma lalo o kēia kūlana, heʻuʻuku kaʻokoʻa o kēia manawa no ka hoʻomauʻana i ka hoʻoukaʻana, no laila,ʻaʻole iʻokoʻa loa ka manawa hoʻouka no ka 30A·h hope loa. No laila, i loko o ka ʻae ʻia o ka hoʻouka ʻana o ka pākaukau, e hoʻonui ana i ka manawa o ka hoʻouka ʻana, ʻoiai e hōʻemi ana i ka hiki a me ka ikehu hiki ke hoʻopaʻa ʻia ma lalo o ka manawa mau, kōkua i ka hōʻemi ʻana i ka manawa hoʻopiʻi holoʻokoʻa. I loko o nā noi pākaukau pono, hiki ke hoʻohana ʻia ka nui o ka hoʻouka ʻana i kēia manawa o ka pā lithium-ion no ka hoʻouka ʻana, a ma hope o ka hiki ʻana i ka palena voli, hiki ke hana ʻia ka hoʻouka uila mau. Hoʻemi kēia i ka manawa o ka hoʻouka ʻana me ka mālama pono ʻana i ka palekana. Eia nō naʻe, ʻo ka hoʻonui ʻana i ka manawa e hoʻouka ai e alakaʻi i ka piʻi ʻana o ka nalowale o ka ikehu ma muli o ke kūpaʻa kūloko o ka pākaukau. Ua helu ʻia ka ikehu i hoʻopau ʻia i loko o ke kūpaʻa kūloko e like me ka hoohalike (3-4).

Factors affecting charging characteristics

Ma kahi o E ka ikehu i pau i ke ku'e kuloko;

r ke ku'e o loko o ka pila;

ʻo t ka hoʻololi manawa hoʻouka;

ʻO wau ke au e kau nei;

ʻO t₁ a me t₂ nā manawa hoʻomaka a hoʻopau.

Ua hōʻike ʻia ka hoʻāʻo nui ʻana e hoʻololi ke kūpaʻa o loko o nā ʻakika lithium -ion i loko o 0.4 mΩ i ka wā e hoʻouka ai. No laila, hōʻike ka hoʻohālikelike (3-4) i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu ma muli o ke kūpaʻa ʻana o loko e pili pono i ka laina laina me ka manawa hoʻouka, akā pili quadratically i ke au o ka hoʻouka ʻana. I ka wā o ka hoʻopaʻa ʻana i kēia manawa, ʻo ka nui o ka manawa e hoʻopiʻi nei ke kumu nui e hoʻohuli ai i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu kūʻokoʻa; ʻoi aku ka nui o ka hoʻohana ʻana i ka ikehu. I ka wā o ka volta mau, ka haʻahaʻa o kēia manawa, ʻo ka manawa hoʻopiʻi ke kumu nui e hoʻohuli ai i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu kūloko; ʻoi aku ka lōʻihi o ka hoʻohana ʻana i ka ikehu. Ke noʻonoʻo nei i ke kaʻina hana hoʻopiʻi holoʻokoʻa, no ka mea, he pilina quadratic o ke au e hoʻopaʻa nei me ka hoʻohana ʻana i ka ikehu kūʻē kūloko a ʻo ia ke kumu nui e hoʻopili ai, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka hoʻopiʻi ʻana i kēia manawa i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu kūʻē kūloko. Ma nā noi pākaukau pono, pono e koho ʻia kahi ʻano hoʻoili kūpono ma ka noʻonoʻo piha ʻana i ka manawa a me ka pono.

