Как испытательное оборудование GITT используется для параметров цепи литий-ионных аккумуляторов? Освоение точного моделирования SOC

Испытательное оборудование GITT функционирует путем подвергания литий-ионного аккумулятора рассчитанной последовательности прерывистых импульсов тока, за которыми следуют определенные периоды релаксации. Оборудование записывает кривые отклика напряжения аккумулятора на протяжении всего этого процесса, генерируя необработанные данные, необходимые для идентификации динамического внутреннего поведения. Анализируя эти кривые отклика, инженеры могут извлечь точные значения сопротивления и емкости, необходимые для построения точных эквивалентных схем.

Основной вывод: Основное применение оборудования GITT заключается в преобразовании физических откликов напряжения в эквивалентную схему Тевенина второго порядка. Этот процесс моделирования является необходимой предпосылкой для достижения точной оценки состояния заряда (SOC) в режиме реального времени для литий-ионных аккумуляторов.

Процесс испытаний GITT

Применение последовательности импульс-отдых

Основная работа оборудования GITT включает динамическое стресс-тестирование. Система применяет серию прерывистых импульсов тока к аккумулятору, а не непрерывную нагрузку.

Сразу после каждого импульса оборудование инициирует период отдыха. Это позволяет химии аккумулятора расслабиться, обеспечивая контраст между активными и статическими состояниями.

Запись кривых отклика напряжения

Во время фаз импульса и отдыха испытательное оборудование непрерывно контролирует клеммы аккумулятора.

Оно записывает подробные кривые отклика напряжения с течением времени. Эти кривые представляют собой визуальную сигнатуру того, как аккумулятор реагирует на внезапные энергетические потребности и как он восстанавливается.

Извлечение динамических параметров

Определение омического внутреннего сопротивления

Одной из первых переменных, извлекаемых из кривых напряжения, является омическое внутреннее сопротивление. Этот параметр представляет собой мгновенное сопротивление потоку тока, присутствующее во внутренних компонентах аккумулятора.

Идентификация поляризационного сопротивления

Помимо мгновенного сопротивления, анализ GITT выявляет поляризационное сопротивление. Эта метрика учитывает сопротивление, связанное с электрохимическими реакциями и диффузионными процессами, происходящими на электродах.

Расчет эквивалентной емкости

Анализ также выделяет эквивалентную емкость. Это отражает способность аккумулятора временно хранить заряд в интерфейсах двойного слоя, действуя аналогично конденсатору в электрической цепи.

Построение модели Тевенина

Создание физической основы

Три извлеченных параметра — омическое сопротивление, поляризационное сопротивление и эквивалентная емкость — являются не просто диагностическими значениями. Они служат физической основой для математического моделирования.

Эквивалентная схема Тевенина второго порядка

Инженеры используют эти параметры для построения эквивалентной схемы Тевенина второго порядка. Эта конкретная структура модели выбирается потому, что она точно имитирует сложное динамическое поведение литий-ионных аккумуляторов.

Достижение точной оценки SOC

Конечная цель создания этой модели — обеспечить оценку состояния заряда (SOC) в режиме онлайн. Используя модель, основанную на параметрах, полученных с помощью GITT, система управления аккумулятором может с высокой точностью прогнозировать оставшийся заряд во время фактической эксплуатации.

Критические соображения

Сложность модели против точности

Хотя существуют более простые модели, процесс GITT специально нацелен на параметры для второго порядка. Это означает, что модель первого порядка или простая резистивная модель недостаточна для желаемого уровня точности в приложениях с литий-ионными аккумуляторами.

Необходимость динамических данных

Статическое тестирование не может предоставить данные, необходимые для такого уровня моделирования. Прерывистый характер GITT необходим для отделения омических эффектов от эффектов поляризации и емкости, которые невозможно различить при постоянной нагрузке.

Сделайте правильный выбор для вашей цели

Чтобы максимизировать ценность тестирования GITT для вашего конкретного приложения, рассмотрите следующее:

• Если ваш основной фокус — моделирование цепей: Убедитесь, что ваше программное обеспечение для анализа настроено на построение эквивалентной схемы Тевенина второго порядка с использованием извлеченных данных о сопротивлении и емкости.
• Если ваш основной фокус — управление аккумулятором: Используйте параметры, полученные с помощью GITT, для калибровки ваших алгоритмов для оценки SOC в режиме онлайн, гарантируя, что система учитывает динамические эффекты поляризации.

Используя GITT для выделения конкретных внутренних параметров, вы преобразуете необработанные данные напряжения в надежный инструмент прогнозирования производительности аккумулятора.

Сводная таблица:

Извлеченный параметр	Описание	Роль в модели Тевенина
Омическое сопротивление	Мгновенное сопротивление потоку тока	Представляет падение напряжения от компонентов аккумулятора
Поляризационное сопротивление	Сопротивление от реакций и диффузии	Моделирует медленный отклик напряжения в активных состояниях
Эквивалентная емкость	Хранение заряда на интерфейсах двойного слоя	Представляет переходное поведение и хранение энергии
Кривые отклика напряжения	Данные, полученные в циклах импульс-отдых	Исходный источник данных для расчета параметров

Улучшите свои исследования аккумуляторов с помощью прецизионных инструментов KINTEK

Оптимизируйте разработку своих литий-ионных аккумуляторов с помощью высокопроизводительных испытательных и исследовательских инструментов KINTEK. От специализированных электролитических ячеек и электродов до передовых расходных материалов для исследований аккумуляторов — мы предоставляем прецизионное оборудование, необходимое для точного анализа GITT и моделирования SOC.

Наш портфель включает:

• Испытания и материалы для аккумуляторов: Электролитические ячейки, электроды высокой чистоты и специализированные расходные материалы.
• Решения для высоких температур: Муфельные, трубчатые и вакуумные печи для синтеза электродных материалов.
• Оборудование для обработки: Дробилки, мельницы и гидравлические таблеточные прессы для подготовки ячеек.
• Терморегулирование: Морозильные камеры ULT и системы охлаждения для стабильных условий испытаний.

Не довольствуйтесь приблизительными данными. Сотрудничайте с KINTEK для получения комплексных лабораторных решений, которые гарантируют, что ваши модели цепей отражают реальную производительность. Свяжитесь с нашими техническими экспертами сегодня, чтобы оснастить вашу лабораторию для будущего хранения энергии.

Ссылки

1. Bin-Hao Chen, Chien‐Chung Huang. Experimental Study on Temperature Sensitivity of the State of Charge of Aluminum Battery Storage System. DOI: 10.3390/en16114270

Эта статья также основана на технической информации из Kintek Solution База знаний .