Aku laadimis- ja tühjendusprotsessi ajal muutub laadimis- ja tühjendussügavuse muutudes pidevalt ka pinge. Kui kasutame horisontaalkoordinaadina võimsust ja vertikaalkoordinaadina pinget, saame lihtsa laadimis- ja tühjenemiskõvera, mis sisaldab palju vihjeid aku elektrilise jõudluse kohta. Neid kõveraid, mis on koostatud laadimise ja tühjenemisega koordinaatidena seotud akuelemendi parameetritega, nagu aeg, võimsus, SOC, pinge jne, nimetatakse laadimis- ja tühjenemiskõverateks. Siin on mõned levinumad laadimis- ja tühjenemiskõverad.
Aja-voolu/pinge kõver
● Püsiv vool
Pideva voolu laadimise ja tühjenemise ajal on vool konstantne ja samal ajal kogutakse aku klemmi pinge muutust, mida kasutatakse sageli aku tühjenemise karakteristikute tuvastamiseks. Tühjendusprotsessi ajal jääb tühjendusvool muutumatuks, aku pinge väheneb ja ka tühjendusvõimsus väheneb jätkuvalt. Näidiskõver on näidatud alloleval joonisel.
● Püsiv vool ja püsipinge (laadimine)
Võrreldes konstantse vooluga laadimisega on konstantse vooluga konstantse pinge laadimisel laadimise lõpus pidev pingeprotsess. Laadimise lõpus muutub pinge sihtväärtuse saavutamisel konstantseks, samal ajal kui vool väheneb järk-järgult. Kui väljalülitusvool on saavutatud, lõpeb konstantse voolu pideva pinge laadimine. Kuna aku pinge kõigub pärast platooperioodist väljumist tugevalt, ei saa aku pideva voolu laadimise jätkamisel ideaalset täislaadimisolekut saavutada. Seetõttu on vaja lülituda konstantsele pingele ja vähendada voolu, et tagada aku võimalikult kõrge laetuse tase. Näidiskõver on näidatud alloleval joonisel.
● Püsiv võimsus
Kogu laadimis- ja tühjendusprotsess töötab püsiva võimsusega. Vastavalt P=UI-le suureneb pinge järk-järgult ja vool väheneb järk-järgult pideva võimsusega laadimise ajal ning pinge järk-järgult väheneb ja vool suureneb järk-järgult pideva võimsuse tühjenemise ajal. Vastavalt LFP aku 3.65-2.5V tavapärasele laadimise ja tühjenemise katkestuspingele võib tühjenemise lõppvool ulatuda peaaegu 1,5-kordseni laadimislõppvoolust. Näidiskõver on näidatud alloleval joonisel.
● Pidev, katkendlik, pulss
Pideva voolu või võimsuse korral kasutatakse ajastusfunktsiooni pideva, katkendliku ja impulss-laadimise ja tühjenemise juhtimise saavutamiseks. Neid spetsiaalseid laadimis- ja tühjendusrežiime kasutatakse sageli aku alalisvoolu sisetakistuse hindamiseks. Näidiskõver on näidatud alloleval joonisel.
Võimsus-pinge kõver
Võimsus-pinge kõvera horisontaaltelg kajastab aku laadimis- ja tühjenemisvõimet, laetuse olekut ja muud teavet, vertikaaltelg aga aku pingeplatvormi, pöördepunkti, polarisatsiooni ja muud teavet. Allolev joonis on liitiumraudfosfaatpatarei tühjenemiskõver erinevatel temperatuuridel.
Kursikõver
Voolutihedus mõjutab elektrokeemilise reaktsiooni kiirust, muutes seega aku jõudlusparameetreid. Kui võrrelda erineva võimsusega patareisid, siis sama voolutugevus ei kehti, seega kasutatakse suhtelise voolu määramiseks kiirust. Näiteks {{0}}.1C on 3Ah 18650 aku puhul 0,3A ja 280Ah prismaaku puhul 28A. Lihtsamalt öeldes on kiirusega esindatud konkreetne vooluväärtus kiirus, mis on korrutatud aku mahutavusega.
