Eksperymentalne badanie wpływu temperatury ogniwa litowo-jonowego na pojemność i dokładność obliczeń stopnia naładowania

• Autorzy: Mazan Bartłomiej , Detka Tomasz

Warianty tytułu

EN

Experimental study on the influence of temperature of lithium-ion cell on its capacity and accuracy of soc calculations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej publikacji przedstawiono i opisano metodę badania pojemności ogniwa w zależności od temperatury oraz wielkości obciążenia. Badaniu poddane zostało ogniwo cylindryczne o pojemności 3 Ah i wysokiej gęstości mocy, wykorzystywane w przemyśle motoryzacyjnym. Badano pojemność ogniwa w temperaturach: -20°C, 25°C i 45°C oraz zbadano pojemność ogniwa przy obciążeniu prądem o natężeniu równym 0.5 C, 1 C oraz 2 C. Opisano także autorskie stanowisko badawcze zrealizowane w Zakładzie Elektromobilności w Przemysłowym Instytucie Motoryzacji, na którym realizowane były badania. Wyniki badań porównane zostały z dokumentacją techniczną ogniwa w celu weryfikacji deklarowanej przez producenta pojemności. W artykule zaproponowano również zastosowanie zależności pojemności od temperatury ogniwa w algorytmie obliczającym stan naładowania baterii wg metody zliczania ładunku (ang. Coulomb counting). Pozwoli to w skrajnych warunkach temperaturowych zwiększyć dokładność obliczeń wartości stanu naładowania (SOC) o 13%, przy uwzględnieniu spadku pojemności ogniwa spowodowanego spadkiem temperatury ogniwa podczas badania.

EN

This publication presents and describes the method for testing cell capacity depending on temperature and load size. The research involved a cylindrical cell with a capacity of 3 Ah and high power density, used in the automotive industry. Cell capacity was tested at temperatures: -20°C, 25°C and 45°C, and cell capacity was tested at a load of 0.5 C, 1 C and 2 C. The author's research stand was also presented, that was made at the Department of Electromobility in the Automotive Industry Institute, where research was carried out. The test results were compared with the technical documentation of the cell in order to verify the capacity declared by the manufacturer. The article also proposes the use of the dependence of the capacity on the temperature of the cell in the algorithm that calculates the state of charge of the battery according to the Coulomb counting method. This will allow in extreme temperature conditions to increase the accuracy of the calculation of the state of charge (SOC) by 13%, taking into account the cell capacity drop caused by the temperature drop of the cell during the test.

Słowa kluczowe

PL

badanie pojemności; ogniwa litowo-jonowe; ogniwo 18650; stan naładowania ogniwa

EN

capacity test; rate test; li-ion cells; 18650 cell; state of charge estimation

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2019
• Tom: Nr 2 (122)
• Strony: 185--190
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mazan Bartłomiej

• PIMOT, Warszawa

autor

Detka Tomasz

• PIMOT, Warszawa

Bibliografia

• [1]. T. B. Reddy, "Linden's Handbook of Batteries", czwarte red. red., McGrawHill, 2011.
• [2]. M. L. A. H. A. M. M.A. Hannan, „A review of lithium-ion battery state of charge estimation and management system in electric vehicle application: Challenges and recommendations.”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, pp. 834-854, 2017.
• [3]. „Rechargeable Energy Storage Systems for Plug-in Hybrid Electric Vehicles—Assessment of Electrical Characteristics”, Energies, pp. 2960-2963, sierpień 2012.
• [4]. A. J. Peter Keil, „Calendar Aging of NCA Lithium-Ion Batteries Investigated by Differential Voltage Analysis and Coulomb Tracking”, Journal of The Electrochemical Society, pp. A6066-A6074, 2017.
• [5]. S. J. B. M. Ines Baccouche, „Improved OCV Model of a Li-Ion NMC Battery for Online SOC Estimation Using the Extended Kalman Filter.”, Energies, p. 764, 10 2017.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).