NMC kotielemendi pinge selgitus: nimipinge, väljalülituspinge ja BMS-i sätted

NMC kottelemendid ühendavad suure energiatiheduse kerge ja ruumisäästliku vorminguga, muutes need sobivaks elektrisõidukitele, droonidele, robotitele, tööstusseadmetele, meresüsteemidele ja kohandatud akudele.

Kuid NMC kirjeldab katoodi keemiat, samas kui 'kott' kirjeldab raku vormingut. Kumbki termin üksi ei määra õigeid pingepiire. Nimipinge, maksimaalne laadimispinge, tühjenemise katkestuspinge, voolupiirangud ja temperatuuripiirangud tuleb alati kinnitada valitud elemendi heakskiidetud andmelehelt.

Paljude tavaliste NMC/grafiitelementide puhul on nimipinge ligikaudu 3,6 V kuni 3,7 V, laadimispinge sihtväärtus on tavaliselt 4,20 V ja määratud tühjenemise lõpppinge on sageli 2,5 V ja 3,0 V vahel. Need on tüüpilised väärtused – mitte universaalsed sätted iga NMC kotielemendi jaoks.

Võtmed kaasavõtmiseks

• Tüüpilise NMC kottelemendi nimipinge on ligikaudu 3,6 V kuni 3,7 V.

• Paljud standardsed NMC/grafiitelemendid kasutavad 4,20 V CC/CV laadimisprofiili, kuid täpne piirmäär peab tulema elemendi andmelehelt.

• Määratud tühjenemise piirväärtus jääb tavaliselt vahemikku 2,5 V kuni 3,0 V, sõltuvalt elemendi konstruktsioonist ja katsetingimustest.

• BMS-i kaitseläved on hädakaitse piirid, mitte tavalised tööeesmärgid.

• Elementide pinge koormusel on sisemise ja ühendustakistuse tõttu madalam kui avatud vooluahela pinge.

• Ainuüksi pingest ei piisa täpseks laadimisseisundi hindamiseks töö ajal.

• Ülemise laadimispinge alandamine või töötava SOC akna kitsendamine võib pikendada kasutusiga, kuid tulemus on elemendi- ja rakendusespetsiifiline.

Tüüpilised NMC kottielemendi pinge parameetrid

Järgmised väärtused on kasulikud süsteemi esialgseks planeerimiseks, kuid need ei tohiks asendada tootja andmelehte.

Parameeter	Tüüpiline võrdlusvahemik	Tehniline kasutus
Nimipinge	3,6 V–3,7 V	Pakendi pinge ja energia eelarvutused
Laadimispinge sihtmärk	Tavaliselt 4,20 V	Laadija CC/CV seadistus
Tühjenemise lõpu pinge	Tavaliselt 2,5–3,0 V	Võimsuse test ja alumine tööpiir
Kõrge raku hoiatus	Rakendusepõhine	Laadimisvoolu vähendamine või kasutaja hoiatus
Elementide ülepingekaitse	Andmelehe- ja tolerantsipõhine	Avariilaadimise katkestamine
Madala raku hoiatus	Rakendusepõhine	Toite vähenemise või aku tühjenemise hoiatus
Elementide alapingekaitse	Andmelehe- ja koormusepõhine	Hädalahenduse katkestamine

Mõned NMC-elemendid kasutavad pingepiiranguid väljaspool neid tüüpilisi väärtusi. Kõrgepingeelementide konstruktsioonidele, jõuelementidele ja energiaelementidele võivad nõuded olla erinevad isegi siis, kui neil on sama nimivõimsus.

Mida tähendab nimipinge?

Nimipinge on tüüpiline keskmine tööpinge, mida kasutatakse elemendi tuvastamiseks, paketi arvutamiseks ja energia hindamiseks. See ei ole pinge, mida element säilitab kogu tühjendustsükli vältel.

