Επεξήγηση τάσης κυψέλης θήκης NMC: Ονομαστική τάση, τάση διακοπής και ρυθμίσεις BMS

Οι κυψέλες θήκης NMC συνδυάζουν την υψηλή ενεργειακή πυκνότητα με μια ελαφριά, αποδοτική μορφή χώρου, καθιστώντας τα κατάλληλα για ηλεκτρικά οχήματα, drones, ρομπότ, βιομηχανικό εξοπλισμό, θαλάσσια συστήματα και προσαρμοσμένες μπαταρίες.

Ωστόσο, το NMC περιγράφει τη χημεία της καθόδου, ενώ το 'pouch' περιγράφει τη μορφή κυψέλης. Κανένας όρος από μόνος του δεν καθορίζει τα σωστά όρια τάσης. Η ονομαστική τάση, η μέγιστη τάση φόρτισης, η τάση αποκοπής εκφόρτισης, τα όρια ρεύματος και τα όρια θερμοκρασίας πρέπει πάντα να επιβεβαιώνονται από το εγκεκριμένο φύλλο δεδομένων για την επιλεγμένη κυψέλη.

Για πολλά συμβατικά στοιχεία NMC/γραφίτη, η ονομαστική τάση είναι περίπου 3,6 V έως 3,7 V, ο στόχος τάσης φόρτισης είναι συνήθως 4,20 V και η καθορισμένη τάση τέλους εκφόρτισης είναι συχνά κάπου μεταξύ 2,5 V και 3,0 V. Αυτές είναι τυπικές τιμές—όχι καθολικές ρυθμίσεις για κάθε κελί θήκης NMC.

Βασικά Takeaways

• Μια τυπική κυψέλη θήκης NMC έχει ονομαστική τάση περίπου 3,6 V έως 3,7 V.

• Πολλές τυπικές κυψέλες NMC/γραφίτη χρησιμοποιούν προφίλ φόρτισης 4,20 V CC/CV, αλλά το ακριβές όριο πρέπει να προέρχεται από το φύλλο δεδομένων κυψέλης.

• Η καθορισμένη αποκοπή εκφόρτισης κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 2,5 V και 3,0 V, ανάλογα με τον σχεδιασμό της κυψέλης και τις συνθήκες δοκιμής.

• Τα όρια προστασίας BMS είναι όρια προστασίας έκτακτης ανάγκης και όχι κανονικοί στόχοι λειτουργίας.

• Η τάση κυψέλης υπό φορτίο είναι χαμηλότερη από την τάση ανοιχτού κυκλώματος λόγω της εσωτερικής αντίστασης και της αντίστασης σύνδεσης.

• Η τάση από μόνη της δεν επαρκεί για την ακριβή εκτίμηση της κατάστασης φόρτισης κατά τη λειτουργία.

• Η μείωση της ανώτερης τάσης φόρτισης ή το στένωση του παραθύρου SOC λειτουργίας μπορεί να βελτιώσει τη διάρκεια ζωής, αλλά το αποτέλεσμα είναι συγκεκριμένο για την κυψέλη και την εφαρμογή.

Τυπικές παράμετροι τάσης κυψέλης θήκης NMC

Οι ακόλουθες τιμές είναι χρήσιμες για τον προκαταρκτικό σχεδιασμό του συστήματος, αλλά δεν πρέπει να αντικαθιστούν το φύλλο δεδομένων του κατασκευαστή.

Παράμετρος Τυπική	Εύρους Αναφοράς	Μηχανική Χρήση
Ονομαστική τάση	3,6V–3,7V	Πακέτο τάσης και προκαταρκτικοί υπολογισμοί ενέργειας
Στόχος φόρτισης-τάσης	Κοινώς 4,20V	Ρύθμιση CC/CV φορτιστή
Τάση τέλους εκφόρτισης	Συνήθως 2,5V–3,0V	Δοκιμή χωρητικότητας και χαμηλότερο όριο λειτουργίας
Προειδοποίηση υψηλών κυττάρων	Ειδική για την εφαρμογή	Μείωση ρεύματος φόρτισης ή προειδοποίηση χρήστη
Προστασία κυψέλης από υπέρταση	Βάσει φύλλου δεδομένων και ανοχής	Έκτακτη αποσύνδεση φόρτισης
Προειδοποίηση χαμηλής κυψέλης	Ειδική για την εφαρμογή	Προειδοποίηση μείωσης ισχύος ή χαμηλής μπαταρίας
Προστασία κυψέλης από υπόταση	Βάσει φύλλου δεδομένων και φορτίου	Αποσύνδεση εκκένωσης έκτακτης ανάγκης

Ορισμένες κυψέλες NMC χρησιμοποιούν όρια τάσης εκτός αυτών των τυπικών τιμών. Τα σχέδια κυψελών υψηλής τάσης, οι κυψέλες ισχύος και οι ενεργειακές κυψέλες ενδέχεται να έχουν διαφορετικές απαιτήσεις ακόμα και όταν μοιράζονται την ίδια ονομαστική χωρητικότητα.

Τι σημαίνει Ονομαστική τάση;

Η ονομαστική τάση είναι μια αντιπροσωπευτική μέση τάση λειτουργίας που χρησιμοποιείται για την αναγνώριση κυψέλης, τους υπολογισμούς πακέτων και την εκτίμηση της ενέργειας. Δεν είναι η τάση που διατηρεί το στοιχείο σε όλο τον πλήρη κύκλο εκφόρτισης.

Μια πλήρως φορτισμένη συμβατική κυψέλη NMC μπορεί να ξεκινήσει κοντά στα 4,20 V και στη συνέχεια να μειωθεί σταδιακά καθώς αφαιρείται η ενέργεια. Η μετρούμενη τάση επηρεάζεται από:

• Κράτος επιβάρυνσης

• Ρεύμα φόρτισης ή εκφόρτισης

• Θερμοκρασία κυττάρων

• Αντίσταση κυττάρων

• Κυτταρική ηλικία και κατάσταση υγείας

• Χρόνος ανάπαυσης μετά τη φόρτιση ή την αποφόρτιση

Για έναν προκαταρκτικό υπολογισμό ενέργειας:

Ενέργεια κυψέλης (Wh) ≈ ονομαστική τάση (V) × χωρητικότητα (Ah)

Για παράδειγμα, μια κυψέλη 76Ah με ονομαστική τάση 3,7V έχει εκτιμώμενη ονομαστική ενέργεια:

3,7V × 76Ah = 281,2Wh

Αυτός είναι ένας ονομαστικός υπολογισμός. Η πραγματική χρησιμοποιήσιμη ενέργεια εξαρτάται από την πλήρη καμπύλη τάσης, το ρεύμα, τη θερμοκρασία και τα ανώτερα και κατώτερα όρια τάσης του συστήματος.

Υπολογισμός τάσης πακέτου

Οι κυψέλες που συνδέονται σε σειρά αυξάνουν την τάση. Οι κυψέλες που συνδέονται παράλληλα αυξάνουν τη χωρητικότητα και την ικανότητα ρεύματος.

Εάν ένα φύλλο δεδομένων κυψέλης προσδιορίζει:

• Ονομαστική τάση: 3,7V

• Όριο φόρτισης-τάσης: 4,20V

• Τάση τέλους εκφόρτισης: 2,75 V

Ένα πακέτο 14S θα έχει:

• Ονομαστική τάση πακέτου: 14 × 3,7 V = 51,8 V

• Μέγιστη τάση φόρτισης: 14 × 4,20V = 58,8V

• Τάση τέλους εκφόρτισης βάσει φύλλου δεδομένων: 14 × 2,75 V = 38,5 V

Ο τελικός εξοπλισμός πρέπει να λειτουργεί σωστά σε όλο το εύρος τάσης πακέτου—όχι μόνο στη διαφημιζόμενη ονομαστική τάση.

Οι ελεγκτές κινητήρα, οι μετατροπείς, οι μετατροπείς DC/DC, οι επαφές, οι ασφάλειες, οι πυκνωτές και τα κυκλώματα προφόρτισης πρέπει να ελέγχονται ως προς τη μέγιστη τάση του πακέτου. Το κατώτερο όριο λειτουργίας θα πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τη μείωση της τάσης κατά τη διάρκεια της ζήτησης ρεύματος αιχμής.

Μέγιστη τάση φόρτισης και φόρτιση CC/CV

Πολλές συμβατικές κυψέλες θήκης NMC χρησιμοποιούν προφίλ φόρτισης σταθερού ρεύματος/σταθερής τάσης 4,20 V.

Κατά τη διάρκεια του σταδίου σταθερού ρεύματος, ο φορτιστής παρέχει το επιτρεπόμενο ρεύμα φόρτισης ενώ αυξάνεται η τάση του στοιχείου. Όταν το πακέτο φτάσει στον στόχο τάσης του φορτιστή, η φόρτιση εισέρχεται στο στάδιο σταθερής τάσης.

Κατά τη διάρκεια του σταδίου σταθερής τάσης, ο φορτιστής διατηρεί την τάση στόχο ενώ το ρεύμα φόρτισης μειώνεται σταδιακά. Η φόρτιση θα πρέπει να τερματίζεται όταν το ρεύμα φτάσει την τιμή που καθορίζεται από τον κατασκευαστή της κυψέλης ή όταν πληρούται άλλη εγκεκριμένη προϋπόθεση τερματισμού.

