مفاهیم و تعاریف اولیه در باتری ها

فرآیند شارژ باتری های لیتیومی

در زمان شارژ، لیتیوم در الکترود مثبت از اجزا جامد (Solid particle) جدا شده و به اجزا جامد دیگر در الکترود منفی می­رود، به این پدیده جای­گیری (Intercalation) گفته می­ شود. فرآیند شارژ، شامل مراحل انتقال شارژ (Charge Transfer) و حمل و نقل عمده (Mass Transport) است. انتقال شارژ، در مرز بین الکترولیت و الکترود انجام شده (سرعت این فرایند زیاد است) و در حمل و نقل عمده، حرکت یون­ ها از پتانسیل بیش­تر به کمتر انجام می ­شود. فرآیند شارژ در باتری­ های بر پایه لیتیوم در شکل  نشان داده شده است.

این تصویر دارای صفت خالی alt است؛ نام پروندهٔ آن U9PCkwAbeeIqQAAAABJRU5ErkJggg== است

فرآیند شارژ در باتری لیتیومی

تخمین SOC

پارامتری از میزان شارژ باتری، که معمولا بر حسب درصد بیان می ­شود. روش ­های زیادی برای این منظور وجود دارد که به شرح زیر است:

  • ولتاژ مدارباز (Open Circuit Method)

  • شمارش کولن (Coulomb Counting Method)

  • روش مبتنی بر طیف­ بینی امپدانسی (Impedance Spectroscopy Based Method)

  • روش مبتنی بر مدل (Model Based Method)

  • روش مبتنی بر شبکه عصبی مصنوعی (Artificial Neural Network Based Method)

با توجه به اهمیت و کاربرد روش شمارش کولن، در ادامه به بررسی این روش پرداخته می ­شود.

شمارش کولن

     شمارش کولن یک روش مستقیم و کارآمد برای محاسبه SOC باتری است. تعریف SOC به‌صورت زیر است:

این تصویر دارای صفت خالی alt است؛ نام پروندهٔ آن image-2.png است

بر طبق رابطه بالا، مقدار SOC در زمان t و  SOC0 مقدار اولیه SOC ، ظرفیت نامی باتریCQ، بازده کولمبیک باتری ɳcoulombic، مقدار جریان (i(t، که علامت آن در هنگام تخلیه مثبت و در زمان شارژ منفی می‌باشد. تخمین مقدار اولیه SOC با توجه به خودشارژی و استفاده ناپیوسته دشوار است. یک روش پیشنهادی به منظور تخمین مقدار اولیه  SOC شارژ یا دشارژ کامل باتری است. تجمیع خطای حاصل از اندازه ­گیری جریان توسط سنسور نیز از عیب‌های روش شمارش کولن است. به منظور تخمین دقیق ­تر SOC از ترکیب  OCV-SOC که شامل تخمین SOC و ولتاژ مدار باز باتری است، استفاده می­ شود.

SOH

پارامتری برای بیان وضعیت سلامت باتری است. در صنعت توافقی در مورد نحوه تعیین آن وجود ندارد. مقاومت داخلی، ظرفیت باتری، خوددشارژی برخی از پارامتر­هایی هستند که برای بیان SOH استفاده می­شوند.

ضریب تخلیه باتری

ضریب تخلیه C در واقع نشانگر آهنگ دشارژ مداوم یک باتری است. XC به معنی شارژ یا دشارژ با X برابرجریان نامی باتری است. در شکل زیر دشارژ باتری لیتیوم، با ضرایب مختلف نشان داده است.

این تصویر دارای صفت خالی alt است؛ نام پروندهٔ آن image-3.png است

فرآیند دشارژ در باتری لیتیوم-یون500 میلی آمپرساعت با جریان های مختلف

درباره‌ی mohammad Abareshi

abareshi

همچنین ببینید

SEPIC_Converter

شبیه سازی مبدل سپیک(SEPIC‎) در نرم افزار متلب

مبدل سپیک (انگلیسی: SEPIC‎) یک نوع مبدل دی‌سی به دی‌سی است. این مبدل می‌تواند ولتاژ خروجی کوچکتر، برابر یا …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *