Научный журнал
ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ.
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН.

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Главная » Архив » 2020 » Выпуск 2, июнь 2020 » ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБОБЩЕННОГО УРАВНЕНИЯ ПЕЙКЕРТА ПРИ БОЛЬШИХ ТОКАХ РАЗРЯДА В ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ АККУМУЛЯТОРАХ

ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2020; 2: 72-78

 

http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2020-2-72-78

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБОБЩЕННОГО УРАВНЕНИЯ ПЕЙКЕРТА ПРИ БОЛЬШИХ ТОКАХ РАЗРЯДА В ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ АККУМУЛЯТОРАХ

Н.Н. Язвинская, Д.Н. Галушкин, Н.Е. Галушкин, А.А. Карханин

Язвинская Наталья Николаевна – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Информационные технологии в сервисе», Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) Донского государственного технического университета, г. Шахты, Россия. Е-mail: lionnat@mail.ru

Галушкин Дмитрий Николаевич – д-р техн. наук, доцент, зав. лабораторией «Электрохимическая и водородная энергетика», Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) Донского государственного технического университета, г. Шахты, Россия. Е-mail: dmitrigall@yandex.ru

Галушкин Николай Ефимович – д-р техн. наук, профессор, науч. руководитель лаборатории «Электрохимическая и водородная энергетика», Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) Донского государственного технического университета, г. Шахты, Россия. Е-mail: galushkinne@mail.ru

Карханин Александр Александрович – магистрант, Институт сферы обслуживания и предпринимательства (филиал) Донского государственного технического университета,
г. Шахты, Россия. Е-mail: karhan83@icloud.com

 

 

Аннотация

Экспериментально исследована зависимость емкости, отдаваемой никель-кадмиевыми аккумуляторами при любых токах разряда. Показано, что отдаваемая никель-кадмиевыми аккумуляторами емкость при больших токах разряда убывает значительно быстрее, чем это предсказывает как классическое, так и обобщенное уравнение Пейкерта C=Cm/(1+(i/i0)n). Экспериментально и теоретически доказано, что причиной более резкого убывания отдаваемой аккумуляторами емкости является увеличение падения напряжения на внутреннем сопротивлении аккумуляторов при больших токах разряда. Предложено уравнение C=Cm(1-i/i1)/((1-i/i1)+in/i0n), которое впервые учитывает этот очень важный экспериментальный факт. Данное уравнение хорошо соответствует экспериментальным данным при любых токах разряда.

 

Ключевые слова: уравнение Пейкерта; моделирование; аккумулятор; никель-кадмиевый; большие токи разряда.

 

Полный текст: [in elibrary.ru]

 

Ссылки на литературу

  1. Wenzl H. Batteries-capacity. In: J. Garche (Ed). Encyclopedia of electrochemical power sources. Amsterdam, Elsevier, 2009, Vol. 1. P. 395 – 400.
  2. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Generalized analytical model for capacity evaluation of automotive-grade lithium batteries // J. Electrochem. Soc., 2015. Vol. 162. P. A308 – A314.
  3. Hausmann A., Depcik C. Expanding the Peukert equation for battery capacity modeling through inclusion of a temperature dependency // J. Power Sources, 2013, Vol. 235. P. 148 – 158.
  4. Cugnet M., Laruelle S., Grugeon S., Sahut B., Sabatier J., Tarascon J.M., Oustaloup A. A Mathematical model for the simulation of new and aged automotive lead-acid batteries // J. Electrochem. Soc., 2009, Vol. 156. P. A974 – A985.
  5. Siniard K., Xiao M., Choe S.Y. One-dimensional dynamic modeling and validation of maintenance-free lead-acid batteries emphasizing temperature effects // J. Power Sources, 2010, Vol. 195, P. 7102 – 7114.
  6. Venkatraman M., Van Zee J.W. A model for the silver-zinc battery during high rates of discharge // J. Power Sources, 2007, Vol. 166, P. 537 – 548.
  7. Zavalis T.G., Behm M., Lindbergh G. Investigation of short-circuit scenarios in a lithium-ion battery cell // J. Electrochem. Soc., 2012, Vol. 159, P. A848 – A859.
  8. Boovaragavan V., Methakar R.N., Ramadesiga V., Subramanian V.R. A Mathematical model of the lead-acid battery to address the effect of corrosion // J. Electrochem. Soc., 2009, Vol. 156, P. A854 – A862.
  9. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Analytical model of thermal runaway in alkaline batteries // Int. J. Electrochem. Sci., 2018, Vol. 13, P. 1275 – 1282.
  10. Tremblay O., Dessaint L.A., Dekkiche A.I. In: Vehicle Power and propulsion conference, VPPC 2007, IEEE, Arlington, USA, 2007, 284 р.
  11. Tremblay O., Dessaint L.A. Experimental validation of a battery dynamic model for ev applications // World electric vehicle J., 2009, Vol. 3, P. 1 – 10.
  12. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Nonlinear structural model of the battery // Int. J. Electrochem. Sci., 2014, Vol. 9, P. 6305 – 6327.
  13. Галушкин Н.Е., Язвинская Н.Н., Галушкин Д.Н. Тепловой разгон в никель-кадмиевых аккумуляторах // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2013. № 2. С. 75 – 78.
  14. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina I.A. Probability Investigation of Thermal Runaway in Nickel-Cadmium Batteries with Sintered, Pasted and Pressed Electrodes // Int. J. Electrochem. Sci., 2015, Vol. 10, P. 6645 – 6650.
  15. Галушкин Н.Е., Язвинская Н.Н., Галушкин Д.Н. Исследование причин теплового разгона в герметичных никель-кадмиевых аккумуляторах // Электрохимическая энергетика. 2012. Т. 12. С. 208 – 211.
  16. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Thermal runaway as a new high-performance method of desorption of hydrogen from hydrides // Int. J. Hydrogen Energy, 2016, Vol. 41, P. 14813 – 14819.
  17. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Pocket electrodes as hydrogen storage units of high-capacity //J. Electrochem. Soc., 2017, Vol. 164, P. A2555 – A2558.
  18. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Mechanism of gases generation during lithium-ion batteries cycling // J. Electrochem. Soc., 2019, Vol. 166, P. A897 – A908.
  19. Metzger M., Strehle B., Solchenbach S., Gasteiger H.A. Origin of H2 Evolution in LIBs: H2O Reduction vs. Electrolyte Oxidation // J. Electrochem. Soc., 2016, Vol. 163. P. A798 – A809.
  20. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N., Galushkina I.A. Generalized analytical models of batteries, capacitance dependence on discharge currents // Int. J. Electrochem. Sci.,2014, Vol. 9, P. 4429 – 4439.
  21. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Analysis of generalized Peukert’s equations for determining the capacity of nickel-cadmium batteries // Int. J. Electrochem. Sci., 2018, Vol. 13, P. 8602 – 8614.
  22. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Study of Discharge Process Final Voltage Influence on Parameters of Generalized Peukert’s Equation for Nickel-Cadmium Batteries // Int. J. Electrochem. Sci., 2018. Vol. 13, P. 9693 – 9700.
  23. Galushkin N.E., Yazvinskaya N.N., Galushkin D.N. Peukert’s generalized equation taking into account the temperature for nickel-cadmium batteries // Int. J. Electrochem. Sci., 2019. Vol. 14. P. 2874 – 2882.
  24. Nebl C, Steger F. Schweiger H.-G. Discharge Capacity of Energy Storages as a Function of the Discharge Current – Expanding Peukert’s equation // Int. J. Electrochem. Sci., 2017, Vol. 12. P. 4940 – 4957.
  25. Shepherd C.M. Design of Primary and Secondary Cells II . An Equation Describing Battery Discharge // J. Electrochem. Soc., 1965. Vol. 112. P. 657 – 664.
  26. Compagnone N.F. A new equation for the limiting capacity of the lead/acid cell //J. Power Sources, 1991, Vol. 35 P. 97 – 111.
  27. Crompton T.R. Battery Reference Book. Newnes, Oxford, 2000.
Яндекс.Метрика

© НовоЦНИТ ЮРГПУ(НПИ), 2024