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Batteria di potenza agli ioni di litio test di ciclismo e vibrazione - Parte 2

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Batteria di potenza agli ioni di litio test di ciclismo e vibrazione - Parte 2

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2.2 Test ciclici di prestazione dei campioni

A una temperatura ambiente di (25 ± 2) ℃, i campioni del modulo batteria sono stati sottoposti a un test di carica e scarica di 0,5 C utilizzando un sistema di carica a corrente costante e tensione costante (CC-CV) e un sistema di scarica a corrente costante. Il pacco batteria è stato sottoposto a test di ciclo su una macchina di prova multicanale.

Metodo di prova per i campioni A e B: prima caricare a una corrente costante di 1,5 A fino a 4,2 V (uno dei monomeri ha una tensione superiore a 4,2 V), poi caricare a una tensione costante di 4,2 V fino a quando la corrente è inferiore a 2,12 A e lasciare riposare per 5 minuti. Scaricare nuovamente a una corrente costante di 1,5 A fino a quando la tensione finale è di 2,8 V (la tensione di una cella è inferiore a 2,8 V), e caricare e scaricare in questo ciclo per 200 volte.

Metodo di prova per il campione C: Prima caricare a una corrente costante di 1,5 A fino a 16,769 V, poi caricare a una tensione costante di 17,769 V fino a quando la corrente è inferiore a 3,47 A e rimane ferma per 5 minuti. Scaricare nuovamente a una corrente costante di 1,5 A fino a quando la tensione di terminazione è di 2,5 V (la tensione di una cella è inferiore a 2,5 V), e caricare e scaricare in questo ciclo per 200 volte.

Metodo di prova per il campione D: Innanzitutto, caricare a una corrente costante di 1,5 A fino a 14,616 V, quindi caricare a una tensione costante di 14,616 V fino a quando la corrente è inferiore a 4,3 A, e lasciare riposare per 5 minuti. Scaricare nuovamente a una corrente costante di 1,5 A fino a quando la tensione di terminazione è di 2,5 V (la tensione di una cella è inferiore a 2,5 V), e caricare e scaricare in questo ciclo per 200 volte.

2.3 Test di resistenza alle vibrazioni dei campioni

A una temperatura ambiente di (25 ± 2) ℃, vengono testate le prestazioni di resistenza alle vibrazioni del modulo batteria campione. Il test di resistenza alle vibrazioni della batteria viene condotto su un banco di prova per vibrazioni e il processo di test è il seguente:

(1) A una temperatura ambiente di (20 ± 5) ℃, il modulo batteria viene scaricato a una corrente costante di 1,5 A fino alla condizione di interruzione della scarica specificata dal produttore. A una temperatura ambiente di (20+5) ℃, il modulo della batteria viene caricato a 1,5 A fino a quando la tensione terminale raggiunge la condizione di interruzione della carica specificata dal produttore e la carica viene interrotta.

(2) Fissare il modulo batteria al banco di prova delle vibrazioni e condurre un test di vibrazione lineare a frequenza sweep in base alle seguenti condizioni: corrente di scarica: 1 A; direzione della vibrazione: vibrazione singola verso l'alto e verso il basso; frequenza di vibrazione: 10~55Hz; accelerazione massima: 30m/s; ciclo di sweep: 10 volte; tempo di vibrazione: 2 ore.

Durante il test di vibrazione, non è consentito riscontrare bruschi cambiamenti nella corrente di scarica, tensione anomala, deformazione del guscio della batteria, traboccamento dell'elettrolito, ecc. Il collegamento deve essere affidabile e la struttura deve essere intatta. Non è consentito allentare l'installazione.

(3) SBM (tester di resistenza interna CA) verifica la resistenza interna.

(4) Ripetere i punti (1), (2) e (3) per un totale di 4 volte.

3 Risultati e discussione

3.1 Risultati del test di durata ciclica e discussione

Le tensioni di carica e scarica dei campioni A, B e C sono pari a 2,8~4,1 V, mentre le tensioni di carica e scarica del campione D sono pari a 2,5~3,65 V. I quattro campioni mostrano buone prestazioni di ciclaggio.