(2) Ka hopena o ka hohonu o ka hoʻokuʻu ʻana ma nā ʻano o ka hoʻouka ʻana Ma lalo o kahi mahana mau o 20 degere, ua hana ʻia kahi hoʻāʻo hoʻokuʻu ʻana ma kahi pākahi lithium -ion NCM me ka mana helu o 66.2 A·h. Ua hoʻokuʻu ʻia ka pākaukau ma kahi o 0.5C i nā hohonu hohonu o ka hoʻokuʻu ʻana (DOD) (10% → 100%), e pili ana i kahi State of Charge (SOC) o 90%→0%. Ua hoʻopaʻa ʻia ka ʻikepili Voltage, kēia manawa, a me ka hiki i ka wā o ka hoʻokuʻu ʻana. Ma hope o ka hoʻomaha ʻana no 60 mau minuke, ua hoʻopiʻi ʻia ka pākaukau ma ka wikiwiki o 0.5C (CC). I ka loaʻa ʻana o ka volta ʻokiʻoki, ua hoʻololi ʻia ke ʻano hoʻopiʻi i ka volta mau (CV). I ka emi ʻana o ke au ma mua o 0.05C, ua hoʻopau ʻia ke kaʻina hana, a ua hoʻopaʻa ʻia ka ʻikepili uila, ka manawa, a me ka hiki. Hōʻike ʻia ka ʻikepili pili ma ka Papa 3-2. Hōʻike ʻia nā ʻōkuhi o kēia manawa o ka pā lithium-ion ma lalo o nā ʻano hohonu like ʻole o ka hoʻokuʻu ʻana ma ke Kiʻi 3-13.

SOC	DOD	Hoʻokuʻu	Hoʻopiʻi	Kaulike-Euika Uku Uku①/W·h	Kaulike-Enehiko Hoʻokuʻu ʻia②/W·h	Hoʻouka manawa/min	Ka manawa mau/min	Ka mana hoʻopaʻa mau ʻia i kēia manawa/A·h	Ka Awelika Hoʻopaʻa Manawa Manawa Manawa③/min
		Kaha/ʻA·h	Ka ikehu/W·h	Kaha/ʻA·h	Ka ikehu/W·h
80.00	20.00	13.35	54.03	13.48	55.88	27.94	27.02	41.13	33.50	12.32	3.05
70.00	30.00	20.02	80.16	19.99	82.08	27.36	26.72	59.23	50.83	18.69	2.96
60.00	40.00	26.69	105.62	26.61	108.19	27.05	26.41	77.72	68.50	25.19	2.92
50.00	50.00	33.36	130.42	33.27	133.61	26.72	26.08	96.02	86.67	31.87	2.89
40.00	60.00	40.04	154.61	39.95	158.50	26.42	25.77	114.18	104.83	38.55	2.86
30.00	70.00	46.71	178.38	46.61	182.97	26.14	25.48	132.28	123.00	45.22	2.84
20.00	80.00	53.38	201.73	53.26	207.07	25.88	25.22	150.40	141.00	51.84	2.82
10.00	90.00	60.05	224.45	59.92	230.62	25.62	24.94	168.47	159.17	58.52	2.81

① Kaulike-Ehu Uku Uku: Hoʻopiʻi ʻia ka ikehu ma lalo o ka hoʻololi SOC like (e laʻa, 10%). No ka laʻana: inā he 30W·h ka mana hoʻouka ma 90% DOD, ʻo 30W·h ka mana like i hoʻouka ʻia he 30W·h; inā he 50W·h ka mana hoʻouka ma 80% DOD, he 25W·h ka mana like i hoʻouka ʻia.

② Kaulike-Ehu i hoʻokuʻu ʻia ka mana: Hoʻokuʻu ʻia ka ikehu ma lalo o ka hoʻololi SOC like (e laʻa, 10%).

③ ʻO ka manawa hoʻouka maʻamau no kēlā me kēia ʻāpana ʻāpana / min: Manawa Hoʻouka / Manaʻo Hoʻouka.

