Сортування та групування літієвих батарей є ключовим кроком у забезпеченні стабільної роботи та подовженні терміну служби акумуляторних блоків. Згідно з даними, широко використовувані методи сортування в основному включають однофакторний метод, багатофакторний метод і динамічний метод сортування.
Однофакторний метод
Однофакторний метод стосується вибору певного параметра батареї як унікальної змінної сортування, наприклад омічного опору, поляризаційного опору, напруги розімкнутого ланцюга (OCV), ємності тощо. Цей метод простий у використанні, але може відображати лише характеристики батареї за певних умов і має певні обмеження.
Наприклад, у деяких випадках критерієм сортування може бути обрана напруга холостого ходу. Для циліндричних комірок різниця напруг, встановлена на автоматичній сортувальній машині, становить 5 мВ. Якщо вимоги до постійності вищі, 3 мВ вибирається як перший рівень.
Багатофакторний підхід
Для всебічної оцінки консистенції батарей широко поширений багатофакторний метод. Він не тільки враховує один параметр, але й всебічно враховує кілька репрезентативних параметрів, таких як одночасне вимірювання кількох зовнішніх умов, таких як ємність акумулятора, внутрішній опір і швидкість саморозряду, для досягнення більш точного сортування.
Незважаючи на те, що цей метод займає багато часу, він може ефективно покращити внутрішню узгодженість характеристик батареї після групування, тим самим підвищуючи ефективність використання модуля та продовжуючи термін його служби. Наприклад, у процесі PACK елементи батареї групуються та відправляються на основі напруги, ємності та внутрішнього опору перед тим, як залишити фабрику. Після надходження елементів батареї відділ IQC PACK повинен провести вибіркові перевірки цих параметрів, щоб переконатися, що різниця в ємності контролюється в межах 1%.
Динамічний метод сортування
Правило динамічного сортування полягає у відстеженні певних значень батареї під час процесу заряджання та розряджання та класифікації їх відповідно. Цей тип методу може краще зафіксувати тенденцію зміни робочого стану батареї, і тому вважається ефективним доповненням до статичного сортування.
Зокрема, аналіз кластеризації виконується шляхом аналізу евклідової відстані між точками відбору проб і середньою точкою на кривій постійного струму та постійної напруги зарядки; Або зверніть увагу на характеристики кривої напруги в часі за умов постійного струму зарядки та розрядки;
Навіть враховуючи ситуацію імпульсного струму, з якою електромобілі можуть зіткнутися під час фактичної роботи, подальше уточнення критеріїв групування. Крім того, деякі дослідження вказують на те, що зі збільшенням швидкості розряду невідповідність між батареями буде посилюватися, що дуже корисно для виявлення несправних батарей.
приклад
Літій-залізо-фосфатний акумулятор:
Щодо проблеми сортування в ієрархічному процесі використання знятих з експлуатації літій-залізо-фосфатних батарей, дослідження показали, що алгоритм кластеризації K-means можна використовувати для обробки впливу таких факторів, як ємність, енергія та внутрішній опір на процес заряджання батареї, і використовувати їх як фактори впливу у пов’язаних алгоритмах. Нарешті, прийнятний процес скринінгу було визначено шляхом підгонки даних з різних партій батарей.
Акумулятор триелементної системи:
Для літій-іонних акумуляторів із потрійними системами матеріалів на автоматичній сортувальній машині зазвичай встановлюються суворі діапазони параметрів, наприклад різниця напруги 3 мВ і різниця внутрішнього опору 1-2м Ом. Цей параметр допомагає переконатися, що вибрані батареї мають вищу початкову консистенцію, створюючи хорошу основу для подальшого складання.
Загальні змінні сортування:
1. Напруга холостого ходу (OCV)
Напруга холостого ходу є ключовим параметром для вимірювання стану заряду (SOC) акумулятора, який відображає рівень напруги на клемах акумулятора в умовах холостого ходу. Через різницю в швидкості саморозряду для різних батарей, навіть батареї, вироблені з однієї партії, можуть демонструвати різні значення напруги холостого ходу. Тому під час сортування зазвичай встановлюється невеликий поріг різниці напруг, наприклад 3 мВ або 5 мВ, щоб гарантувати, що батареї, відібрані в одну групу, мають однакові початкові стани заряду.