Täielikult laetud tavaline NMC-element võib alata 4,20 V lähedal ja seejärel energia eemaldamisel järk-järgult väheneda. Mõõdetud pinget mõjutavad:

• Laetav olek

• Laadimis- või tühjendusvool

• Raku temperatuur

• Rakkude resistentsus

• Rakkude vanus ja tervislik seisund

• Puhkeaeg pärast laadimist või tühjendamist

Esialgseks energiaarvutuseks:

Elementide energia (Wh) ≈ nimipinge (V) × võimsus (Ah)

Näiteks 3,7 V pingega 76 Ah elemendi hinnanguline nimienergia on:

3,7 V × 76 Ah = 281,2 Wh

See on nominaalne arvutus. Tegelik kasutatav energia sõltub kogu pingekõverast, voolust, temperatuurist ning süsteemi pinge ülemisest ja alumisest piirist.

Paki pinge arvutamine

Jadamisi ühendatud elemendid suurendavad pinget. Paralleelselt ühendatud rakud suurendavad võimsust ja vooluvõimet.

Kui lahtri andmelehel on määratud:

• Nimipinge: 3,7V

• Laadimispinge piirang: 4,20V

• Tühjenemise lõpppinge: 2,75V

14S pakendil oleks:

• Paki nimipinge: 14 × 3,7 V = 51,8 V

• Maksimaalne laadimispinge: 14 × 4,20 V = 58,8 V

• Andmelehepõhine tühjenemise lõpu pinge: 14 × 2,75 V = 38,5 V

Lõppseade peab töötama õigesti kogu pakettpinge vahemikus – mitte ainult reklaamitud nimipingel.

Mootorikontrollereid, invertereid, alalis-/alalisvoolumuundureid, kontaktoreid, kaitsmeid, kondensaatoreid ja eellaadimisahelaid tuleks kontrollida maksimaalse paketi pinge suhtes. Alumine tööpiir peaks arvestama ka pinge langust tippvoolu nõudluse ajal.

Maksimaalne laadimispinge ja CC/CV laadimine

Paljud tavalised NMC kottelemendid kasutavad 4,20 V konstantse voolu/konstantse pinge laadimisprofiili.

Püsivoolufaasis annab laadija lubatud laadimisvoolu, samal ajal kui elemendi pinge tõuseb. Kui pakk jõuab laadija pinge sihttasemeni, läheb laadimine konstantse pinge faasi.

Konstantse pinge etapis hoiab laadija sihtpinget, samal ajal kui laadimisvool järk-järgult väheneb. Laadimine peaks lõppema, kui vool saavutab elemendi tootja määratud väärtuse või kui on täidetud mõni muu heakskiidetud lõpetamise tingimus.

Täpne laadimisprofiil peab määratlema:

• Maksimaalne laadimisvool

• Maksimaalne elemendi ja paketi pinge

• Püsipinge sihtmärk

• Laadimis-lõpetusvool

• Maksimaalne laadimisaeg

• Lubatud laadimistemperatuuri vahemik

• Laadimis- või taastamistingimused

BMS-i ei tohiks kasutada tavalise laadimiskontrollerina. Laadija peab pinget ja voolu õigesti reguleerima, samas kui BMS pakub sõltumatut kaitset, kui laadija või süsteemi juhtimine ebaõnnestub.

Kas 4,20 V on iga NMC elemendi absoluutne piirang?

Ei.

4,20 V laengu sihtmärk on paljude NMC/grafiitelementide jaoks tavaline, kuid see pole universaalne. Erinevad elektroodide koostised ja elementide konstruktsioonid võivad kasutada erinevaid maksimaalseid laadimispingeid.

BMS-i ülepinge läviväärtus tuleb valida kinnitatud elemendi spetsifikatsioonist ja kooskõlastada:

• Laadija pinge taluvus

• BMS pinge mõõtmise täpsus

• Juhtmete ja anduri viga

• Tuvastamise viivitus

• Rakkude tasakaalustamatus

• Temperatuur

• Nõutav ohutusvaru

Ühe universaalse väärtuse avaldamine (nt iga NMC BMS-i seadistamine 4,25 V-le) ei ole soovitatav. Ühe elemendi jaoks vastuvõetav väärtus võib ületada teise elemendi lubatud pinget.