Figure 3-13 Charging curves of lithium-ion batteries under different depths of discharge conditions

Mai ka Papa 3-2 a me ka Helu 3-13, e hiki ke unuhi i keia mau hopena:

1) Me ka hoʻonui ʻana i ka hohonu o ka hoʻokuʻu ʻana, piʻi ka manawa e hoʻouka ai, akā e emi ana ka awelika o ka manawa e hoʻouka ai i kēlā me kēia ʻāpana, ʻo ia hoʻi, ʻaʻole kūlike ka piʻi ʻana o ka manawa hoʻouka me ka hohonu o ka hoʻokuʻu ʻana.

2) Me ka hoʻonui ʻana i ka hohonu o ka hoʻokuʻu ʻana, piʻi ka hapa o ka manawa hoʻopiʻi mau i ka manawa o ka hoʻouka ʻana, a piʻi ka nui o ka hiki ke hoʻopaʻa ʻia i kēia manawa i ka hiki ke hoʻopiʻi pono. ʻO ka ʻoiaʻiʻo, ʻo kēia mau hiʻohiʻona ke kumu nui ʻia e nā kumu ʻelua: ʻo ka mua, ʻoi aku ka hohonu o ka hoʻokuʻu ʻana e pono ai ka manawa lōʻihi e hoʻopiha piha i ka pākaukau; ʻO ka lua, ʻoi aku ka hohonu o ka hoʻokuʻu ʻana e pili ana i kahi pae uila haʻahaʻa, e hopena i ka liʻiliʻi o ka ikehu i hoʻoili ʻia i loko o ka pākaukau ma lalo o nā kūlana manawa like a me ka hoʻouka ʻana.

(3) Hoʻoikaika ʻia o ka Mahana ma nā ʻano hoʻouka ʻana Ua hoʻopiʻi ʻia nā ʻōhua Lithium{1}}ion ma lalo o nā wela ambient like ʻole. E lawe ana i ka 66.2 A·h NCM lithium-ion pākahiko ma ke ʻano he laʻana, ua hoʻohana ʻia ke ʻano hana hoʻopaʻa ʻana i ke au a me ka uila. Ua hoʻopaʻa ʻia nā ʻāpana hoʻouka me ka palena o kēia manawa he 1.3 A a me 3.3 A, e like me ka hōʻike ʻana ma ka Papa 3-3. Ma lalo o ka hoʻokuʻu like ʻana, e ʻike ka volta pākaukau i kahi hāʻule ʻoi loa, e like me ka hōʻike ʻana ma ke Kiʻi 3-13. Eia nō naʻe, no ka mea he kiʻekiʻe ke kiʻekiʻe o ka volta, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka ikehu hoʻokuʻu. I ka wā mua o ka hoʻokuʻu ʻana, hoʻonui ka ikehu i hoʻopau ʻia e ka pale o loko o ka pākaukau, hoʻonui i ka hana o nā mea hana o ka pā lithium-ion, a hoʻokiʻekiʻe i ka uila uila, pēlā e hoʻonui ai i ka ikehu hiki ke hoʻokuʻu. Ma ka waena a me ka pae hope o ka hoʻokuʻu ʻana, e emi ana ka uila uila, a e emi iho ka ikehu i hoʻokuʻu ʻia i kēlā me kēia manawa.

Ma ka mahana like a me ka volta hoʻopau hoʻokuʻu like, ʻokoʻa ka hopena o ka hoʻokuʻu ʻana i nā au i nā ʻokoʻa o ka mana a me ka ikehu i hoʻokuʻu ʻia. ʻO ka maʻamau, ma lalo o nā kūlana wela maʻamau, ʻoi aku ka haʻahaʻa o kēia manawa, ʻoi aku ka nui o ka mana a me ka ikehu i hoʻokuʻu ʻia. E like me ka hoʻokolohua hoʻokuʻu ʻana i ʻōlelo ʻia ma luna, hoʻokuʻu ʻo 0.2C i 3.2% ʻoi aku ka mana a me ka ikehu ma mua o 1C.

Figure 3-15 Discharge energy-discharge capacity curves at different temperatures