Почему системы управления батареей важны в литий-железных фосфатных батареях

- Sep 19, 2020-

Литий-железные фосфатные батареи упаковывают много энергии и ценности в небольшую упаковку. Химия этих батарей является большой частью их превосходной производительности. Но все авторитетные коммерческие литий-ионные батареи также включают в себя еще один важный элемент наряду с самими аккумуляторными батареями: тщательно разработанную электронную систему управления батареей (BMS). Хорошо разработанная система управления батареей защищает и контролирует литий-ионный аккумулятор для оптимизации производительности, максимального срока службы и обеспечения безопасной работы в широком диапазоне условий.

В KAYO, все наши фосфатные батареи лития железа включают внутренние или внешние BMS. Давайте посмотрим, как KAYOBMS защищает и оптимизирует работу фосфатной батареи из литий-железа.

1. Над и под напряжением

Фосфатные клетки литиевого железа безопасно работают в диапазоне напряжения, обычно от 2,0 Вв до 4,2 В. Некоторые литиевые химии приводят к клеткам, которые очень чувствительны к чрезмерному вольтингу, но клетки LiFePO4 более терпимы. Тем не менее, значительное перегружание в течение длительного периода во время зарядки может вызвать покрытие металлического лития на аноде батареи, которая постоянно ухудшает производительность. Кроме того, катод материал может окисляться, стать менее стабильным, и производить углекислый газ, который может привести к наращиванию давления в клетке. Кайосистемы управления батареей ограничивают каждую ячейку и сам аккумулятор максимальным напряжением. BMS в KAYOБатарея LiFePO4, например, защищает каждую ячейку батареи и ограничивает напряжение в батарее до 15,6V.

Недостаточное напряжение во время разряда батареи также вызывает озабоченность, так как разгрузка ячейки LiFePO4 ниже примерно 2,0V может привести к поломке электродных материалов. Литиевые батареи имеют рекомендуемое минимальное эксплуатациое напряжение. В КАИО, например, минимальное рекомендуемое напряжение составляет 11V. BMS действует как неудача безопасно отключить батарею от цепи, если какая-либо ячейка падает ниже 2.0V.

2. Защита от чрезмерного течения и короткого замыкания

Каждая батарея имеет максимальный указанный ток для безопасной работы. Если нагрузка применяется к батарее, которая рисует более высокий ток, это может привести к перегреву батареи. Хотя важно использовать батарею таким образом, чтобы сохранить текущую ничью ниже максимальной спецификации, BMS снова выступает в качестве backstop против текущих условий и отключает батарею от работы.

Короткое замыкание батареи является наиболее серьезной формой чрезмерного состояния. Чаще всего это происходит, когда электроды случайно связаны с куском металла. BMS должны быстро обнаружить состояние короткого замыкания до внезапного и массивного тока обратить перегревает батарею и причиняет катастрофические повреждения.

3. Над температурой

В отличие от свинцово-кислотных или литий-кобальтовых оксидных батарей, фосфатные батареи лития железа работают эффективно и безопасно при температуре до 60OC или более. Но при более высоких температурах эксплуатации и хранения, как и все батареи, электродные материалы начнут деградировать. BMS литиевой батареи использует встроенные термисторы для активного мониторинга температуры во время эксплуатации, и он будет отключать батарею от цепи при определенной температуре.

4.Дисбаланс клеток

Литий-ионные батареи имеют значительное отличие от свинцово-кислотных батарей, когда дело доходит до балансировки напряжения в каждой отдельной ячейке во время зарядки. Из-за небольших различий в производственных или эксплуатационных условиях каждая ячейка в батарее заряжается с несколько иной скоростью. В свинцово-кислотной батарее, если одна клетка заряжается быстрее и достигает своего полного напряжения, типичный низкий ток заряда, наряду с избыточным зарядом-возвратом, обеспечит полную зарядку других ячеек. В некотором смысле, клетки в свинцово-кислотной батарее саморавняются во время зарядки.

Это не так с литий-ионных батарей. Когда литий-ионная ячейка полностью заряжена, ее напряжение начинает расти дальше, что может привести к повреждению электрода. Если заряд всей батареи остановлен, когда только одна ячейка полностью заряжена, остальные ячейки не достигают полного заряда и батарея будет работать ниже пиковой емкости. Хорошо спроектированная BMS обеспечит безопасность и полную зарядку каждой ячейки до завершения всего процесса зарядки.

Сводка

Литий-железные фосфатные батареи состоит не только из отдельных клеток, соединенных друг с другом. Они также включают в себя систему управления батареей (BMS), которая, хотя обычно не видна конечному пользователю, гарантирует, что каждая ячейка в батарее остается в безопасных пределах. Кайолитий-железные фосфатные батареивключают внутреннюю или внешнюю BMS для защиты, управления и мониторинга батареи для обеспечения безопасности и максимального срока службы в течение всего спектра условий эксплуатации.


Предыдущая статья:Переработка аккумуляторов за наличные - Введение и стоимость Следующая статья:Калькулятор хранения солнечных батарей - Характеристики и хранение