Tühjenemise katkestuspinge

Tühjenemise lõpppinge on madalam pinge, mida tootja kasutab määratud katsetingimustes nimivõimsuse mõõtmisel.

NMC-elementide puhul on see väärtus tavaliselt umbes 2,5–3,0 V, kuid täpne arv võib sõltuvalt elemendi konstruktsioonist erineda. Sellest ei tohiks automaatselt saada tavaline igapäevane tööeesmärk.

Andmelehe miinimumi lähedal töötamine võib anda veidi suurema mõõdetud võimsuse, kuid see võib samuti põhjustada:

• Suurem pinge langus koormuse all

• Varasem madalpinge väljalülitamine külmadel temperatuuridel

• Vähendatud võimsus tühjenemise lõpu lähedal

• Suurenenud tundlikkus rakkude tasakaalustamatuse suhtes

• Suurem oht ​​nõrgima seeriaelemendi ülelaadimiseks

• Võimalik kasutusea vähenemine

Pidev või tõsine ületühjenemine võib kahjustada elektroode ja tahke elektrolüüdi vahefaasi. Jadaühendatud paketis võib jätkuv vool pärast ühe nõrga elemendi tühjenemist selle elemendi tagasikäigule suunata. Tõsiste ülelaadimise tingimustes võib tekkida vasevoolukollektori lahustumine ja sisemised lühismehhanismid.

Seetõttu peaks BMS koormuse lahti ühendama enne, kui rakk jääb üle lubatud alampiiri.

Pinge langus koormuse all

Koormuse all mõõdetud elemendi pinge on madalam kui elemendi lõdvestunud avatud ahela pinge. Seda erinevust nimetatakse tavaliselt pinge languseks.

Lihtsustatud hinnang on järgmine:

Pinge langus ≈ vool × takistus

Kui elemendi alalisvoolu takistus on 2 mΩ ja vool on 100 A:

ΔV = 100A × 0,002Ω = 0,20V

Tõeline pakendikindlus hõlmab aga ka:

• Lahtri vahekaardid

• Siinid

• Keevis- või poltühendused

• Kaitsmed ja kontaktorid

• Kaablid ja pistikud

• Paralleelrühma voolujaotus

Vastupidavus muutub ka temperatuuri, laadimisoleku ja vananemisega. Külm või vananenud element võib seetõttu kogeda rohkem pingelangust kui uuel toatemperatuuril testitud elemendil.

BMS peab eristama lühikest mööduvat langust ja tõeliselt tühjenenud rakku. Seetõttu sisaldab alapingekaitse tavaliselt valideeritud tuvastamise viivitust ja taastumishüstereesi.

Puudub universaalne ohutu viivitus. Seda tuleb kontrollida tegeliku elemendi, koormusprofiili, minimaalse töötemperatuuri ja halvimal juhul paki takistuse abil.

Avatud ahela pinge ja laadimisseisund

Avatud vooluahela pinge on elemendi pinge, mida mõõdetakse pärast laadimis- või tühjendusvoolu peatumist ja elemendil on olnud piisavalt aega lõõgastuda.

Vahetult pärast laadimist võib pinge jääda kõrgemaks kui selle täielikult lõdvestunud väärtus. Pärast tugevat tühjenemist võib pinge pärast koormuse eemaldamist taastuda. Vajalik relaksatsiooniaeg sõltub rakust, temperatuurist ja hindamismeetodiga nõutavast täpsusest.

Seetõttu tuleks konkreetse lahtri jaoks luua või esitada OCV-SoC tabel. Üldine tabel ei saa täpselt esitada iga NMC koostist.

Töötamise ajal ühendab tugev BMS tavaliselt:

• Coulombi lugemine

• Elementide pinge mõõtmine

• Temperatuuri kompenseerimine

• OCV korrigeerimine sobivate puhkeperioodide ajal

• Võimsuse ja tervisliku seisundi hinnang

• Resistentsus või mudelipõhine parandus

Coulombi loendamine on kasulik, kuid vooluanduri nihke ja võimsuse hindamise vead kogunevad aja jooksul. SoC triivi vältimiseks on vajalik perioodiline korrektsioon.