Το ακριβές προφίλ φόρτισης πρέπει να ορίζει:

• Μέγιστο ρεύμα φόρτισης

• Μέγιστη τάση κυψέλης και πακέτου

• Στόχος σταθερής τάσης

• Ρεύμα τερματισμού φόρτισης

• Μέγιστος χρόνος φόρτισης

• Επιτρεπόμενο εύρος θερμοκρασίας φόρτισης

• Συνθήκες επαναφόρτισης ή αποκατάστασης

Το BMS δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ως ο κανονικός ελεγκτής φόρτισης. Ο φορτιστής πρέπει να ρυθμίζει σωστά την τάση και το ρεύμα, ενώ το BMS παρέχει ανεξάρτητη προστασία σε περίπτωση βλάβης του φορτιστή ή του ελέγχου συστήματος.

Είναι τα 4,20 V ένα απόλυτο όριο για κάθε κυψέλη NMC;

Οχι.

Ο στόχος φόρτισης 4,20 V είναι κοινός για πολλές κυψέλες NMC/γραφίτη, αλλά δεν είναι καθολικός. Διαφορετικές συνθέσεις ηλεκτροδίων και σχέδια κυψελών μπορεί να χρησιμοποιούν διαφορετικές μέγιστες τάσεις φόρτισης.

Το όριο υπέρτασης BMS πρέπει να επιλέγεται από τις εγκεκριμένες προδιαγραφές κυψέλης και να συντονίζεται με:

• Ανοχή τάσης φορτιστή

• Ακρίβεια μέτρησης τάσης BMS

• Σφάλμα καλωδίωσης και ανίχνευσης

• Καθυστέρηση ανίχνευσης

• Κυτταρική ανισορροπία

• Θερμοκρασία

• Απαιτούμενο περιθώριο ασφαλείας

Η δημοσίευση μιας καθολικής τιμής—όπως η ρύθμιση κάθε NMC BMS στα 4,25V—δεν συνιστάται. Μια τιμή που είναι αποδεκτή για ένα στοιχείο μπορεί να υπερβαίνει την επιτρεπόμενη τάση ενός άλλου.

Τάση διακοπής εκφόρτισης

Η τάση τέλους εκφόρτισης είναι η χαμηλότερη τάση που χρησιμοποιείται από τον κατασκευαστή κατά τη μέτρηση της ονομαστικής χωρητικότητας υπό καθορισμένες συνθήκες δοκιμής.

Για τα κύτταρα NMC, αυτή η τιμή είναι συνήθως μεταξύ περίπου 2,5 V και 3,0 V, αλλά ο ακριβής αριθμός μπορεί να διαφέρει ανάλογα με το σχεδιασμό της κυψέλης. Δεν θα πρέπει να γίνεται αυτόματα ο κανονικός ημερήσιος στόχος λειτουργίας.

Η λειτουργία κοντά στο ελάχιστο του φύλλου δεδομένων μπορεί να παρέχει ελαφρώς μεγαλύτερη μετρούμενη χωρητικότητα, αλλά μπορεί επίσης να έχει ως αποτέλεσμα:

• Μεγαλύτερη πτώση τάσης υπό φορτίο

• Προηγούμενη διακοπή λειτουργίας χαμηλής τάσης σε χαμηλές θερμοκρασίες

• Μειωμένη ισχύς κοντά στο τέλος της εκφόρτισης

• Αυξημένη ευαισθησία στην κυτταρική ανισορροπία

• Υψηλότερος κίνδυνος υπερβολικής εκφόρτισης της πιο αδύναμης κυψέλης σειράς

• Πιθανή μείωση της διάρκειας ζωής

Η παρατεταμένη ή σοβαρή υπερφόρτιση μπορεί να βλάψει τα ηλεκτρόδια και τη μεσόφαση στερεού-ηλεκτρολύτη. Σε ένα πακέτο συνδεδεμένο σε σειρά, το συνεχές ρεύμα μετά την εξάντληση ενός αδύναμου στοιχείου μπορεί να οδηγήσει αυτό το στοιχείο σε αντιστροφή. Κάτω από σοβαρές συνθήκες υπερβολικής εκφόρτισης, μπορεί να προκύψουν διάλυση του συλλέκτη ρεύματος χαλκού και εσωτερικοί μηχανισμοί βραχυκυκλώματος.

Το BMS θα πρέπει επομένως να αποσυνδέσει το φορτίο προτού ένα στοιχείο παραμείνει πέρα ​​από το επιτρεπόμενο κατώτερο όριο.

Βύθιση τάσης υπό φορτίο

Η τάση κυψέλης που μετράται υπό φορτίο είναι χαμηλότερη από τη χαλαρή τάση ανοιχτού κυκλώματος της κυψέλης. Αυτή η διαφορά ονομάζεται συνήθως πτώση τάσης.

Μια απλοποιημένη εκτίμηση είναι:

Υποχώρηση τάσης ≈ ρεύμα × αντίσταση

Εάν ένα στοιχείο έχει αντίσταση DC 2mΩ και το ρεύμα είναι 100A:

ΔV = 100A × 0,002Ω = 0,20V

Ωστόσο, η πραγματική αντίσταση συσκευασίας περιλαμβάνει επίσης:

• Καρτέλες κυττάρων

• Λεωφορεία

• Συγκολλημένες ή βιδωμένες αρθρώσεις

• Ασφάλειες και επαφές

• Καλώδια και σύνδεσμοι

• Κατανομή ρεύματος παράλληλης ομάδας

Η αντίσταση αλλάζει επίσης με τη θερμοκρασία, την κατάσταση φόρτισης και τη γήρανση. Ως εκ τούτου, ένα κρύο ή παλιό στοιχείο μπορεί να παρουσιάσει μεγαλύτερη πτώση τάσης από ένα νέο στοιχείο που δοκιμάστηκε σε θερμοκρασία δωματίου.

Το BMS πρέπει να κάνει διάκριση μεταξύ μιας μικρής παροδικής πτώσης και ενός πραγματικά εξαντλημένου κυττάρου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η προστασία υπό τάση συνήθως περιλαμβάνει επικυρωμένη καθυστέρηση ανίχνευσης και υστέρηση ανάκτησης.

Δεν υπάρχει καθολική ασφαλής καθυστέρηση. Πρέπει να επαληθευτεί χρησιμοποιώντας την πραγματική κυψέλη, το προφίλ φορτίου, την ελάχιστη θερμοκρασία λειτουργίας και την αντίσταση του πακέτου στη χειρότερη περίπτωση.

Τάση ανοιχτού κυκλώματος και κατάσταση φόρτισης

Η τάση ανοιχτού κυκλώματος είναι η τάση της κυψέλης που μετράται αφού σταματήσει το ρεύμα φόρτισης ή εκφόρτισης και η κυψέλη είχε αρκετό χρόνο να χαλαρώσει.

Αμέσως μετά τη φόρτιση, η τάση μπορεί να παραμείνει υψηλότερη από την πλήρως χαλαρωμένη τιμή της. Μετά από έντονη εκφόρτιση, η τάση μπορεί να ανακάμψει προς τα πάνω μόλις αφαιρεθεί το φορτίο. Ο απαιτούμενος χρόνος χαλάρωσης εξαρτάται από την κυψέλη, τη θερμοκρασία και την ακρίβεια που απαιτείται από τη μέθοδο εκτίμησης.

Θα πρέπει επομένως να δημιουργηθεί ή να παρέχεται ένας πίνακας OCV–SoC για το συγκεκριμένο κελί. Ένας γενικός πίνακας δεν μπορεί να αντιπροσωπεύει με ακρίβεια κάθε σύνθεση NMC.

Κατά τη λειτουργία, ένα ισχυρό BMS συνήθως συνδυάζει:

• Ο Κουλόμπ μετράει

• Μέτρηση τάσης κυψέλης

• Αντιστάθμιση θερμοκρασίας

• Διόρθωση OCV κατά τις κατάλληλες περιόδους ανάπαυσης

• Εκτίμηση ικανότητας και κατάστασης υγείας

• Αντίσταση ή διόρθωση βάσει μοντέλου

Η καταμέτρηση Coulomb είναι χρήσιμη, αλλά τα σφάλματα μετατόπισης αισθητήρα ρεύματος και εκτίμησης χωρητικότητας συσσωρεύονται με την πάροδο του χρόνου. Απαιτείται περιοδική διόρθωση για να αποτραπεί η μετατόπιση SoC.

Συνιστώμενη μέθοδος διαμόρφωσης BMS

Ο παρακάτω πίνακας περιγράφει τη λογική διαμόρφωσης. Σκόπιμα δεν παρέχει καθολικές τιμές τάσης.

