锂电池的充放电过程研究

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  一、鋰电池充放电工作原理
  锂电池充电的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子多,充电容量越高。同样道理,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回到正极。回到正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。不难看出,在锂电池的充放电过程中,锂离子处于从正极负极正极的运动状态。如果我们把锂电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就像优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。所以,专家们又给了锂电池一个可爱的名字摇椅式。
  二、锂电池的采样过程
  由于每组锂电池的容量不一样,所以在锂电池工作前,必须对其初始状态进行采样。
  以下是采样的过程步骤:
  (1)记录风力发电系统的锂电池的初始储电量;
  (2)对所述锂电池的端电压和电流进行采样,以获得端电压U和电流I;
  (3)根据所述端电压U和所述电流I、以及所述锂电池的初始储电量,计算出所述锂电池的实时储电量占最大储电量的比例r;
  (4)根据所述比例r的大小判断所述锂电池的充放电状态。
  三、锂电池充放电控制
  基于锂电池的状态,对其充放电进行控制。
  举例说明:
  1,充电过程
  (1)若A模块为电压过低状态,B模块达到了额定电压。
  工作流程:
  A,电流、电压采集模块将A,B的电流电压值状态反馈给控制器。
  B,控制器根据采集到的模块的实际状态,确定对锂电池进行恒压或恒流充电。
  C,控制器在采集电压、电流状态的同时进行相应的计算确定充电的大小。
  D, 当电压达到阈值后,停止充电。
  (2)风力发电储能与用电器的相互协调
  a、若风力发电供过于外界用电器需求,则将多余的电能储存起来。b、若风力发电供给小于用电器的需求,则将之前储存的电能输出来给用电器使用。
  2,放电过程
  (1)若A模块为电压过低状态,B模块达到了额定电压。
  工作流程:
  A,电流、电压采集模块将A,B的电流电压值状态反馈给控制器。
  B,控制器根据判断,确定两者的电流、电压状态。
  C, A为过放状态,A不再进行放电,B进行放电。
  D,若A,B过放,则停止放电。
  湘潭技师学院 湖南湘潭 411100
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