العلاقة بين الشحنة ودرجة حرارة بطارية LFP

26 Aug 2021

خلال دورات الشحن والتفريغ، تواجه خلايا البطارية ظروف التيار الزائد والجهد الزائد ودرجة الحرارة المرتفعة. تتكون عملية شحن بطاريات الليثيوم من مرحلتين: تيار مستمر وجهد مستمر. في مرحلة الشحن بالتيار المستمر، يُطبق تيار الشحن على البطارية حتى يصل إلى حد الجهد لكل خلية. لا تقبل بطاريات أيون الليثيوم شحنًا بجهد أعلى من المحدد، عادةً 4.2 فولت، دون أن تتلف. ثم تبدأ مرحلة الجهد الثابت مع انخفاض التيار المطبق إلى نسبة ضئيلة من تيار الشحن الثابت.

خلال هذه الفترة، يُطبّق أقصى جهد للخلية على البطارية. في البطاريات متعددة الخلايا، تحدث مرحلة موازنة بين طوري التيار المستمر والجهد المستمر لضمان ثبات الشحن بين الخلايا. في هذه البطاريات، يكون الجهد المطبق في مرحلة الجهد المستمر هو حاصل ضرب عدد الخلايا في أقصى جهد لكل خلية.

يجب عدم تفريغ خلايا بطارية LFP أبدًا دون الحد الأدنى المحدد لها. بمجرد انخفاض الجهد إلى هذا المستوى، قد يوقف نظام إدارة البطارية تدفق التيار. يضمن هذا الاحتياط إمكانية إعادة شحن البطارية بأمان باستخدام شاحن تقليدي، ويحميها من حدوث قصر كهربائي، والذي يُشكل تهديدًا حقيقيًا لسلامتها. إذا كان القصر الكهربائي خفيفًا بما يكفي، فلن تتولد حرارة كافية، وستُفرّغ البطارية شحنها بسرعة أكبر. ومع ذلك، قد يؤدي قصر كهربائي أشد إلى ارتفاع درجة الحرارة وما يرتبط به من مخاطر. في البطاريات متعددة الخلايا، قد ترتفع درجة حرارة الخلايا المجاورة للخلية التي تعرضت للقصر الكهربائي أو تتعطل.

اختبارات ومتطلبات UL 2054 لحزم البطاريات

الاختبارات الكهربائية	المتطلبات
اختبار ماس كهربائي	لا انفجار، لا حريق، درجة الحرارة < 150 درجة مئوية
اختبار الشحن غير الطبيعي	لا انفجار، لا حريق
اختبار الشحن الزائد المسيء	لا انفجار، لا حريق
اختبار التفريغ القسري	لا انفجار، لا حريق
اختبار مصدر الطاقة المحدود	لا انفجار، لا حريق
اختبار درجة حرارة مكونات حزمة البطارية	درجة الحرارة ضمن المواصفات
اختبار درجة حرارة سطح حزمة البطارية	درجة الحرارة ضمن المواصفات
متطلبات الاختبارات البيئية	المتطلبات
اختبار التسخين	لا انفجار، لا حريق
اختبار دورة درجة الحرارة	لا انفجار، لا حريق، لا تهوية، لا تسريب
متطلبات الاختبار الميكانيكي	المتطلبات
سحق	لا انفجار، لا اشتعال
اصطدام	لا انفجار، لا اشتعال
صدمة	لا انفجار، لا حريق، لا تهوية، لا تسريب
اهتزاز	لا انفجار، لا حريق، لا تهوية، لا تسريب
متطلبات اختبارات حاوية البطارية	المتطلبات
سحق 250 رطلاً	لا انفجار، لا حريق
تخفيف إجهاد العفن	لا انفجار، لا حريق
تأثير السقوط	لا انفجار، لا حريق
متطلبات اختبار التعرض للحريق	المتطلبات
مقذوف	لا انفجار، لا اشتعال

لضمان قدرة بطاريات LFP على تشغيل الأجهزة الإلكترونية بأمان وتلبية المتطلبات التنظيمية، يجب اتخاذ العديد من الاحتياطات. تشمل طبقات الحماية طريقة البناء، وكثافة الخلية، وآليات السلامة المدمجة داخل الخلية. ثم تُستخدم الأجهزة الإلكترونية خارج الخلية للحماية من الشحن الزائد والشحن الناقص ودرجات الحرارة الخارجية. عادةً ما تكون حلول حماية الدائرة لنظام إدارة البطارية (BMS) لحزم البطاريات مزيجًا من عدة أجهزة، وهي اعتبارات تصميمية حاسمة أثناء شحن وتفريغ حزمة البطارية

توفر أنظمة إدارة البطاريات، مثل الدوائر المتكاملة (ICs) وترانزستورات التأثير الميداني (FETs)، حماية من الجهد الزائد والتيار الزائد. ويُعد دمج أجهزة حماية عالية التقنية حلاً مثاليًا لحماية مجموعات البطاريات وخلاياها من ارتفاع درجة الحرارة. ولتوفير حماية موثوقة، يتضمن نظام إدارة البطاريات EverExceed جهاز حماية مُركّب بحيث يكون متصلاً حراريًا بالخلية. وعادةً ما يكون جهاز الحماية في نظام إدارة البطاريات على اتصال بخلية البطارية، ليتفاعل مع ارتفاع درجة الحرارة فيها.

من أجل تلبية الاحتياجات المتزايدة لتصميم خلايا البطارية وحزمة البطارية، إيفر إكسيد تواصل ابتكار وتوسيع قدراتها التقنية. لقد كانت إيفر إكسيد رائدة في بطارية صناعة البطاريات لعقود، وهي تقدم مجموعة واسعة من المنتجات وتوفر للمصممين مكونات حماية مثالية للبطاريات لتلبية احتياجات مجموعات البطاريات المعقدة والمتطلبة والمدمجة بشكل متزايد. بفضل خدمة العملاء الممتازة وتوافر مهندسي التطبيقات الميدانية، تعمل EverExceed بشكل وثيق مع المصممين لاختيار المكونات المناسبة، مع إجراء التعديلات حسب الضرورة. كما تقدم شواحن بطاريات ممتازة مثل " شاحن إيفر إكسيد الذكي ” لتوفير حماية كاملة لتشغيل البطارية إلى جانب موثوقيتها BMS .

أثناء عملية إنتاج الخلية، تختبر EverExceed كل خلية على حدة على عدة مراحل، مثل شيخوخة HT لمدة 72 ساعة، و3 اختبارات OCV، وشيخوخة RT لمدة 14 يومًا، واختبار السعة، والشحن الزائد، والتفريغ الزائد، واختبار ماس كهربائي، واختبار البثق، واختبار الوخز، واختبار الاحتراق، واختبار تآكل رذاذ الملح، وما إلى ذلك. بعد اجتياز كل هذه الاختبارات، من المستحيل أن تمر البطارية عبر بوابة مصنعنا بأي نوع من الأعطال التي يمكن أن تسبب أي مخاطر لاحقًا

لذلك ليس فقط للحصول على دورة حياة طويلة، وأداء تفريغ متواصل، وقدرة شحن سريعة، وكثافة طاقة أعلى، ولكن أيضًا إذا كنت بحاجة إلى بطارية ليثيوم والتي ستمنحك تشغيلًا خاليًا من القلق، وضغطًا أقل فيما يتعلق بالسلامة، بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد EverExceed هو الخيار الأفضل بالنسبة لك، لأن EverExceed LFP يضمن لك عدم حدوث حريق أو انفجار!

العلامات :