Soovitatav BMS-i konfiguratsioonimeetod

Järgmine tabel kirjeldab konfiguratsiooniloogikat. See ei anna tahtlikult universaalseid pingeväärtusi.

BMS-i parameetrite	soovituslik alus
Kõrge raku hoiatus	Seadke kaitse väljalülituspunkti alla, et laadija või kontroller saaks voolu vähendada
Elementide ülepingekaitse	Kooskõlastage elemendi lubatud maksimaalse pingega ning kõigi mõõtmiste ja laadija tolerantsidega
Ülepinge vabastamine	Seadke sobiva hüstereesiga allapoole väljalülitusläve
Madala raku hoiatus	Seadke piisavalt kõrgele, et anda enne lahtiühendamist kasulik hoiatus või võimsuse vähendamine
Elementide alapingekaitse	Kaitske rakku enne selle kinnitatud alampiiri püsivat rikkumist
Alapinge viivitus	Kontrollige mööduvat pingelangust ja rakenduse tippkoormuse kestust
Alapinge vabastamine	Määratlege ohutu taastumis- ja laadimiskäitumine
Alguspinge tasakaalustamine	Valige elemendi ülemise SOC-pinge käitumise ja laadimisstrateegia hulgast
Tasakaalu erinevus	Põhineb mõõtmise täpsusel, rakkude sobitamisel ja nõutaval pakendi jõudlusel
Laadimistemperatuuri piirangud	Järgige elemendi andmelehte ja kinnitatud laadimisvoolu alandamise kaarti
Tühjendustemperatuuri piirid	Järgige elemendi andmelehte ja süsteemi termilist disaini

Kaitsekonfiguratsioon peaks määratlema ka rikete logimise, taastamise tingimused, laadija side, kontaktori käitumise ja selle, kas rike nõuab automaatset või käsitsi lähtestamist.

Rakkude tasakaalustamine

Jadaühendatud akuplokis piirab väikseima kasutatava võimsusega element või paralleelrühm kogu aku energiat.

Passiivne tasakaalustamine eemaldab takistite kaudu väikese koguse energiat kõrgema pingega elementidest. Aktiivne tasakaalustamine kannab energiat rakkude või rühmade vahel üle ja võib olla kasulik suurtes pakettides või suurema tasakaalustamatusega süsteemides.

Tasakaaluvoolu valik peab olema seotud raku mahutavusega.

Näiteks 1% võimsuse erinevus 76Ah elemendis võrdub:

76Ah × 1% = 0,76Ah

100mA passiivse tasakaalustusvoolu korral oleks ideaalne tasakaalustusaeg:

0,76Ah ÷ 0,10A = 7,6 tundi

Tegelik aeg on pikem, kuna tasakaalustamine võib toimida ainult osa laadimistsükli ajal ja seda võivad piirata temperatuur, töötsükkel või BMS-i mõõtmise ajakava.

SOC vahemiku ülemise osa lähedal tasakaalustamine on NMC jaoks sageli kasulik, kuna pinge erinevusi on lihtsam tõlgendada. Universaalset reeglit 'alustage tasakaalustamist üle 4,0 V' ei tohiks siiski rakendada ilma elemendi OCV kõverat ja paketi laadimisstrateegiat üle vaatamata.

Lahtrite hea sobitamine enne kokkupanekut on endiselt oluline. Väike tasakaalustusahel ei suuda kiiresti parandada suure mahutavuse või takistuse mittevastavust suure mahutavusega kott-elemendiga pakendis.

Temperatuurikaitse

NMC laadimis- ja tühjenduspiirid sõltuvad tugevalt temperatuurist.

Tavalise grafiit-anoodi liitiumioonelemendi laadimine madalal temperatuuril võib suurendada liitiumplaadistamise ohtu, eriti suure laadimisvoolu korral. Paljud elemendid ei võimalda laadimist alla 0 °C, samas kui mõned võimaldavad ainult vähendatud voolu teatud madala temperatuurivahemiku piires.

BMS peaks rakendama täpseid temperatuuripiiranguid ja voolu vähenemise kaarti, mille on tarninud elemendi tootja.