παραμέτρων BMS	Συνιστώμενη βάση
Προειδοποίηση υψηλών κυττάρων	Ρυθμίστε το κάτω από το σημείο ενεργοποίησης προστασίας για να επιτρέψετε στον φορτιστή ή τον ελεγκτή να μειώσει το ρεύμα
Προστασία κυψέλης από υπέρταση	Συντονισμός με την επιτρεπόμενη μέγιστη τάση της κυψέλης και όλες τις ανοχές μέτρησης και φορτιστή
Αποδέσμευση υπέρτασης	Ρυθμίστε κάτω από το κατώφλι ταξιδιού με κατάλληλη υστέρηση
Προειδοποίηση χαμηλής κυψέλης	Ρυθμίστε αρκετά ψηλά ώστε να παρέχει χρήσιμη προειδοποίηση ή μείωση ισχύος πριν την αποσύνδεση
Προστασία κυψέλης από υπόταση	Προστατέψτε το κελί πριν από συνεχή παραβίαση του εγκεκριμένου κατώτερου ορίου του
Καθυστέρηση υπότασης	Επικύρωση έναντι της παροδικής πτώσης τάσης και της διάρκειας αιχμής της εφαρμογής
Αποδέσμευση υπότασης	Καθορίστε τη συμπεριφορά ασφαλούς ανάκτησης και επαναφόρτισης
Εξισορρόπηση τάσης εκκίνησης	Επιλέξτε από τη συμπεριφορά τάσης άνω SOC της κυψέλης και τη στρατηγική φόρτισης
Διαφορά ισορροπίας	Βασίζεται στην ακρίβεια μέτρησης, την αντιστοίχιση κελιών και την απαιτούμενη απόδοση συσκευασίας
Όρια θερμοκρασίας φόρτισης	Ακολουθήστε το φύλλο δεδομένων κυψέλης και τον επικυρωμένο χάρτη μείωσης ρεύματος χρέωσης
Όρια θερμοκρασίας εκκένωσης	Ακολουθήστε το φύλλο δεδομένων κυψέλης και τον θερμικό σχεδιασμό του συστήματος

Η διαμόρφωση προστασίας θα πρέπει επίσης να ορίζει την καταγραφή σφαλμάτων, τις συνθήκες ανάκτησης, την επικοινωνία του φορτιστή, τη συμπεριφορά του επαφέα και εάν ένα σφάλμα απαιτεί αυτόματη ή μη αυτόματη επαναφορά.

Εξισορρόπηση κυττάρων

Σε μια σειρά συνδεδεμένη μπαταρία, η κυψέλη ή η παράλληλη ομάδα με τη χαμηλότερη χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα περιορίζει την ενέργεια ολόκληρου του πακέτου.

Η παθητική εξισορρόπηση αφαιρεί μια μικρή ποσότητα ενέργειας από κυψέλες υψηλότερης τάσης μέσω αντιστάσεων. Η ενεργή εξισορρόπηση μεταφέρει ενέργεια μεταξύ κυττάρων ή ομάδων και μπορεί να είναι χρήσιμη σε μεγάλες συσκευασίες ή συστήματα με μεγαλύτερη ανισορροπία.

Η επιλογή ισορροπίας-ρεύματος πρέπει να σχετίζεται με τη χωρητικότητα της κυψέλης.

Για παράδειγμα, μια διαφορά χωρητικότητας 1% σε μια κυψέλη 76Ah ισούται με:

76Ah × 1% = 0,76Ah

Με ένα παθητικό ρεύμα εξισορρόπησης 100 mA, ο ιδανικός χρόνος εξισορρόπησης θα ήταν:

0,76Ah ÷ 0,10A = 7,6 ώρες

Ο πραγματικός χρόνος θα είναι μεγαλύτερος επειδή η εξισορρόπηση μπορεί να λειτουργεί μόνο κατά τη διάρκεια μέρους του κύκλου φόρτισης και μπορεί να περιορίζεται από τη θερμοκρασία, τον κύκλο λειτουργίας ή τον προγραμματισμό μέτρησης BMS.

Η εξισορρόπηση κοντά στο πάνω μέρος της περιοχής SOC είναι συχνά χρήσιμη για το NMC, επειδή οι διαφορές τάσης γίνονται πιο εύκολο να ερμηνευτούν. Ωστόσο, ένας γενικός κανόνας «έναρξη εξισορρόπησης πάνω από 4,0 V» δεν θα πρέπει να εφαρμόζεται χωρίς να αναθεωρηθεί η καμπύλη OCV της κυψέλης και η στρατηγική φόρτισης του πακέτου.

Η καλή αντιστοίχιση κυψελών πριν από τη συναρμολόγηση παραμένει σημαντική. Ένα μικρό κύκλωμα εξισορρόπησης δεν μπορεί να διορθώσει γρήγορα μια μεγάλη χωρητικότητα ή αναντιστοιχία αντίστασης σε ένα πακέτο κυψελών θήκης υψηλής χωρητικότητας.

Προστασία από τη θερμοκρασία

Τα όρια φόρτισης και εκφόρτισης NMC εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία.

Η φόρτιση μιας συμβατικής κυψέλης ιόντων λιθίου-ανόδου γραφίτη σε χαμηλή θερμοκρασία μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο επιμετάλλωσης λιθίου, ειδικά σε υψηλό ρεύμα φόρτισης. Πολλές κυψέλες δεν επιτρέπουν τη φόρτιση κάτω από 0°C, ενώ ορισμένες επιτρέπουν μόνο μειωμένο ρεύμα εντός ενός καθορισμένου εύρους χαμηλής θερμοκρασίας.

Το BMS θα πρέπει να εφαρμόζει τα ακριβή όρια θερμοκρασίας και τον χάρτη μείωσης ρεύματος που παρέχεται από τον κατασκευαστή της κυψέλης.

Η τοποθέτηση του αισθητήρα θερμοκρασίας πρέπει να αντικατοπτρίζει τη σχεδίαση της μονάδας. Ενδέχεται να απαιτούνται αισθητήρες σε αντιπροσωπευτικές επιφάνειες κυψελών, γλωττίδες, ζυγούς ή γνωστά θερμικά σημεία. Η καλύτερη θέση εξαρτάται από το εάν το κύριο μέλημα είναι η θερμοκρασία του πυρήνα της κυψέλης, η θέρμανση της γλωττίδας, η αντίσταση σύνδεσης ή η απόδοση του συστήματος ψύξης.

Ο θερμικός σχεδιασμός θα πρέπει να επικυρωθεί ως εξής:

• Μέγιστη συνεχής φόρτιση

• Μέγιστη συνεχής εκφόρτιση

• Λειτουργία αιχμής-ρεύματος

• Φόρτιση σε χαμηλή θερμοκρασία

• Λειτουργία σε υψηλή θερμοκρασία

• Αστοχία συστήματος ψύξης

• Διακύμανση θερμοκρασίας από κύτταρο σε κύτταρο

Επέκταση της ζωής κυττάρων NMC Pouch

Η μείωση του χρόνου σε πολύ υψηλό SOC και η αποφυγή της περιττής βαθιάς εκφόρτισης μπορεί συχνά να βελτιώσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας NMC. Η μείωση της άνω τάσης φόρτισης μπορεί επίσης να μειώσει την υποβάθμιση, αλλά η αντιστάθμιση χωρητικότητας και κύκλου ζωής πρέπει να μετρηθεί για την επιλεγμένη κυψέλη.

Δεν είναι ακριβές να υποσχεθεί κανείς ότι η φόρτιση σε μια συγκεκριμένη τάση θα διπλασιάζει ή θα τριπλασιάζει πάντα τη διάρκεια ζωής του κύκλου.

Η γήρανση της μπαταρίας επηρεάζεται επίσης από:

• Θερμοκρασία κυττάρων

• Ποσοστό φόρτισης και εκφόρτισης

• Βάθος εκκένωσης

• Μέση SOC

• SOC αποθήκευσης

• Χρόνος που δαπανάται στη μέγιστη τάση

• Μηχανική πίεση

• Ταίριασμα κυττάρων

• Ομοιομορφία ψύξης

Για εφαρμογές που δεν απαιτούν μέγιστη ενέργεια σε κάθε κύκλο, η ομάδα μηχανικών μπορεί να αξιολογήσει ένα στενότερο παράθυρο SOC. Η τελική ρύθμιση θα πρέπει να βασίζεται σε δοκιμές κύκλου και στους στόχους εγγύησης και χρόνου εκτέλεσης του πελάτη.

Μηχανικά θέματα Pouch-Cell

Οι κυψέλες θήκης απαιτούν περισσότερες από σωστές ηλεκτρικές ρυθμίσεις. Το πλαστικοποιημένο περίβλημά τους δεν παρέχει την ίδια δομική στήριξη με μια άκαμπτη κυλινδρική ή πρισματική μεταλλική θήκη.

Ένας πλήρης σχεδιασμός ενότητας θα πρέπει να λάβει υπόψη:

• Συμπίεση ή συγκράτηση που καθορίζεται από τον κατασκευαστή

• Επέκταση των κυττάρων σε όλη τη διάρκεια της ζωής

• Μόνωση γύρω από γλωττίδες και άκρες

• Προστασία από τρύπημα και τριβή

• Ευελιξία διαύλου και καταπόνηση γλωττίδας

• Επαφή ψύξης και ομοιομορφία θερμοκρασίας

• Επίδομα για ανοχές παραγωγής

• Ανίχνευση μη φυσιολογικού οιδήματος

Το πρήξιμο μπορεί να σχετίζεται με τη γήρανση, την υψηλή θερμοκρασία, την υπερφόρτιση ή άλλες μη φυσιολογικές καταστάσεις. Η συμπίεση δεν πρέπει να χρησιμοποιείται για να κρύψει ένα ηλεκτρικά ή χημικά κατεστραμμένο στοιχείο.

Παράδειγμα: Διαμόρφωση ενός πακέτου με ένα κελί Farasis P76D

Εάν ένα έργο χρησιμοποιεί το Farasis P76D ή άλλη κυψέλη θήκης NMC μεγάλου μεγέθους 76Ah, η διαδικασία μηχανικής θα πρέπει να ξεκινήσει με το τρέχον εγκεκριμένο από τον κατασκευαστή φύλλο δεδομένων για την ακριβή αναθεώρηση και την παρτίδα παραγωγής κυψελών.

