La carga en cinco minutos requiere la celda adecuada y el perfil de carga de batería adecuado
El límite que impide la carga rápida es el que no se puede medir.
La carga en cinco minutos solo es posible cuando dos factores coinciden: una celda diseñada para ello y el perfil de carga de batería adecuado, es decir, la corriente en el tiempo dentro de cinco límites. El potencial del ánodo no puede medirse en una celda terminada. Un Batemo Cell Model lo calcula, de modo que usted obtiene la estrategia de carga rápida más veloz para el riesgo elegido, lista para su BMS.
Hablar con un ingeniero de baterías
Desarrollo de un perfil de carga de batería: hoy y con Batemo
Hoy en día, un perfil de carga rápida se obtiene aumentando la corriente paso a paso y ciclando las celdas durante meses. Con un Batemo Cell Model, el límite del ánodo se calcula y se obtiene la estrategia de carga más rápida para el riesgo aceptado, lista para implementar en su BMS.
Hoy
Estime el límite del ánodo.
El potencial superficial del ánodo no puede medirse en una celda terminada. O bien permanece desconocido, o bien se mide con un electrodo de referencia en un montaje experimental que difiere de la celda final, y el error se traslada al resultado.
Con un Batemo Cell Model
Calcule el límite del ánodo.
El Batemo Cell Model calcula el potencial superficial del ánodo y le proporciona los cinco límites de la carga rápida al mismo tiempo.
Usted obtiene: El límitecargue al límite físico, con el riesgo que usted elija
Hoy
Aumente la corriente gradualmente.
Cada ronda prueba una corriente más alta; luego las celdas ciclan durante meses antes de que el envejecimiento indique si fue excesiva.
Con un Batemo Cell Model
Controle el potencial del ánodo.
Las simulaciones en lote derivan el perfil que controla el potencial superficial del ánodo y evita el lithium plating, para cada temperatura, estado de carga y estado de envejecimiento. El resultado es una estrategia de carga que usted implementa directamente en su BMS.
Usted obtiene: Ánodo por encima del límitepor diseño, listo para su BMS
Hoy
Conformarse con un perfil escalonado.
El método de prueba y error nunca alcanza el óptimo: incluso un perfil escalonado óptimo se queda aproximadamente 20 % por detrás en una celda cilíndrica 4680 actual.
Con un Batemo Cell Model
Defina el perfil óptimo.
El perfil óptimo no tiene por qué ser escalonado. Puede seguir cualquier curva que permitan los límites. En una simulación de una celda de herramienta eléctrica, cargó de 0 a 80 % en 5,4 min. El CC-CV estándar tardó 10,8 min.
Usted obtiene: La mitaddel tiempo de carga de 0 a 80 %, en una simulación de una celda de herramienta eléctrica
Hoy
Dedique meses por ronda.
En un proyecto de ejemplo, cuatro rondas de prueba y error tomaron aproximadamente siete meses y evaluaron ocho perfiles.
Con un Batemo Cell Model
Obtenga antes un perfil validado.
Con la generación del modelo de celda incluida, los perfiles estuvieron listos y validados experimentalmente en aproximadamente tres meses.
Usted obtiene: 7 hasta 3meses hasta un perfil validado, en un proyecto de ejemplo
Hoy
Pague por cada ronda de pruebas.
En el mismo ejemplo, los costes de personal y medición ascendieron a aproximadamente 90 k€ para una celda cilíndrica pequeña.
Con un Batemo Cell Model
Pruebe de forma más inteligente.
El software, el personal y las mediciones de validación se mantuvieron por debajo de 30 k€. El coste de desarrollo se redujo en torno al 60 %.
Usted obtiene: Menor costemenos de 30 k€ en lugar de unos 90 k€, mismo ejemplo
Cada ronda de pruebas comienza en el banco
Las celdas, los soportes y los termopares se preparan a mano, y luego las celdas ciclan durante semanas. Un límite de ánodo calculado elimina la mayor parte de estas iteraciones.
¿Cuánto tarda realmente en cargarse su celda?
Cuatro de los cinco límites de la corriente de carga son medibles. El quinto (el potencial en la superficie del ánodo) no lo es, y suele ser el que manda. Esto es lo que ocurre cuando se puede calcular en lugar de medir.
Carga rápida simulada de una celda de herramienta eléctrica
La mitad del tiempo de carga
De 0 a 80 % en 5,4 en lugar de 10,8 min.
- Perfil de carga de Batemo
- CC-CV estándar
estado de carga / %
corriente de carga / C
tiempo / min
Cómo se disipa el calor de carga desde la celda.
Calculado en -20, 0, 25, 40, 50 °C; interpolado entre valores.