Temperatuurianduri paigutus peaks peegeldama mooduli konstruktsiooni. Andureid võib vaja minna tüüpilistel rakupindadel, sakkidel, siinidel või tuntud termilistel kuumadel kohtadel. Parim asukoht sõltub sellest, kas esmaseks probleemiks on raku südamiku temperatuur, klapi soojendus, ühenduse takistus või jahutussüsteemi jõudlus.

Soojusprojekt tuleks kinnitada järgmiselt:

• Maksimaalne pidev laadimine

• Maksimaalne pidev tühjendus

• Töö tippvooluga

• Madala temperatuuriga laadimine

• Kõrge temperatuuriga töö

• Jahutussüsteemi rike

• Rakkudevahelise temperatuuri kõikumine

NMC kotikeste eluea pikendamine

Aja lühendamine väga kõrge SOC juures ja tarbetu sügavtühjenemise vältimine võib sageli pikendada NMC aku tööiga. Ülemise laadimispinge alandamine võib samuti vähendada lagunemist, kuid valitud elemendi puhul tuleb mõõta võimsust ja elutsükli kompromissi.

Ei ole täpne lubada, et ühe kindla pingega laadimine pikendab alati kahe- või kolmekordse tsükli eluiga.

Aku vananemist mõjutavad ka:

• Raku temperatuur

• Laadimis- ja tühjenemiskiirus

• Tühjenemise sügavus

• Keskmine SOC

• Salvestus SOC

• Maksimaalsel pingel veedetud aeg

• Mehaaniline rõhk

• Lahtri sobitamine

• Jahutus ühtlus

Rakenduste jaoks, mis ei vaja iga tsükli puhul maksimaalset energiat, saab insenerimeeskond hinnata kitsamat SOC-akent. Lõplik seadistus peaks põhinema tsükli testimisel ning kliendi garantii ja käitusaja eesmärkidel.

Pouch-Cell mehaanilised kaalutlused

Kotielemendid nõuavad enamat kui õigeid elektriseadeid. Nende lamineeritud korpus ei paku samasugust konstruktsioonilist tuge kui jäik silindriline või prismakujuline metallkorpus.

Täieliku mooduli kavandamisel tuleks arvesse võtta:

• Tootja määratud kompressioon või piiramine

• Rakkude laienemine kogu elu jooksul

• Isolatsioon sakkide ja servade ümber

• Kaitse torke ja hõõrdumise eest

• Siini paindlikkus ja sakkide pinge

• Jahutuskontakt ja temperatuuri ühtlus

• Tootmise tolerantside soodustus

• Ebanormaalse turse tuvastamine

Turse võib olla seotud vananemise, kõrge temperatuuri, ülelaadimise või muude ebatavaliste seisunditega. Elektriliselt või keemiliselt kahjustatud raku peitmiseks ei tohi kasutada kompressiooni.

Näide: paketi konfigureerimine Farasis P76D rakuga

Kui projektis kasutatakse Farasis P76D või muud suureformaadilist 76Ah NMC kottelementi, peaks inseneriprotsess algama praeguse tootja poolt heakskiidetud andmelehega, mis sisaldab täpset rakkude revisjoni ja tootmispartii.

Kinnitage vähemalt:

• Nimipinge ja võimsus

• Maksimaalne laadimispinge

• Soovitatavad ja absoluutsed tühjenduspiirid

• Standardne ja maksimaalne laadimisvool

• Pidev ja impulsslahendusvool

• DC sisetakistus

• Temperatuuri piirid

• Rakkude mõõtmed ja paisumisvaru

• Kokkusurumisnõuded

• Tsükli eluea katsetingimused

Kui heakskiidetud spetsifikatsioonis on loetletud 3,7 V nimipinge, 4,20 V maksimaalne laadimispinge ja 2,75 V tühjenemise lõpppinge, saab neid väärtusi kasutada pakendiarvutustes. Seejärel tuleks BMS-i künnised välja töötada sobivate varudega ja kontrollida pakenditaseme testimise kaudu.