Επιβεβαιώστε τουλάχιστον:

• Ονομαστική τάση και χωρητικότητα

• Μέγιστη τάση φόρτισης

• Συνιστώμενα και απόλυτα όρια εκφόρτισης

• Τυπικό και μέγιστο ρεύμα φόρτισης

• Συνεχές και παλμικό ρεύμα εκφόρτισης

• DC εσωτερική αντίσταση

• Όρια θερμοκρασίας

• Διαστάσεις κυττάρου και επίδομα οιδήματος

• Απαιτήσεις συμπίεσης

• Συνθήκες δοκιμής κύκλου ζωής

Εάν η εγκεκριμένη προδιαγραφή αναφέρει ονομαστική τάση 3,7 V, μέγιστη τάση φόρτισης 4,20 V και τάση τέλους εκφόρτισης 2,75 V, αυτές οι τιμές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για υπολογισμούς πακέτων. Τα κατώφλια BMS θα πρέπει στη συνέχεια να αναπτυχθούν με κατάλληλα περιθώρια και να επαληθευτούν μέσω δοκιμών σε επίπεδο συσκευασίας.

Οι γενικές ρυθμίσεις NMC δεν πρέπει ποτέ να αντιγράφονται απευθείας στο υλικολογισμικό παραγωγής χωρίς αυτήν την επικύρωση.

Λίστα ελέγχου θέσης σε λειτουργία μπαταρίας

Πριν απελευθερώσετε μια μπαταρία θήκης NMC, επαληθεύστε τα ακόλουθα:

1. Επιβεβαιώστε το τρέχον φύλλο δεδομένων κελιού και την αναθεώρηση προδιαγραφών.

2. Υπολογίστε την ονομαστική, τη μέγιστη και την ελάχιστη τάση πακέτου από τον ακριβή αριθμό σειράς.

3. Επιβεβαιώστε τη συμβατότητα με τον μετατροπέα, τον ελεγκτή κινητήρα, τον φορτιστή και τον μετατροπέα DC/DC.

4. Προγραμματίστε την τάση, το ρεύμα και τις συνθήκες τερματισμού του φορτιστή.

5. Διαμορφώστε τις προειδοποιήσεις BMS, τα όρια προστασίας, τις καθυστερήσεις, την υστέρηση και τη λογική ανάκτησης.

6. Συμπεριλάβετε ανοχές μέτρησης BMS και φορτιστή στην ανάλυση προστασίας.

7. Επικυρώστε την πτώση τάσης στο μέγιστο ρεύμα, το χαμηλό SOC και την ελάχιστη θερμοκρασία λειτουργίας.

8. Επαληθεύστε την τοποθέτηση του αισθητήρα θερμοκρασίας και τις θερμικές αποκοπές.

9. Επιβεβαιώστε ότι το ρεύμα εξισορρόπησης είναι κατάλληλο για τη χωρητικότητα της κυψέλης και την αναμενόμενη αναντιστοιχία.

10. Βαθμονόμηση εκτίμησης SoC σε συνθήκες θερμοκρασίας και γήρανσης.

11. Δοκιμάστε την προστασία ανοιχτού καλωδίου, υπερέντασης, βραχυκυκλώματος, υπέρτασης και υπότασης.

12. Επικυρώστε τη μηχανική συγκράτηση, τη μόνωση, τη στήριξη γλωττίδας και την ψύξη.

13. Καταγράψτε την ιχνηλασιμότητα των κυττάρων και τα δεδομένα δοκιμής σε επίπεδο συσκευασίας.

Συχνές Ερωτήσεις

Ποια είναι η ονομαστική τάση μιας κυψέλης θήκης NMC;

Οι περισσότερες συμβατικές κυψέλες θήκης NMC έχουν ονομαστική τιμή περίπου 3,6 V ή 3,7 V. Η ακριβής τιμή εξαρτάται από τη μέθοδο δοκιμής του κατασκευαστή και τον σχεδιασμό κυψελών.

Ποια είναι η πλήρως φορτισμένη τάση ενός στοιχείου NMC;

Πολλές τυπικές κυψέλες NMC/γραφίτη χρησιμοποιούν 4,20 V ως στόχο φόρτισης. Ορισμένα σχέδια κελιών χρησιμοποιούν διαφορετική τιμή, επομένως πρέπει να ελεγχθεί το εγκεκριμένο φύλλο δεδομένων.

Ποια είναι η σωστή τάση διακοπής εκφόρτισης NMC;

Ανάλογα με την κυψέλη, η καθορισμένη τάση τέλους εκφόρτισης είναι συνήθως μεταξύ περίπου 2,5 V και 3,0 V. Η κανονική διακοπή του συστήματος μπορεί να ρυθμιστεί υψηλότερα για να βελτιωθεί η διαθεσιμότητα ρεύματος, η απόδοση σε ψυχρή θερμοκρασία ή η διάρκεια ζωής.

Μπορεί κάθε NMC BMS να χρησιμοποιεί ρύθμιση υπέρτασης 4,25 V;

Όχι. Το όριο υπέρτασης πρέπει να συντονιστεί με την επιτρεπόμενη μέγιστη τάση της επιλεγμένης κυψέλης, την ανοχή του φορτιστή, την ακρίβεια BMS και τον χρόνο απόκρισης προστασίας.

Γιατί πέφτει η τάση του στοιχείου κατά την επιτάχυνση ή άλλο φορτίο αιχμής;

Το ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση της κυψέλης και του πακέτου παράγει μια στιγμιαία πτώση τάσης. Η κρύα θερμοκρασία, το χαμηλό SOC, η γήρανση και η αντίσταση σύνδεσης μπορούν να αυξήσουν αυτή τη χαλάρωση.

Μπορεί η τάση από μόνη της να παρέχει ακριβή ένδειξη κατάστασης φόρτισης;

Όχι κατά την ενεργό λειτουργία. Η ακριβής εκτίμηση SoC συνδυάζει κανονικά μέτρηση κουλόμπ, τάση, θερμοκρασία, μοντέλα κυψελών και περιοδική διόρθωση OCV.

Αντικαθιστά το BMS το φορτιστή;

Όχι. Ο φορτιστής πρέπει να παρέχει το σωστό προφίλ CC/CV και τον τερματισμό φόρτισης. Το BMS παρακολουθεί τα κύτταρα και παρέχει ανεξάρτητη προστασία από μη φυσιολογικές συνθήκες.

Σύναψη

Η διαχείριση της τάσης θήκης-κυψέλης NMC θα πρέπει να ξεκινά με το εγκεκριμένο φύλλο δεδομένων της επιλεγμένης κυψέλης — όχι ένα καθολικό σύνολο τιμών Διαδικτύου.

Τιμές όπως η ονομαστική τάση 3,6 V έως 3,7 V, η τάση φόρτισης 4,20 V και η τάση τέλους εκφόρτισης 2,5 V έως 3,0 V είναι χρήσιμα σημεία αναφοράς, αλλά δεν καθορίζουν αυτόματα τις σωστές ρυθμίσεις για κάθε κυψέλη θήκης NMC.

Ένα αξιόπιστο πακέτο μπαταριών συντονίζει τις προδιαγραφές κυψελών, τον έλεγχο φορτιστή, την προστασία BMS, τη διαχείριση θερμοκρασίας, τη δοκιμή πτώσης τάσης, την εξισορρόπηση κυψελών και τη μηχανική υποστήριξη κυψελών θήκης.

Η Misen προμηθεύει κυψέλες θήκης NMC και υποστηρίζει επιλογή κυψέλης, αναθεώρηση προδιαγραφών, αντιστοίχιση BMS και ανάπτυξη προσαρμοσμένης μονάδας μπαταρίας. Στείλτε μας την απαιτούμενη τάση συσκευασίας, χωρητικότητα, συνεχές και ρεύμα αιχμής, θερμοκρασία λειτουργίας και διαθέσιμες διαστάσεις εγκατάστασης για να ξεκινήσει η διαδικασία επιλογής κυψέλης.

Η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και η ευελιξία των συντελεστών μορφής του Η κυψέλη θήκης NMC την καθιστά κορυφαία επιλογή για ηλεκτρικά οχήματα και εφαρμογές υψηλής αποστράγγισης. Αυτά τα πλεονεκτήματα απαιτούν ασυμβίβαστη ακρίβεια στη διαχείριση της τάσης. Η εσφαλμένη ερμηνεία των προδιαγραφών τάσης οδηγεί σε σοβαρές συνέπειες στο κατάστημα και στο χωράφι. Η παράβλεψη της πτώσης τάσης υπό βαρύ φορτίο προκαλεί λανθασμένους τερματισμούς λειτουργίας του συστήματος. Η παρανόηση της τάσης ηρεμίας προκαλεί ανακριβείς μετρήσεις χωρητικότητας. Η εσφαλμένη διαμόρφωση των ορίων αποκοπής οδηγεί σε επιταχυνόμενη υποβάθμιση των κυττάρων, μηχανική διόγκωση ή καταστροφική θερμική διαφυγή.