La capacità di scarica iniziale del campione A è di 40,562 Ah. Dopo 100 cicli, la capacità di scarica è di 39,759 Ah con un tasso di conservazione della capacità del 98,02%, il che indica una buona prestazione ciclistica. Dopo 200 cicli, la capacità di scarica è ancora di 39,309 Ah con un tasso di ritenzione della capacità del 96,91%, indicando una buona prestazione ciclistica.

La capacità di scarica iniziale del campione B è di 68,838 Ah. Dopo 100 cicli, la capacità di scarica è di 68,402 Ah con un tasso di ritenzione della capacità del 99,37%, indicando una buona prestazione ciclistica. Dopo 200 cicli, la capacità di scarica è ancora di 67,789 Ah con un tasso di ritenzione della capacità del 98,48%, indicando una buona prestazione ciclistica.

La capacità di scarica iniziale del campione C è di 2,013 Ah. Dopo 100 cicli, la capacità di scarica è di 1,946 Ah con un tasso di ritenzione della capacità del 96,67%, che indica una buona prestazione ciclistica. Dopo 200 cicli, la capacità di scarica è ancora di 1,862 Ah con un tasso di ritenzione della capacità del 92,50%, indicando una buona prestazione ciclistica.

La capacità di scarica iniziale del campione D è di 82,601 Ah. Dopo 100 cicli, la capacità di scarica raggiunge ancora 81,575 Ah con un tasso di ritenzione della capacità del 98,76%, indicando una buona prestazione ciclistica. Dopo 200 cicli, la capacità di scarica raggiunge ancora 80,716 Ah con un tasso di ritenzione della capacità del 97,72%, indicando una buona prestazione ciclistica.

Dal confronto si evince che, dopo 200 cicli, il campione B ha il tasso di ritenzione della capacità più elevato, pari al 98,48%. Seguono il campione D e il campione A. Il campione C ha il tasso di ritenzione della capacità più basso, raggiungendo solo il 92,50%.

3.2 Risultati del test di resistenza alle vibrazioni e discussione

Le resistenze interne iniziali dei quattro campioni erano rispettivamente di 2,324, 1,53, 66 e 1,9 mΩ.

Con l'aumento del numero di vibrazioni, la resistenza interna del campione A prima diminuisce e poi aumenta gradualmente, mentre la resistenza interna del campione B aumenta gradualmente. La variazione della resistenza interna del campione C non è molto evidente, mentre la resistenza interna del campione D prima diminuisce e poi aumenta gradualmente.

Si può notare che dopo il ciclo di carica e scarica, la resistenza interna della batteria diminuisce leggermente. Questo perché le vibrazioni non solo allentano la parte di connessione della batteria, ma aumentano anche la resistenza di polarizzazione della batteria. Dopo la quinta vibrazione, l'affidabilità di connessione del campione D è la peggiore, seguita dal campione A, mentre l'affidabilità di connessione dei campioni B e C è migliore. I campioni B e C sono celle cilindriche di piccola capacità. Sebbene il metodo di raggruppamento sia più complesso, se il processo di saldatura è affidabile, anche l'affidabilità del collegamento sarà garantita.

4 Conclusioni

Attraverso l'analisi teorica delle batterie cilindriche agli ioni di litio di piccola capacità, è stato determinato che esse presentano buone caratteristiche. Sono stati selezionati quattro campioni di moduli di batterie agli ioni di litio e sono state testate le loro prestazioni cicliche e la resistenza alle vibrazioni. I risultati dei test mostrano che dopo 200 cicli di carica e scarica, la capacità di scarica del campione B è di 67,789 Ah e il tasso di conservazione della capacità è del 98,48%. L'affidabilità del collegamento tra il campione B e C è buona. Le batterie cilindriche agli ioni di litio di piccola capacità hanno buone prestazioni ciclistiche e un'elevata affidabilità di connessione e possono essere applicate ai veicoli logistici elettrici puri.