Üldisi NMC-sätteid ei tohiks kunagi ilma selle kinnitamiseta otse tootmise püsivarasse kopeerida.

Akukomplekti kasutuselevõtu kontrollnimekiri

Enne NMC kottelemendiga aku vabastamist kontrollige järgmist.

1. Kinnitage praegune lahtri andmeleht ja spetsifikatsiooni versioon.

2. Arvutage nimi-, maksimaalne ja minimaalne paki pinge täpse seerialoenduse põhjal.

3. Kontrollige ühilduvust muunduri, mootorikontrolleri, laadija ja DC/DC muunduriga.

4. Programmeerige laadija pinge, vool ja lõpetamise tingimused.

5. Konfigureerige BMS-i hoiatusi, kaitselävesid, viivitusi, hüstereesi ja taasteloogikat.

6. Kaasake kaitseanalüüsi BMS-i ja laadija mõõtmise tolerantsid.

7. Kinnitage pinge langus maksimaalse voolu, madala SOC ja minimaalse töötemperatuuri korral.

8. Kontrollige temperatuurianduri asetust ja termilisi väljalülitusi.

9. Veenduge, et tasakaalustusvool sobib elemendi võimsuse ja eeldatava mittevastavuse jaoks.

10. Kalibreerige SoC hinnangut temperatuuri ja vananemistingimuste lõikes.

11. Katsetage lahtise juhtme, ülevoolu, lühise, üle- ja alapinge kaitset.

12. Kinnitage mehaaniline piiramine, isolatsioon, sakkide tugi ja jahutus.

13. Salvestage rakkude jälgitavuse ja pakenditaseme testiandmed.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on NMC kotielemendi nimipinge?

Enamiku tavaliste NMC kottide elementide nimipinge on ligikaudu 3,6 V või 3,7 V. Täpne väärtus sõltub tootja katsemeetodist ja raku konstruktsioonist.

Mis on NMC-elemendi täislaetud pinge?

Paljud standardsed NMC/grafiitelemendid kasutavad laadimise sihtmärgina 4,20 V pinget. Mõned lahtri kujundused kasutavad teistsugust väärtust, seega tuleb kontrollida kinnitatud andmelehte.

Mis on õige NMC tühjenemise katkestuspinge?

Sõltuvalt elemendist on määratud tühjenemise lõpu pinge tavaliselt vahemikus umbes 2,5 V kuni 3,0 V. Süsteemi tavalist väljalülitust võib seadistada kõrgemaks, et parandada toite saadavust, jõudlust külmal temperatuuril või tööiga.

Kas iga NMC BMS saab kasutada 4,25 V ülepinge seadistust?

Ei. Ülepinge lävi peab olema kooskõlas valitud elemendi lubatud maksimaalse pinge, laadija tolerantsi, BMS-i täpsuse ja kaitse reaktsiooniajaga.

Miks langeb elemendi pinge kiirenduse või mõne muu tippkoormuse ajal?

Elementi ja paki takistust läbiv vool tekitab hetkelise pingelanguse. Külm temperatuur, madal SOC, vananemine ja ühendustakistus võivad seda langust suurendada.

Kas ainuüksi pinge annab täpse laadimisoleku näidu?

Mitte aktiivse töö ajal. Täpne SoC hinnang ühendab tavaliselt kulonide loendamise, pinge, temperatuuri, rakumudelid ja perioodilise OCV korrigeerimise.

Kas BMS asendab laadijat?

Ei. Laadija peab esitama õige CC/CV profiili ja laadimise lõpetamise. BMS jälgib rakke ja pakub sõltumatut kaitset ebanormaalsete tingimuste eest.

Järeldus

NMC kottelemendi pingehaldus peaks algama valitud elemendi heakskiidetud andmelehega, mitte universaalse Interneti-väärtuste komplektiga.

Sellised väärtused nagu 3,6 V kuni 3,7 V nimipinge, 4,20 V laadimispinge ja 2,5 V kuni 3,0 V tühjenemise lõpu pinge on kasulikud võrdluspunktid, kuid need ei määra automaatselt iga NMC kottelemendi õigeid sätteid.