Για τη μετάβαση από την επιλογή κυψέλης στη συναρμολόγηση ασφαλούς συσκευασίας, οι ομάδες μηχανικών πρέπει να ευθυγραμμίσουν τις ονομαστικές, μέγιστες τάσεις και τάσεις αποκοπής με τις ακριβείς παραμέτρους του Συστήματος Διαχείρισης Μπαταριών (BMS). Αυτός ο οδηγός αναλύει τα κρίσιμα όρια τάσης, τις δυναμικές συμπεριφορές και τις διαμορφώσεις BMS που απαιτούνται για αξιόπιστη ανάπτυξη. Θα μάθετε πώς να ορίζετε ακριβή όρια προστασίας, να ερμηνεύετε με ακρίβεια τις δυναμικές συμπεριφορές φορτίου και να διαμορφώνετε προφίλ φόρτισης που εξισορροπούν τη μέγιστη χωρητικότητα με τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.

Βασικά Takeaways

• Αυστηρά όρια τάσης: Η τυπική χημεία NMC λειτουργεί με ασφάλεια μέσα σε ένα άκαμπτο παράθυρο 2,5 V (απόλυτο ελάχιστο) έως 4,2 V (απόλυτο μέγιστο). Η υπέρβαση αυτών των ορίων προκαλεί μη αναστρέψιμη χημική αποδόμηση.

• Θέματα δυναμικού φορτίου: Η πτώση τάσης κατά τη διάρκεια του Wide Open Throttle (WOT) ή της έλξης υψηλού ρεύματος πρέπει να συνυπολογιστεί στην προστασία υπό τάση BMS για να αποφευχθεί η ενόχληση ενεργοποίησης, διατηρώντας παράλληλα την ασφάλεια του στοιχείου.

• Τάση ηρεμίας έναντι ενεργού: Η τάση του τερματικού θα είναι τεχνητά υψηλή αμέσως μετά τη φόρτιση (επιφανειακή φόρτιση) και απαιτεί μια περίοδο καθίζησης για να αντικατοπτρίζει την πραγματική τάση ανοιχτού κυκλώματος (OCV).

• Το BMS δεν είναι διαπραγματεύσιμο: Ένα σωστά διαμορφωμένο BMS που χρησιμοποιεί προφίλ σταθερού ρεύματος/σταθερής τάσης (CC/CV) και ακριβή προστασία υπέρτασης/υπό τάση (OVP/UVP) είναι υποχρεωτικό για τη βελτιστοποίηση του κύκλου ζωής και τη συμμόρφωση με την ασφάλεια σε όλες τις χημικές ουσίες λιθίου.

• Ανταλλαγές στη διάρκεια ζωής κύκλου: Ο περιορισμός της μέγιστης τάσης φόρτισης στα 4,05 V–4,1 V αντί για το μέγιστο των 4,2 V μπορεί να αυξήσει εκθετικά τη διάρκεια ζωής ενός κυττάρου θήκης NMC, θυσιάζοντας τη μικρή χωρητικότητα κορυφαίου άκρου για μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.

Η βασική γραμμή: Κατανόηση των παραμέτρων τάσης κυψέλης θήκης NMC

Ονομαστική τάση (3,6V – 3,7V) και Διαμόρφωση πακέτου Μαθηματικά

Η ονομαστική τάση αντιπροσωπεύει τη μέση τάση λειτουργίας κατά τη διάρκεια ενός τυπικού κύκλου εκφόρτισης. Για την τυπική χημεία NMC (Nickel Manganese Cobalt), αυτή η τιμή κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 3,6V και 3,7V. Προσδιορίζουμε αυτόν τον αριθμό εκφορτίζοντας ένα πλήρως φορτισμένο στοιχείο με μέτριο ρυθμό, συνήθως 0,2C έως 0,5C, και υπολογίζοντας τη διάμεση τάση σε ολόκληρη την καμπύλη εκφόρτισης. Αυτή η μέτρηση χρησιμεύει ως η βασική γραμμή βάσης για όλους τους υπολογισμούς ενέργειας στον πάγκο.

Χρησιμοποιείτε την ονομαστική τάση για να υπολογίσετε τη συνολική ενέργεια του πακέτου σε Watt-hours (Wh). Πολλαπλασιάζοντας την ονομαστική τάση με την χωρητικότητα της κυψέλης σε Αμπερώρες (Ah) προκύπτει η συνολική ενέργεια. Κατά την κατασκευή μπαταριών, κλιμακώνετε αυτήν την ονομαστική τάση συνδέοντας κυψέλες σε σειρά (S) και παράλληλες (P). Τα μαθηματικά υπαγορεύουν την τελική αρχιτεκτονική συστήματος και την επιλογή εξαρτημάτων.

Ας δούμε πώς αυτό κλιμακώνεται στο επίπεδο της συσκευασίας. Μια διαμόρφωση 14S (14 κελιά σε σειρά) αποδίδει μια ονομαστική τάση περίπου 50,4 V (14 x 3,6 V). Πλήρως φορτισμένο, αυτό το πακέτο φτάνει τα 58,8 V (14 x 4,2 V). Μια διαμόρφωση 16S ωθεί την ονομαστική τάση στα 57,6 V, με μέγιστη τάση φόρτισης 67,2 V. Πρέπει να σχεδιάσετε ελεγκτές κινητήρα, μετατροπείς και κυκλώματα προφόρτισης για να χειριστείτε ολόκληρη αυτή τη σάρωση τάσης, όχι μόνο την ονομαστική ονομαστική τιμή. Εάν το μέγεθος των επαφών σας βασίζεται μόνο στην ονομαστική τιμή των 50,4 V, κινδυνεύετε να κλείσετε τις επαφές όταν η συσκευασία φορτιστεί πλήρως στα 58,8 V.

Μέγιστη τάση φόρτισης (4,2 V), Όρια ανοχής και τάση ηρεμίας

Η απόλυτη μέγιστη τάση ακροδεκτών για μια τυπική κυψέλη NMC είναι 4,20 V. Οι ανοχές κατασκευής επιτρέπουν γενικά μια αυστηρή απόκλιση ± 0,05 V ανά κυψέλη. Η ώθηση τάσης πέρα ​​από αυτό το σκληρό όριο πυροδοτεί άμεση και μη αναστρέψιμη χημική διάσπαση στην αρχιτεκτονική της κυψέλης. Δεν μπορείτε να βασιστείτε μόνο στην οθόνη του φορτιστή. πρέπει να επαληθεύσετε την τάση ακροδεκτών στις γλωττίδες των κυψελών χρησιμοποιώντας ένα βαθμονομημένο πολύμετρο κατά την αρχική φάση εξισορρόπησης του πακέτου.

Το επιφανειακό φορτίο δημιουργεί ένα προσωρινό φαινόμενο τάσης ηρεμίας. Αμέσως μετά την ολοκλήρωση ενός κύκλου φόρτισης, η τάση του ακροδέκτη εμφανίζεται τεχνητά υψηλή. Η εσωτερική χημεία απαιτεί μια περίοδο καθίζησης, συχνά αρκετές ώρες, για να φτάσει σε ισορροπία. Μόνο μετά από αυτή τη φάση ηρεμίας ένα πολύμετρο θα αντανακλά την πραγματική τάση ανοιχτού κυκλώματος (OCV). Η βαθμονόμηση του BMS σας με βάση την τάση άμεσης μετά τη φόρτιση οδηγεί σε ανακριβείς εκτιμήσεις κατάστασης φόρτισης (SoC) και σε πρώιμους ενεργοποιητές εξισορρόπησης.

Η υπερχρέωση εγκυμονεί σοβαρούς κινδύνους εφαρμογής. Η υπέρβαση των 4,2 V προκαλεί επιμετάλλωση λιθίου στην άνοδο. Ο ηλεκτρολύτης αρχίζει να οξειδώνεται, δημιουργώντας αέριο. Επειδή οι κυψέλες σακουλών δεν διαθέτουν άκαμπτο κυλινδρικό περίβλημα, αυτή η παραγωγή αερίου οδηγεί απευθείας σε μηχανική διόγκωση. Οι διογκωμένες κυψέλες ασκούν πίεση σε γειτονικές κυψέλες, διακυβεύοντας τη δομική ακεραιότητα ολόκληρης της μονάδας και δυνητικά θραύοντας τη θήκη από πολυστρωματικό αλουμίνιο.

Οι μηχανικοί αντιμετωπίζουν μια ξεχωριστή διάσταση αξιολόγησης όσον αφορά τα μέγιστα όρια φόρτισης. Η φόρτιση στα 4,2 V εξάγει το 100% της ονομαστικής χωρητικότητας, αλλά τονίζει την εσωτερική χημεία. Ο περιορισμός της φόρτισης στα 4,0 V ή 4,1 V καταγράφει περίπου το 80% έως 90% της χωρητικότητας. Αυτή η ελαφρά μείωση της εμβέλειας μειώνει δραστικά τη μηχανική καταπόνηση και επεκτείνει τη συνολική διάρκεια ζωής του κύκλου του πακέτου. Για εφαρμογές σταθερής αποθήκευσης, αυτή η αντιστάθμιση αξίζει σχεδόν πάντα.

Τάση διακοπής εκφόρτισης (2,5V – 2,8V)

Η τάση διακοπής εκφόρτισης σηματοδοτεί το απόλυτο κατώτερο όριο λειτουργίας. Σε αυτό το όριο, το κελί θεωρείται πλήρως εξαντλημένο, φτάνοντας το 0% Κατάσταση Φόρτισης. Για τη χημεία NMC, οι κατασκευαστές ορίζουν συνήθως αυτό το όριο μεταξύ 2,5V και 2,8V υπό φορτίο. Η εξαγωγή ενέργειας κάτω από αυτό το σημείο παρέχει αμελητέο πρόσθετο χρόνο λειτουργίας, αλλά εισάγει τεράστιους χημικούς κινδύνους.