2. Внутрішній опір
Внутрішній опір включає дві частини: омічний опір і поляризаційний опір, які безпосередньо впливають на робочу ефективність і вихідну потужність акумулятора. Високий внутрішній опір може призвести до збільшення нагріву батареї, збільшення втрати енергії та зниження ефективності заряджання та розряджання. Щоб забезпечити рівномірність температури та загальну продуктивність акумуляторної батареї, необхідно суворо контролювати різницю внутрішнього опору між окремими елементами. Для деяких типів акумуляторів, наприклад, ємністю 1000 мАг, їх внутрішній опір не повинен перевищувати 20 м Ом; У міру збільшення ємності максимальний допустимий внутрішній опір також буде пропорційно регулюватися.
3. Ємність
Ємність означає загальну кількість електроенергії, яку акумулятор може зберігати та вивільняти, і це один із важливих факторів, що визначає термін служби акумулятора та цикл використання. Через незначні відмінності у виробничих процесах навіть вироби з однієї партії важко досягти абсолютно однакової продуктивності. Тому на етапі сортування необхідно провести перевірку ємності кожної батареї та класифікувати батареї зі схожими результатами в одну категорію. Взагалі кажучи, відхилення потужності має бути в межах ± 2% від номінальної потужності.
4. Швидкість саморозряду
Швидкість саморозряду описує швидкість, з якою батарея самостійно втрачає заряд під час зберігання, що не тільки впливає на термін служби батареї, але й спричиняє асинхронний SOC між батареями. Нижчий рівень саморозряду означає довший термін зберігання та кращу консистенцію. Характеристики саморозряду батареї були виміряні за допомогою тривалих статичних експериментів, а потім використані як один із критеріїв сортування.
5. Характеристики підвищення температури
Характеристика підвищення температури відноситься до підвищення температури, спричиненого теплом, що утворюється внаслідок внутрішніх хімічних реакцій під час роботи батареї. Належне керування температурою допомагає підтримувати оптимальні робочі умови для акумуляторів і запобігає загрозі безпеці, спричиненій локальним перегріванням. Таким чином, у процесі сортування також розглядається вимірювання значення підвищення температури, створюваного батареєю за певних умов заряджання та розряджання, і вибір батарей із подібними характеристиками підвищення температури для формування групи.
6. Цикл життя
Тривалість циклу визначається як кількість разів, коли батарею можна багаторазово заряджати, повністю розряджати та знову заряджати. Хоча цей індикатор важко безпосередньо використовувати для швидкого сортування, він відображає надійність тривалого використання акумулятора. Прогнозування життєвого циклу акумуляторів шляхом прискореного тестування на старіння та проведення попереднього скринінгу на основі цього.
7. Ефективність зарядки та розрядки
Ефективність заряджання та розряджання відображає ефективність перетворення енергії батареї протягом усього циклу заряджання та розряджання, тобто скільки вхідної енергії можна ефективно перетворити на корисну вихідну енергію. Вища ефективність заряджання та розряджання означає менші втрати енергії, що має вирішальне значення для підвищення енергоефективності всієї акумуляторної системи. Тому в процесі сортування також перевіряється ефективність заряджання та розряджання акумуляторів, щоб переконатися, що вибрані акумулятори мають хорошу ефективність використання енергії.
Розумне сортування акумуляторів не тільки залежить від кількох основних змінних, згаданих вище, але також потребує гнучкого налаштування стандартів сортування відповідно до вимог конкретних сценаріїв застосування.
Наприклад, у сфері електричних транспортних засобів, на додаток до вищезазначених параметрів, існують також додаткові міркування щодо продуктивності безпеки батареї; У системах накопичення енергії більше уваги буде приділено довгостроковій стабільності та економічній ефективності батарей.