Usaldusväärne akukomplekt koordineerib elementide spetsifikatsioone, laadija juhtimist, BMS-i kaitset, temperatuuri juhtimist, pinge languse testimist, elementide tasakaalustamist ja kottide mehaanilist tuge.

Misen tarnib NMC kottelemente ja toetab rakkude valimist, spetsifikatsioonide ülevaatamist, BMS-i sobitamist ja kohandatud akumooduli arendamist. Elementide valimise protsessi alustamiseks saatke meile oma vajalik paketi pinge, võimsus, pidev ja tippvool, töötemperatuur ja saadaolevad paigaldusmõõtmed.

Kõrge energiatihedus ja vormiteguri paindlikkus NMC kottelement muudab selle elektrisõidukite ja suure energiatarbega rakenduste jaoks parimaks valikuks. Need eelised nõuavad pingehalduses kompromissitut täpsust. Pinge spetsifikatsioonide valesti tõlgendamine toob kaasa tõsiseid tagajärgi nii töökojas kui ka põllul. Suure koormuse korral pingelanguse ignoreerimine käivitab süsteemi vale väljalülitamise. Puhkepinge valesti mõistmine põhjustab ebatäpseid võimsusnäitu. Lõikelävede valesti konfigureerimine põhjustab rakkude kiirenemist, mehaanilist paisumist või katastroofilist termilist äravoolu.

Elementide valikult turvalisele komplekteerimisele üleminekuks peavad insenerimeeskonnad joondama nimi-, tipp- ja väljalülituspinged täpsete akuhaldussüsteemi (BMS) parameetritega. Selles juhendis kirjeldatakse usaldusväärseks kasutuselevõtuks vajalikke kriitilisi pingeläve, dünaamilist käitumist ja BMS-i konfiguratsioone. Õpid, kuidas määrata täpseid kaitsepiiranguid, tõlgendada täpselt dünaamilist koormuskäitumist ja konfigureerida laadimisprofiile, mis tasakaalustavad maksimaalse võimsuse ja pikaajalise töökindluse.

Võtmed kaasavõtmiseks

• Ranged pingepiirid: standardne NMC keemia töötab ohutult jäigas 2,5 V (absoluutne miinimum) kuni 4,2 V (absoluutne maksimum) aknas; nende piiride ületamine põhjustab pöördumatut keemilist lagunemist.

• Dünaamilise koormuse kaalutlused: Pinge langus WOT (Wide Open Throttle) või kõrge voolu võtmise ajal tuleb BMS-i alapingekaitses arvesse võtta, et vältida häirivat väljalülitamist, säilitades samal ajal raku ohutuse.

• Puhkepinge vs. aktiivne pinge: klemmi pinge loetakse kunstlikult kõrgeks kohe pärast laadimist (pindlaeng) ja nõuab settimisperioodi, et kajastada tegelikku avatud voolupinget (OCV).

• BMS ei ole läbiräägitav: korralikult konfigureeritud BMS, mis kasutab konstantse voolu/konstantse pinge (CC/CV) profiile ja täpset ülepinge/alapinge kaitset (OVP/UVP), on elutsükli optimeerimiseks ja ohutuse järgimiseks kõigi liitiumkeemia puhul kohustuslik.

• Tsükliea kompromissid: maksimaalse laadimispinge piiramine 4,05–4,1 V-ni maksimaalse 4,2 V asemel võib NMC kottelemendi tsükli eluiga plahvatuslikult pikendada, ohverdades väikese tippvõimsuse pikaajalise töökindluse nimel.

Lähtejoon: NMC kottielemendi pinge parameetrite mõistmine

Nimipinge (3,6 V – 3,7 V) ja paketi konfiguratsiooni matemaatika

Nimipinge tähistab keskmist tööpinget standardse tühjendustsükli jooksul. Standardse NMC (nikkel-mangaankoobalt) keemia puhul jääb see väärtus tavaliselt vahemikku 3,6 V kuni 3,7 V. Selle arvu määrame, tühjendades täielikult laetud elemendi mõõduka kiirusega, tavaliselt 0,2–0,5 °C, ja arvutades keskmise pinge kogu tühjenduskõvera ulatuses. See mõõdik on kõigi pingil tehtavate energiaarvutuste aluseks.