Η καμπύλη εκφόρτισης διαθέτει ένα διακριτό «γόνατο» γύρω στα 3,2 V. Κάτω από αυτό το σημείο, η τάση πέφτει από έναν γκρεμό. Δεν υπάρχει ουσιαστικά καμία χρησιμοποιήσιμη ενέργεια μεταξύ 3,0V και 2,5V. Η ώθηση του κυττάρου σε αυτή τη ζώνη βαθιάς εκκένωσης είναι επικίνδυνη και αντιπαραγωγική.

Η βαθιά εκφόρτιση κάτω από 2,5 V ξεκινά τη διάλυση του χαλκού. Ο συλλέκτης ρεύματος χαλκού στην άνοδο αρχίζει να διασπάται και να διαλύεται στον ηλεκτρολύτη. Όταν στη συνέχεια επαναφορτίσετε το κύτταρο, αυτά τα διαλυμένα ιόντα χαλκού καθιζάνουν έξω. Σχηματίζουν μεταλλικούς δενδρίτες που τρυπούν τον διαχωριστή.

Αυτό δημιουργεί εσωτερικά βραχυκυκλώματα. Ένα κύτταρο που έχει καταστραφεί από βαθιά εκκένωση μπορεί να φαίνεται ότι λειτουργεί κανονικά για αρκετούς κύκλους πριν αποτύχει ξαφνικά. Η μόνιμη απώλεια χωρητικότητας είναι εγγυημένη. Για να αποφευχθεί αυτό, οι σχεδιαστές συστημάτων πρέπει να επιβάλλουν αυστηρές αποκοπές χαμηλής τάσης τόσο σε επίπεδο υλικού όσο και σε επίπεδο λογισμικού, διασφαλίζοντας ότι το BMS αποσυνδέει φυσικά το φορτίο πριν οι κυψέλες φτάσουν αυτό το κρίσιμο όριο.

Δυναμική συμπεριφορά τάσης σε κυψέλες θήκης NMC

Βύθιση τάσης υπό φορτίο (WOT και σενάρια υψηλής αποστράγγισης)

Η εσωτερική αντίσταση (IR) προκαλεί ένα φαινόμενο γνωστό ως πτώση τάσης κατά τη διάρκεια συμβάντων εκφόρτισης υψηλού ρεύματος. Όταν ένας χειριστής ηλεκτρικού οχήματος απαιτεί Wide Open Throttle (WOT), ο κινητήρας τραβάει τεράστια ένταση ρεύματος από τη μπαταρία. Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, αυτό το υψηλό ρεύμα που πολλαπλασιάζεται έναντι της εσωτερικής αντίστασης του στοιχείου έχει ως αποτέλεσμα μια άμεση πτώση τάσης στους ακροδέκτες.

Πρέπει να ποσοτικοποιήσετε την αποδεκτή πτώση για να σχεδιάσετε ένα ισχυρό σύστημα. Ας δούμε έναν πρακτικό υπολογισμό. Εάν ένα στοιχείο έχει 2 milliohm (0,002 ohms) εσωτερικής αντίστασης και τραβάτε 100 amp, η πτώση τάσης είναι V = I * R = 100 * 0,002 = 0,2 V. Κατά τη διάρκεια ενός συμβάντος WOT, μια προσωρινή πτώση 0,2 V σε 0,4 V ανά κυψέλη είναι εντελώς τυπική. Το ακριβές μέγεθος εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον συγκεκριμένο απαιτούμενο ρυθμό C και την εσωτερική αντίσταση DC (DCIR) της κυψέλης. Κυψέλες υψηλής απόδοσης με παχύτερες γλωττίδες και βελτιστοποιημένη χημεία παρουσιάζουν μικρότερη πτώση.

Αυτό δημιουργεί ένα περίπλοκο πρόβλημα πλαισίωσης για τον προγραμματισμό BMS. Το σύστημα πρέπει να κάνει διάκριση μεταξύ μιας πραγματικά εξαντλημένης κυψέλης και μιας προσωρινής πτώσης τάσης υπό βαρύ φορτίο. Εάν το BMS βασίζεται σε μια σκληρή, στιγμιαία διακοπή τάσης, ένα συμβάν WOT στο 30% SoC μπορεί να σύρει την τάση τερματικού κάτω από τα 2,8 V. Αυτό προκαλεί ένα πρόωρο και επικίνδυνο κλείσιμο του συστήματος κατά την οδήγηση. Πρέπει να εφαρμόσετε όρια προστασίας με χρονική καθυστέρηση για να διαχειριστείτε αυτήν τη δυναμική συμπεριφορά.

Καμπύλη κατάστασης φόρτισης (SoC) έναντι τάσης ανοιχτού κυκλώματος (OCV).

Η χημεία NMC παρουσιάζει μια ξεχωριστή, μη γραμμική καμπύλη εκφόρτισης. Αυτή η ευρεία, κεκλιμένη καμπύλη έρχεται σε έντονη αντίθεση με το εξαιρετικά επίπεδο προφίλ εκφόρτισης των μπαταριών LiFePO4. Η κλίση της καμπύλης NMC καθιστά ευκολότερο τον υπολογισμό της υπολειπόμενης χωρητικότητας με βάση μόνο την τάση, αλλά μόνο υπό αυστηρές συνθήκες ηρεμίας.

Η καμπύλη διαθέτει μια μακρά περιοχή οροπεδίου μεταξύ περίπου 3,9V και 3,4V. Μέσα σε αυτό το παράθυρο, η τάση πέφτει αργά και σταθερά καθώς η κυψέλη αποφορτίζεται. Στο επάνω άκρο (4,2V έως 3,9V) και στο κάτω άκρο (3,4V έως 2,8V), η πτώση τάσης είναι απότομη και γρήγορη. Αυτή η μη γραμμική συμπεριφορά περιπλέκει την παρακολούθηση χωρητικότητας σε πραγματικό χρόνο.

Κατά προσέγγιση κατάσταση φόρτισης (SoC)	ανοικτού κυκλώματος ηρεμίας (OCV)	Φάση καμπύλης εκφόρτισης
100%	4,20V	Απότομη πτώση
80%	3,95 V	Μπαίνοντας στο Οροπέδιο
50%	3,70V	Mid-Plateau (Ονομαστική)
20%	3,45 V	Έξοδος από το Οροπέδιο
0%	2,80V - 3,00V	Απότομη πτώση (Αποκοπή)

Το να βασιζόμαστε αποκλειστικά στην τάση για την εκτίμηση του SoC παραμένει ανεπαρκές για τα ενεργά κύτταρα NMC. Επειδή η τάση πέφτει υπό φορτίο και αναπηδά κατά τη διάρκεια της ανάπαυσης, ένας απλός πίνακας αναζήτησης τάσης θα εμφανίζει έντονες διακυμάνσεις κατά τη λειτουργία. Πρέπει να χρησιμοποιήσετε την καταμέτρηση coulomb μέσα στο BMS. Η καταμέτρηση Coulomb μετρά το ακριβές ρεύμα που ρέει μέσα και έξω από το πακέτο, ενσωματώνοντας αυτά τα δεδομένα με την πάροδο του χρόνου για να παρέχει ένα εξαιρετικά ακριβές, σταθερό ποσοστό SoC.

Αξιολόγηση επιλογών υψηλής απόδοσης: Προδιαγραφές κυψελών θήκης Farasis P76D

Αξιολογήσεις χωρητικότητας και τάσης

Αναλύοντας το Οι προδιαγραφές κυψελών θήκης Farasis P76D παρέχουν ένα σαφές σημείο αναφοράς για την τεχνολογία NMC υψηλής χωρητικότητας. Αυτή η συγκεκριμένη κυψέλη παρέχει σημαντική χωρητικότητα 76 Ah, καθιστώντας την ιδανική για σχέδια δομοστοιχείων με πυκνή ενέργεια. Οι παράμετροι τάσης ευθυγραμμίζονται με τα κορυφαία πρότυπα χημείας NMC.

Η ονομαστική τάση βρίσκεται στα 3,7 V, υποδεικνύοντας μια ισχυρή περιοχή οροπέδιο κατά την εκφόρτιση. Το συνιστώμενο όριο φόρτισης περιορίζεται αυστηρά στα 4,2 V, ενώ το τυπικό όριο αποφόρτισης ορίζεται στα 2,75 V. Αυτές οι αξιολογήσεις αποδίδουν εξαιρετικές μετρήσεις ενεργειακής πυκνότητας, επιτρέποντας στους μηχανικούς να συσκευάζουν μέγιστες κιλοβατώρες σε περιορισμένα φυσικά αποτυπώματα. Οι φαρδιές γλωττίδες σε αυτές τις κυψέλες είναι ειδικά σχεδιασμένες για να χειρίζονται υψηλά ρεύματα συνεχούς εκφόρτισης, ελαχιστοποιώντας την τοπική θέρμανση.