Aku mahutavuse märkimisel tuleb arvestada laadimis- ja tühjendusvooluga, sest erinevatel kiirustel on võimsus erinev. Näiteks aku võimsuse kalibreerimiseks erinevatel kiirustel saate seada selle laadimis- ja tühjenemistsükli kiirusega samm-sammult muutuma ning seejärel joonistada kiiruskõvera, mille vertikaalteljeks on tühjenemismaht ja laadimise arv. ja tühjendusajad kui horisontaaltelg.
dQ/dV kõver
DQ/dV kõvera nimetus on selle y-telje muutuja, st helitugevuse muutumise kiirus ühikulise pingeintervalli kohta. DQ/dV kõvera horisontaaltelg on üldiselt SOC, võimsus või pinge, mis peegeldab võimsuse muutumise kiiruse muutust. Koht, kus muutuse kiirus on suur, kuvatakse kõveral iseloomuliku tipuna, mis üldiselt vastab elektrokeemilisele reaktsiooniprotsessile.
DQ/dV kõver võib meile öelda, kus on aku pingeplatvorm, millal toimub elektrokeemiline reaktsioon ja kuidas reaktsiooniprotsess muutub aku vananemise ja muude olekumuutuste korral. Üldiselt on keemilised reaktsioonid kiired, seega nõuavad kõvera andmepunktid suuremat täpsust. Seetõttu on väljundi dQ/dV kõveral algandmete kogumiseks teatud nõuded, vastasel juhul on ilmsete tippudega kõverat võimatu teha. Laadimise ja tühjenemise testide tegemisel saate seada andmete kogumiseks pingeintervalli ΔV=10~50 mV või ajavahemiku Δt=10-50ms ja seejärel sõeluda algandmed võrdsete pingeerinevustega.
Järgmine joonis näitab dQ/dV kõverat erineva arvu tsüklite korral.
Tsüklikõver
Teame, et aku eluiga jaguneb kalendri- ja tsüklieaks. Kalendri eluiga on aeg, mis kulub aku mahutavuse teatud määral vähenemiseks loomuliku paigutuse korral, samas kui tsükli eluiga on aku pideva laadimise ja tühjenemise arv, kuni selle võimsus teatud määral väheneb. Tsükli eluiga on üks olulisi näitajaid aku tööea mõõtmisel.
Liitium-ioonakude tsüklitesti andmed on ühekordse laadimise ja tühjenemise andmete kogunemine. Erinevaid ühe laadimis- ja tühjendusandmeid saab eraldada, et koostada analüüsi erinevate aspektide jaoks mitu kõverat. Lihtsaim tsükli eluea kõver on koos tsüklite arvuga x-teljega ja tühjendusvõimsusega või võimsuse säilimise määraga y-teljega, nagu on näidatud alloleval joonisel. Tsükli edenedes aku mahutavus kahaneb ning laadimis- ja tühjendussüsteem mõjutab oluliselt aku mahtuvuse vähenemist.
Samuti saate võrrelda erinevatel aegadel laadimise ja tühjenemise mahtuvus-pinge kõveraid, nagu on näidatud alloleval joonisel. Tsükli edenedes laadimise ja tühjenemise käivituspinge nihkub, aku alalisvoolu sisetakistus muutub ning laadimis- ja tühjendusvõimsus järk-järgult väheneb.
Lisaks ülaltoodud kahele tüübile on palju muid kõveraid, mille horisontaalteljeks on tsüklite arv ja vertikaalteljeks akutsükli sumbumisest mõjutatud parameetrid, mis mängivad rolli aku tsükli eluiga mõjutavate tegurite analüüsimisel. raku ja tsükli eluea ennustamine. Nagu on näidatud alloleval joonisel, peegeldab see aku tsükli tööea teoreetilist väärtust, mida mõjutab kuloni efektiivsuse tase. CE on kulonide efektiivsus, Ck on võimsuse säilimise määr ja k on tsüklite arv.
TOB NEW ENERGY pakub täielikku komplektiaku testerakude uurimise ja tootmise jaoks
