バッテリー熱モデルのテスト、動作、およびパラメーター

バッテリーの熱モデルテストは、すべて安全性に関するものです。バッテリーが過熱して発火したり、爆発したり、有毒ガスが放出されたりすると、多くの事故が発生します。これは、他の電池と比較して、リチウムイオン電池では非常に一般的なことです。

2018年に、テスラの運転手は車が炎上した後に死亡しました。この事故は、バッテリーの熱暴走が原因で発生しました。熱暴走とは、ミリ秒以内に急激な温度上昇を引き起こす、バッテリー内の止められない連鎖反応を指します。これが起こると、バッテリーに蓄えられているすべてのエネルギーが突然放出されます。

約400°の温度が発生し、ガスが放出され、最後に火災が発生します。対流手段では、バッテリーの火災をほとんど消火できません。バッテリーの温度が60°Cに達するとリスクが最初に特定され、100°Cで非常に危険になります。

リチウムイオン電池は非常に強力ですが、安全性の問題が何度か提起されています。それらは爆発を引き起こし、人命の損失や物的損害につながる可能性があります。これらすべての欠点により、業界は一般の人々がより安全に使用できるようにする方法に取り組むことを余儀なくされています。ここで、バッテリーの熱モデルが始まります。熱モデルは、バッテリーのセル温度を計算するために使用される手法です。

3.2V 20A低温LiFePO4バッテリーセル-40℃3C放電容量≥70％充電温度：-20〜45℃放電温度：-40〜+ 55℃鍼灸試験合格-40℃最大放電率：3C

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バッテリーの熱モデルをどのようにテストしますか？

リチウム電池セルの安全性、効率、性能に関しては、温度が非常に重要な要素です。さらに、その容量は、環境温度だけでなく、充電および放電プロセスの影響も受けます。

電池セルの温度を測定することは難しいので、近くの極を測定し、結果をBMSによって報告します。ただし、極のみからのデータに基づいてバッテリーの温度を予測することは正確ではありません。したがって、熱モデルを使用して、セルの実際の温度を計算および推定します。

RCネットワークを使用して、使用されている熱の説明を表すことにより、バッテリーの熱モデルをテストできます。ここでの唯一の課題は、Rネットワークに対する同じパラメーターの量を特定することです。したがって、熱モデルがどのように機能するか、およびバッテリーモデルの極の熱容量パラメーター、電気接触抵抗、および熱抵抗を特定する方法について詳しく説明します。

リチウムイオン電池に大きく依存する電気自動車、電動自転車、スクーター、ホバーボードが急増しているため、これは議論の重要なトピックです。さらに、保管中の低放電、高エネルギー密度、低メモリ効果などの最適なパフォーマンスを提供するため、これらは最良のオプションです。それらが高い充電サイクルを提供することを忘れないでください。

低温高エネルギー密度頑丈なラップトップ ポリマー バッテリーバッテリー仕様: 11.1V 7800mAh -40℃ 0.2C 放電容量 ≥80%防塵、耐落下性、耐腐食性、耐電磁干渉性

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バッテリー熱モデルはどのように機能しますか？

リチウム電池は他の電池よりも機能的に優れていますが、多くの熱問題に直面しています。たとえば、リチウムイオン電池を使用する際の安全上の懸念事項には、高温後の爆発や熱暴走などがあります。

それらの安全な温度操作は非常に狭いので、正確な予測をすることが切実に必要です。そうすることは、安全性とバッテリーの寿命を維持することになると大いに役立ちます。一部の研究では、HEVドライブサイクルなどの特定の条件下で、セル間で10°Cの温度差が発生する可能性があることが示されています。

バッテリーの実行中に、正しい温度測定値を取得するのは簡単ではありません。そのため、バッテリー管理システムは、コア温度の予測に役立つ熱モデルを利用します。低次元モデルや高忠実度熱モデルなど、さまざまなタイプのモデルが存在します。これらの2つのモデルは、リチウムイオン電池の熱力学を捉える上で非常に重要です。低次モデルは、忠実度の高いモデルと比較して、オンボードアプリケーションに適しています。

使用する適切な熱電池モデルを決定するために、鋭い観察が行われることになっています。熱伝導は、コアとポールの内部で考慮すべき主な要因です。さらに、セルの電気活性領域の熱伝導率は約0.8 W / Kmであるため、コアの熱伝導率は40？[W / K・m2]です。プロピレンケースの厚さが5mmの場合、熱伝導率は0.15？[W / K・m]になります。極とコアの熱寄与が最も高いため、計算は内側と外側の両方の比率に基づいて行われます。

バッテリー熱モデルパラメーターの識別とは何ですか？

熱モデルパラメータの識別は、バッテリ置換パラメータの熱モデルを決定するために使用される手順です。これは、それぞれ入力信号と出力信号iとTに基づいている必要があります。現在の負荷はIで、Tはアルミニウムまたは銅の温度を表します。モデルと実際のプロセス間のエラーを最小限に抑えるために、モデルパラメータが最適化されます。

パラメータ同定では、高度なパラメータ最適化アルゴリズムがツールボックスと開発に適用されます。パラメータ同定アプローチを適用するには、以下の要件を満たす必要があります。

1.モデルの持続可能性-測定を確実に実行できるようにします

2.制御-状態の刺激と識別を可能にするには、モデルを制御可能にする必要があります

3.観察可能-入力および出力測定から状態を再構築できるように、モデルは観察可能である必要があります。

カルマン基準は、可観測性と制御性の特性を証明するために使用されます。パラメータを特定した後、熱モデル分析を行う必要があります。これには、実際のプロセスを理論モデルと比較することが含まれます。

概要

リチウムイオン電池は間違いなく最も強力です。それらはより多くの電力を蓄え、より長いライフサイクルを持ち、そして非常に効率的です。ただし、これらのバッテリーに関連する熱的な懸念はまだたくさんあります。過熱すると、有毒ガスを放出したり、炎上したりして危険になります。バッテリー熱モデルテストは、セルの最も正確な温度を計算および推定するために使用されます。 40°Cでは、温度が100°Cになるとバッテリーが過熱して危険であると言われています。バッテリー管理システムは、セルと極の間に大きな温度差があるため、熱モデルテストなしでは正確な温度を報告できません。