Καταλληλότητα εφαρμογής και επεκτασιμότητα

Τα θερμικά χαρακτηριστικά και οι δυνατότητες εκφόρτισης του Farasis P76D ευθυγραμμίζονται απόλυτα με τα κριτήρια επιτυχίας σε συστήματα μετάδοσης κίνησης EV και απαιτητικές εφαρμογές αποθήκευσης ενέργειας. Η υψηλή χωρητικότητα ανά στοιχείο μειώνει τον αριθμό των παράλληλων συνδέσεων που απαιτούνται σε ένα πακέτο. Αυτό απλοποιεί την αρχιτεκτονική του ζυγού, μειώνει τον αριθμό των απαιτούμενων συγκολλήσεων λέιζερ και εξαλείφει πιθανά σημεία αστοχίας.

Ωστόσο, η χρήση κυψελών θήκης μεγάλου μεγέθους εισάγει συγκεκριμένους μηχανικούς περιορισμούς. Τα κύτταρα του σάκου διαστέλλονται και συστέλλονται φυσικά κατά τη διάρκεια των κανονικών κύκλων φόρτισης και εκφόρτισης. Πρέπει να τοποθετήσετε κατασκευασμένες πλάκες συμπίεσης και επιθέματα αφρού μέσα στο περίβλημα της μονάδας. Η σωστή μηχανική συμπίεση διαχειρίζεται αυτή την κανονική διαστολή, αποτρέπει την αποκόλληση των εσωτερικών στρωμάτων και διατηρεί τη βέλτιστη επαφή μεταξύ των ηλεκτροδίων και του διαχωριστή. Χωρίς επαρκή συμπίεση, η εσωτερική αντίσταση θα ανεβαίνει σταθερά καθώς τα κύτταρα γερνούν.

Διαμόρφωση BMS για NMC Pouch Cells

Ρυθμίσεις προστασίας από υπέρταση (OVP) και προστασία από υπέρταση (UVP)

Ο καθορισμός ακριβών σημείων ρύθμισης BMS είναι μια κρίσιμη προσέγγιση λύσης για τη χημεία NMC. Δεν μπορείτε να βασιστείτε στις προεπιλεγμένες εργοστασιακές ρυθμίσεις. πρέπει να προσαρμόσετε τα όρια στο συγκεκριμένο φύλλο δεδομένων κυψέλης. Η σωστή διαμόρφωση χρησιμοποιεί μια κλιμακωτή προσέγγιση, χρησιμοποιώντας τόσο επίπεδα συναγερμού όσο και επίπεδα σκληρής αποσύνδεσης.

1. Όριο ειδοποίησης OVP: Ρυθμίστε σε ~4,15 V. Το BMS ενεργοποιεί μια προειδοποίηση και μπορεί να ξεκινήσει την εξισορρόπηση ή να ζητήσει μείωση του ρεύματος φόρτισης από το φορτιστή μέσω του διαύλου CAN.

2. Όριο αποσύνδεσης OVP: Ρυθμίστε αυστηρά στα 4,25 V. Το BMS ανοίγει τον επαφέα, κόβοντας φυσικά το ρεύμα φόρτισης για να αποτρέψει την καταστροφική υπερφόρτιση.

3. Όριο ειδοποίησης UVP: Ρυθμίστε σε ~3,0V. Το σύστημα προειδοποιεί τον χρήστη για χαμηλή χωρητικότητα και μπορεί να περιορίσει τη ροπή του κινητήρα για να περιορίσει την έλξη ρεύματος.

4. Όριο αποσύνδεσης UVP: Ρυθμίστε μεταξύ 2,7V και 2,8V. Το BMS κλείνει εντελώς τη διαδρομή εκφόρτισης για να αποτρέψει τη διάλυση του χαλκού.

Πρέπει να διαμορφώσετε χρονοδιακόπτες καθυστέρησης για αυτές τις ρυθμίσεις UVP. Μια τυπική καθυστέρηση 2 έως 5 δευτερολέπτων αποτρέπει την παροδική πτώση τάσης κατά τη διάρκεια συμβάντων WOT από το να προκαλέσει ενοχλητική αποσύνδεση. Εάν η τάση πέσει κάτω από 2,7 V για μόνο 500 χιλιοστά του δευτερολέπτου κατά τη διάρκεια της έντονης επιτάχυνσης, ο χρονοδιακόπτης αποτρέπει τη διακοπή λειτουργίας. Εάν η τάση παραμείνει κάτω από 2,7 V για ολόκληρα 3 δευτερόλεπτα, το BMS αναγνωρίζει μια πραγματικά εξαντλημένη κυψέλη και ανοίγει τον επαφέα.

Στρατηγικές εξισορρόπησης κυττάρων

Η εξισορρόπηση κυψέλης διασφαλίζει ότι όλα τα κελιά σε μια σειρά σειράς φτάνουν στο μέγιστο φορτίο ταυτόχρονα. Χωρίς εξισορρόπηση, το στοιχείο με τη χαμηλότερη χωρητικότητα υπαγορεύει τη χρησιμοποιήσιμη ενέργεια ολόκληρου του πακέτου. Πρέπει να επιλέξετε μεταξύ ενεργητικής και παθητικής στρατηγικής εξισορρόπησης με βάση το μέγεθος της συσκευασίας και την εφαρμογή.

Η παθητική εξισορρόπηση αφαιρεί την υπερβολική τάση από τις κυψέλες με το υψηλότερο φορτίο δρομολογώντας το ρεύμα μέσω αντιστάσεων παράκαμψης, διαχέοντας την ενέργεια ως θερμότητα. Για ταιριαστές, υψηλής ποιότητας θήκες NMC, η παθητική εξισορρόπηση είναι συνήθως επαρκής. Το ρεύμα εξισορρόπησης είναι συνήθως μικρό και κυμαίνεται από 50mA έως 200mA. Λάβετε υπόψη ότι μια αντίσταση εξαέρωσης 50 mA θα χρειαστούν μέρες για να εξισορροπήσει μια κυψέλη 76 Ah που δεν ισορροπεί σοβαρά, γι' αυτό η αρχική εξισορρόπηση της κορυφής στον πάγκο είναι κρίσιμη πριν από τη συναρμολόγηση της τελικής συσκευασίας.

Το BMS πρέπει να ξεκινήσει την παθητική εξισορρόπηση μόνο κοντά στην κορυφή του κύκλου φόρτισης, συνήθως πάνω από 4,0 V ανά κυψέλη. Η προσπάθεια εξισορρόπησης κυψελών κατά τη διάρκεια του επίπεδου τμήματος της καμπύλης εκφόρτισης (περίπου 3,6 V) είναι εξαιρετικά επικίνδυνη. Επειδή οι διαφορές τάσης στην περιοχή του οροπεδίου είναι ελάχιστες, το BMS μπορεί να ερμηνεύσει εσφαλμένα τις μικρές διακυμάνσεις στην εσωτερική αντίσταση ως ανισορροπίες χωρητικότητας, οδηγώντας σε λανθασμένες και αντιπαραγωγικές ενέργειες εξισορρόπησης.

Αντιστάθμιση θερμοκρασίας και θερμικά όρια

Τα κατώφλια τάσης δεν είναι στατικά. πρέπει να ρυθμίζονται δυναμικά με βάση τις θερμοκρασίες περιβάλλοντος και εσωτερικών κυψελών. Ένα ισχυρό BMS χρησιμοποιεί πολλαπλά θερμίστορ τοποθετημένα απευθείας στις γλωττίδες των κυψελών και στα σώματα της θήκης για την παρακολούθηση θερμικών δεδομένων σε πραγματικό χρόνο. Η τοποθέτηση θερμίστορ στους διαύλους παρέχει τον ταχύτερο χρόνο απόκρισης για την ανίχνευση θέρμανσης υψηλού ρεύματος.

Η φόρτιση κυψελών NMC σε ή κάτω από το μηδέν (0°C) παρουσιάζει σοβαρό κίνδυνο εφαρμογής. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, η παρεμβολή ιόντων λιθίου στην άνοδο γραφίτη επιβραδύνεται δραστικά. Εάν εφαρμόσετε τυπικά ρεύματα φόρτισης σε θερμοκρασίες κατάψυξης, τα ιόντα λιθίου δεν μπορούν να διεισδύσουν στην άνοδο αρκετά γρήγορα. Συσσωρεύονται στην επιφάνεια, προκαλώντας μόνιμη επιμετάλλωση λιθίου.

Για να αποφευχθεί αυτό, το BMS πρέπει να επιβάλλει αυστηρά θερμικά όρια. Κάτω από τους 5°C, το BMS θα πρέπει να μειώνει σημαντικά το επιτρεπόμενο ρεύμα φόρτισης. Σε ή κάτω από τους 0°C, το BMS πρέπει να απενεργοποιήσει πλήρως το ρεύμα φόρτισης, ενώ εξακολουθεί να επιτρέπει την εκφόρτιση χαμηλού ρυθμού. Οι αποκοπές υψηλής θερμοκρασίας είναι εξίσου κρίσιμες. Η φόρτιση και η εκφόρτιση θα πρέπει να απενεργοποιούνται εάν οι θερμοκρασίες του στοιχείου υπερβαίνουν τους 60°C για να αποφευχθεί η θερμική διαρροή. Τα συστήματα ενεργού υγρού ψύξης θα πρέπει να είναι ενσωματωμένα στο BMS για να διατηρείται η συσκευασία εντός του βέλτιστου παραθύρου 20°C έως 35°C.

Προφίλ φόρτισης και βελτιστοποίηση κύκλου ζωής

Ο κύκλος σταθερού ρεύματος / σταθερής τάσης (CC/CV).