Las celdas de potencia cargan más rápido; las celdas de energía almacenan más.
Cómo se calcula
Los tiempos de carga proceden de una malla de simulaciones que ejecutaron nuestros ingenieros: tres diseños de celda, tres conceptos de refrigeración, cinco temperaturas ambiente, ambas estrategias de carga. Su ajuste se lee de esa malla: primero entre los dos diseños de celda vecinos y después entre las dos temperaturas vecinas. Fuera de la malla no se extrapola nada; se mantiene el valor del borde. Cada simulación se detiene a las 11 horas: cuando la corriente de carga cae por debajo de 0.1C antes de que la celda esté cargada, el tiempo se muestra como más de 660 min, y cualquier ajuste mezclado a partir de un punto así cuenta como no alcanzado. En algunos puntos, el perfil de potencial del ánodo es más lento que el CCCV, porque mantiene el ánodo por encima del límite de plating durante todo el recorrido. La densidad de potencia sigue el diseño de celda en la misma escala.
Preguntas sobre perfiles de carga de baterías
¿Qué es un perfil de carga de batería?
Un perfil de carga de batería define la corriente de carga a lo largo del tiempo, normalmente en una ventana de estado de carga a una temperatura dada. Puede ser corriente constante seguida de tensión constante, escalonada o controlada por un límite físico. El perfil determina la rapidez con que se carga una celda y cuánto envejece durante el proceso. El perfil óptimo cambia a medida que la celda envejece, y depende de forma no lineal de la temperatura, el método de refrigeración y el estado de carga inicial. Eso es lo que lo hace tan difícil, y por eso se utilizan enfoques basados en simulación para dominarlo de forma metódica.
¿Qué limita la carga rápida?
Cinco límites: la potencia de la red, la corriente del cargador, la temperatura de la celda, la tensión de la celda y el ánodo. Los dos primeros provienen del sistema; los dos siguientes, del envejecimiento inducido por temperatura y tensión de la celda. El quinto es el lithium plating en el ánodo. Superar un límite de la celda acelera el envejecimiento o genera un riesgo de seguridad.
¿Qué es el lithium plating y por qué importa el potencial del ánodo?
Si el potencial en la superficie del ánodo cae por debajo de cero respecto al litio, el litio metálico se deposita sobre el ánodo. Aunque el proceso es parcialmente reversible, la capacidad se pierde de forma permanente y puede surgir un problema de seguridad. El potencial superficial del ánodo constituye, por tanto, un límite importante en la carga rápida. Ningún sensor alcanza la superficie del ánodo en una celda terminada, por lo que el límite debe calcularse.
¿Cómo encuentro el perfil de carga rápida más eficiente sin meses de ciclado?
Utilice un modelo de celda físico parametrizado y validado, intégrelo en su modelo de módulo y ejecute simulaciones en lote que mantengan la corriente de carga dentro de los cinco límites. Un conjunto deliberadamente reducido de experimentos de validación confirma el resultado. En un proyecto de ejemplo, el perfil validado estuvo listo en aproximadamente tres meses en lugar de siete.
¿Cuánto más rápido es un perfil calculado que uno escalonado?
En un ejemplo documentado con una celda cilíndrica 4680 actual, un perfil escalonado óptimo se queda aproximadamente 20 % por detrás del óptimo físico. Escalar la corriente por prueba y error nunca alcanza el óptimo, porque no permite ver los cinco límites simultáneamente ni optimizar para todos ellos.
¿Qué precisión tiene el modelo en el que se basa el perfil?
En 198 celdas validadas, la desviación mediana del Batemo Cell Model es de 0.8 %, medida frente a experimentos de validación. Batemo respalda sus modelos con una garantía: si usted puede demostrar que existe otro modelo de celda de batería más preciso, le reembolsaremos su dinero. Publicamos la precisión de cada modelo en su propia página de celda en este sitio web y, para cada modelo, proporcionamos informes en Excel que muestran en detalle su precisión bajo las condiciones de validación. Batemo también dispone de otros métodos para verificar con qué precisión se simula el potencial del ánodo.
Dos caminos hacia un perfil de carga rápida
Si necesita la decisión
Indíquenos el tiempo de carga que debe alcanzar.
Su mensaje lo lee un ingeniero que ha medido estas celdas, no un buzón ni un departamento de ventas que lo reenvía.
Si necesita los datos
Consulte las celdas medidas antes de modelar una.
Batemo Insights contiene el comportamiento medido de cada celda del Batemo Cell Explorer, incluido lo que el Explorer público deliberadamente no muestra.
O empiece con las mediciones: explorar el Batemo Cell Explorer público →