Крім того, з розвитком технологій все більше і більше досліджень досліджують, як використовувати передові інструменти аналізу даних, такі як алгоритми машинного навчання, для подальшої оптимізації ефективності сортування та групування літієвих батарей.
Чудове обладнання для сортування літієвих батарей
1. Ефективна автоматична сортувальна машина з літій-іонним акумулятором
Цей тип обладнання використовує розширене тестування напруги, щоденне тестування вимірювача опору та технологію товщиноміра Keyence, яка може точно й автоматично сортувати літій-іонні батареї. Ця машина відповідає міжнародному стандарту програмування IEC 61131, підтримує керування віссю, запис несправностей та інші функції, а також реалізує керування високотехнологічними лінійними двигунами та роботою різних робототехнічних рук. Це не тільки підвищує ефективність виробництва, але й забезпечує постійну якість продукції.
2. Автоматична машина для сортування літій-залізо-фосфатної батареї
Автоматична сортувальна машина для літій-залізо-фосфатних батарей, надана компанією Bicester Automation, використовує сучасні механічні, електронні та комп’ютерні технології для швидкого й точного тестування та класифікації продуктивності акумуляторів. Ця сортувальна машина точно вимірює ключові параметри батареї, такі як напруга, внутрішній опір тощо, і поділяє батарею на різні класи або партії відповідно до встановлених стандартів. Це хороший вибір для виробників, які прагнуть ефективного виробництва та високоякісної продукції.
3. Рішення для сортування Refind Technologies
Refind Technologies є одним із провідних світових виробників машин для сортування літієвих батарей і користується високою репутацією в галузі. Їх лінійка продуктів охоплює різні конфігурації від одноканальних до багатоканальних, придатних для сортування літієвих батарей різних типів і специфікацій. Обладнання Refind відоме своєю високою точністю, стабільністю та надійністю, а також надає індивідуальні послуги для задоволення особливих вимог клієнтів.
4. Система сортування літієвих батарей Xiamen TOB
Система сортування літієвих батарей виробництва Xiamen TOB Company також займає важливе місце на ринку. Її продукція має хорошу економічну ефективність і широко використовується для вибору літієвих батарей циліндричної та іншої форми. Сортувальна машина Xiamen TOB оснащена інтелектуальною системою керування, яка може досягати високошвидкісної та високоточної автоматизованої роботи, і має дружній дизайн інтерфейсу користувача, що полегшує використання для операторів.
5. Автоматизована сортувальна лінія AOT Battery Technology
AOT Battery Technology забезпечує повну автоматизовану виробничу лінію для сортування літієвих батарей, включаючи серію процесів, таких як подача, позиціонування, визначення параметрів та аналіз даних. Ця система поєднує в собі новітню сенсорну технологію та програмні алгоритми, які можуть ефективно підвищити точність і ефективність процесу сортування. Крім того, AOT приділяє особливу увагу концепції захисту навколишнього середовища та енергозбереження, роблячи весь процес сортування більш відповідним тенденції сталого розвитку.
6. Устаткування для сортування літієвих батарей WinAck
WinAck є ще одним відомим постачальником обладнання для сортування літієвих батарей, який надає клієнтам високоякісні рішення для сортування. Їхні пристрої мають потужні можливості обробки даних, які можуть відстежувати та записувати інформацію в реальному часі про кожну протестовану батарею, допомагаючи клієнтам краще керувати та оптимізувати свої виробничі процеси. Сортувальна машина WinAck також підтримує функції дистанційної діагностики та обслуговування, що значно полегшує щоденну роботу користувачів з управління.
7. Обладнання для неруйнівного контролю літієвих батарей силового типу
Для літієвих батарей потужного типу дуже важливим інструментом є обладнання для неруйнівного тестування. Ці пристрої завершують комплексну оцінку працездатності, не пошкоджуючи структуру батареї, включаючи, але не обмежуючись, виявлення внутрішніх дефектів, оцінку ємності тощо. Вибір відповідного обладнання для неруйнівного тестування допомагає компаніям раніше виявляти потенційні проблеми, зменшувати кількість браку та покращувати якість кінцеві продукти.