Τα πακέτα NMC υψηλού επιπέδου απαιτούν αυστηρό προφίλ φόρτισης σταθερού ρεύματος / σταθερής τάσης (CC/CV). Αυτή η διαδικασία δύο σταδίων εξασφαλίζει ασφαλή, πλήρη φόρτιση χωρίς υπέρβαση των μέγιστων ορίων τάσης. Πρέπει να προγραμματίσετε το υλικό φόρτισης ώστε να ακολουθεί αυτή ακριβώς τη σειρά.

Κατά το στάδιο μαζικής μεταφοράς (CC), ο φορτιστής παρέχει σταθερό, μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα στο πακέτο μπαταριών. Η τάση αυξάνεται σταθερά καθώς το πακέτο απορροφά ενέργεια. Αυτό το στάδιο συνεχίζεται έως ότου το υψηλότερο στοιχείο στο πακέτο φτάσει την τάση απορρόφησης στόχου, συνήθως 4,2 V. Η φάση CC αποδίδει περίπου το 80% έως 90% της συνολικής φόρτισης. Οι κυψέλες με υψηλότερη εσωτερική αντίσταση θα φτάσουν αυτό το όριο τάσης νωρίτερα, μεταφέροντας πρόωρα τον φορτιστή στην επόμενη φάση.

Μόλις χτυπηθεί η τάση στόχος, ο φορτιστής μεταβαίνει στο Στάδιο Απορρόφησης (CV). Ο φορτιστής διατηρεί την τάση απόλυτα σταθερή στα 4,2 V. Καθώς το στοιχείο φθάνει σε πλήρη κορεσμό, η εσωτερική του αντίσταση ωθεί προς τα πίσω, με αποτέλεσμα το αποδεκτό ρεύμα να μειώνεται φυσικά. Ο τερματισμός της φόρτισης με βάση αυτό το τρέχον κωνικό είναι κρίσιμο. Ο κύκλος φόρτισης θα πρέπει να τερματίζεται εντελώς όταν το ρεύμα πέσει σε ένα προκαθορισμένο όριο, συνήθως 0,05 C. Η διατήρηση της κυψέλης στα 4,2 V επ' αόριστον προκαλεί μικρο-υπερφόρτιση και ταχεία υποβάθμιση.

Συνολικοί παράγοντες που επηρεάζουν την αξία: Χωρητικότητα έναντι μακροζωίας

Η ρύθμιση της τάσης φόρτισης στόχου απαιτεί ένα πλαίσιο απόφασης που βασίζεται στους συγκεκριμένους στόχους εφαρμογής σας. Πρέπει να αξιολογήσετε την αντιστάθμιση μεταξύ του απόλυτου μέγιστου εύρους και της συνολικής ενεργειακής απόδοσης διάρκειας ζωής. Τάση

στόχου φόρτισης	χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα ανά κύκλο	Εκτιμώμενη διάρκεια ζωής κύκλου	Περίπτωση κύριας χρήσης
4,20V	100%	500 - 800 Κύκλοι	Performance EVs, Drones
4,10V	~90%	1.200 - 1.500 Κύκλοι	Commuter EVs, Marine
4,05V	~80%	2.000+ Κύκλοι	Grid Storage, Solar Banks

Η φόρτιση ενός πακέτου NMC στα 4,2 V παρέχει μέγιστη άμεση εμβέλεια, αλλά πιέζει τη δομή της καθόδου, με αποτέλεσμα μικρότερη διάρκεια ζωής. Η μείωση της τάσης στόχου στα 4,05 V θυσιάζει το ανώτερο 20% της χωρητικότητας. Ωστόσο, αυτή η μείωση της χημικής καταπόνησης μπορεί εύκολα να διπλασιάσει ή να τριπλασιάσει τη συνολική διάρκεια ζωής του πακέτου. Για σταθερή αποθήκευση ή εφαρμογές όπου η ημερήσια μέγιστη εμβέλεια δεν είναι κρίσιμη, η μείωση της τάσης φόρτισης αποδίδει εξαιρετικά ανώτερη συνολική ενεργειακή απόδοση διάρκειας ζωής.

Σύναψη

Η ασφαλής και αποτελεσματική ανάπτυξη της χημείας NMC εξαρτάται από την αυστηρή τήρηση του λειτουργικού παραθύρου 2,5V–4,2V. Η πραγματική αξιοπιστία του συστήματος απαιτεί μια δυναμική διαμόρφωση BMS που να λαμβάνει ενεργά υπόψη την πτώση τάσης, τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και τους συγκεκριμένους στόχους ζωής του κύκλου. Οι παράμετροι επιλογής υλικού και λογισμικού πρέπει να λειτουργούν σε τέλειο συγχρονισμό.

Ακολουθήστε τα παρακάτω βήματα για να διασφαλίσετε τη σχεδίαση του συστήματος μπαταρίας σας:

1. Ελέγξτε τα φύλλα δεδομένων του κατασκευαστή της κυψέλης σας για να εξαγάγετε την ακριβή εσωτερική αντίσταση DC και τα μέγιστα συνεχή όρια C-rate για τις συγκεκριμένες μονάδες σας.

2. Καθορίστε τις απαιτήσεις κύκλου ζωής της εφαρμογής σας για να καθορίσετε μια σταθερή στοχευόμενη τάση φόρτισης, αποφασίζοντας μεταξύ 4,2 V για μέγιστη χωρητικότητα ή 4,05 V για εκτεταμένη διάρκεια ζωής.

3. Προγραμματίστε το BMS σας με καθυστέρηση 3 δευτερολέπτων στο όριο προστασίας υπό τάση για να αποτρέψετε την ενόχληση κατά τη διάρκεια συμβάντων επιτάχυνσης υψηλού ρεύματος.

4. Δημιουργήστε πρωτότυπο το προφίλ φόρτισης CC/CV σας υπό συνθήκες προσομοίωσης φορτίου για να επαληθεύσετε ότι ο τερματισμός φόρτισης συμβαίνει ακριβώς στην κλίση ρεύματος 0,05 C.

5. Για εξειδικευμένη μηχανική υποστήριξη σχετικά με την επιλογή κυψελών και την αρχιτεκτονική του συστήματος, επικοινωνήστε μαζί μας για να ευθυγραμμίσετε τις παραμέτρους BMS σας με το κορυφαίο υλικό.

FAQ

Ε: Ποια είναι η απόλυτη μέγιστη τάση για μια κυψέλη θήκης NMC;

Α: Η απόλυτη μέγιστη τάση ακροδεκτών είναι 4,20 V ανά στοιχείο. Η υπέρβαση αυτού του ορίου προκαλεί μη αναστρέψιμη χημική βλάβη, συμπεριλαμβανομένης της επιμετάλλωσης λιθίου, της οξείδωσης ηλεκτρολυτών, της παραγωγής αερίου και της μηχανικής διόγκωσης του σάκου.

Ε: Πόσο χαμηλά μπορείτε να αποφορτίσετε με ασφάλεια μια μπαταρία NMC πριν προκαλέσετε ζημιά;

Α: Το ασφαλές κατώτερο όριο είναι συνήθως 2,5 V έως 2,8 V υπό φορτίο. Η εκφόρτιση κάτω από 2,5 V προκαλεί τη διάλυση του συλλέκτη ρεύματος χαλκού στην άνοδο, οδηγώντας σε εσωτερικά βραχυκυκλώματα και μόνιμη απώλεια χωρητικότητας.

Ε: Πόση μέγιστη πτώση τάσης ανά κυψέλη είναι αποδεκτή κατά τη διάρκεια του Wide Open Throttle (WOT);

Α: Κατά τη διάρκεια ενός συμβάντος μεγάλου φορτίου όπως το WOT, μια προσωρινή πτώση τάσης 0,2 V έως 0,4 V ανά κυψέλη είναι φυσιολογική. Η ακριβής πτώση εξαρτάται από την εσωτερική αντίσταση του στοιχείου και τη συγκεκριμένη έλξη ρεύματος. Οι καθυστερήσεις BMS θα πρέπει να αποτρέψουν αυτή τη χαλάρωση από το να προκαλέσει τερματισμό λειτουργίας.

Ε: Γιατί η τάση τερματικού ενός στοιχείου αυξάνεται αμέσως μετά τη φόρτιση;

Α: Αυτό οφείλεται στο επιφανειακό φορτίο. Οι χημικές αντιδράσεις μέσα στην κυψέλη απαιτούν χρόνο για να φτάσουν σε ισορροπία αφού σταματήσει το ρεύμα φόρτισης. Η τάση θα σταθεροποιηθεί φυσικά στην πραγματική της τάση ανοιχτού κυκλώματος (OCV) για αρκετές ώρες.

Ε: Πώς ο περιορισμός της τάσης φόρτισης βελτιώνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας;

Α: Η φόρτιση στα 4,2 V ασκεί μέγιστη πίεση στη δομή της καθόδου. Περιορίζοντας τη μέγιστη φόρτιση στα 4,05 V ή 4,1 V, μειώνετε αυτή τη χημική και μηχανική καταπόνηση. Αυτό θυσιάζει μια μικρή ποσότητα χρησιμοποιήσιμης χωρητικότητας, αλλά μπορεί να διπλασιάσει τον συνολικό αριθμό κύκλων φόρτισης που μπορεί να αντέξει η μπαταρία.