Paki koguenergia arvutamiseks vatt-tundides (Wh) kasutate nimipinget. Nimipinge korrutamine elemendi ampertunni (Ah) võimsusega annab koguenergia. Akukomplektide ehitamisel skaleerite seda nimipinget, ühendades elemendid järjestikku (S) ja paralleelselt (P). Matemaatika määrab lõpliku süsteemiarhitektuuri ja komponentide valiku.

Vaatame, kuidas see paki tasemele ulatub. 14S (14 elementi järjestikku) konfiguratsioon annab nimipinge ligikaudu 50,4 V (14 x 3,6 V). Täielikult laetuna ulatub see pakk 58,8 V (14 x 4,2 V). 16S konfiguratsioon surub nimipinge 57,6 V-ni ja maksimaalne laadimispinge on 67,2 V. Peate kavandama mootorikontrollerid, inverterid ja eellaadimisahelad, et toime tulla kogu pingega, mitte ainult nimiväärtusega. Kui määrate oma kontaktorid ainult 50,4 V nimiväärtuse alusel, võite kontaktid kinni keevitada, kui pakk on 58,8 V täis laetud.

Maksimaalne laadimispinge (4,2 V), tolerantsipiirid ja puhkepinge

Standardse NMC-elemendi absoluutne maksimaalne klemmipinge on 4,20 V. Tootmistolerantsid võimaldavad üldiselt ranget dispersiooni ± 0,05 V elemendi kohta. Pinge surumine üle selle kõva piiri käivitab rakuarhitektuuris kohese ja pöördumatu keemilise lagunemise. Te ei saa loota ainult laadija ekraanile; peate esmase paketi tasakaalustamise etapis kalibreeritud multimeetriga kontrollima lahtri sakkide klemmi pinget.

Pinnalaeng tekitab ajutise puhkepinge nähtuse. Vahetult pärast laadimistsükli lõppu on klemmi pinge kunstlikult kõrge. Sisemine keemia nõuab tasakaalu saavutamiseks settimisperioodi, sageli mitu tundi. Alles pärast seda puhkefaasi kajastab multimeeter tõelist avatud vooluahela pinget (OCV). BMS-i kalibreerimine vahetu laadimisjärgse pinge põhjal põhjustab ebatäpseid laadimisoleku (SoC) hinnanguid ja enneaegseid tasakaalustuskäivitusi.

Ületasumisega kaasnevad tõsised rakendamise riskid. 4,2 V ületamine põhjustab anoodi liitiumkatte. Elektrolüüt hakkab oksüdeeruma, tekitades gaasi. Kuna kottirakkudel puudub jäik silindriline kest, põhjustab see gaasi teke otse mehaanilise paisumise. Paisunud rakud avaldavad survet külgnevatele rakkudele, kahjustades kogu mooduli struktuurset terviklikkust ja potentsiaalselt lõhkudes alumiiniumlaminaatkotti.

Insenerid seisavad silmitsi selge hindamismõõtmega seoses maksimaalsete laadimispiirangutega. Täispingele 4,2 V laadimine eraldab 100% nimivõimsusest, kuid koormab sisemist keemiat. Laadimise piiramine 4,0 V või 4,1 V-ni katab ligikaudu 80–90% võimsusest. See vahemiku väike vähendamine vähendab drastiliselt mehaanilist pinget ja pikendab pakendi üldist tsükli eluiga. Statsionaarsete salvestusrakenduste puhul tasub see kompromiss peaaegu alati teha.

Tühjenemise väljalülituspinge (2,5 V – 2,8 V)

Tühjenemise katkestuspinge tähistab töö absoluutset alumist piiri. Selle künnise juures loetakse rakk täielikult ammentunuks, jõudes 0% laadimisolekuni. NMC keemia puhul määravad tootjad selle piiri tavaliselt 2,5 V ja 2,8 V vahel koormuse all. Energia ammutamine allpool seda punkti annab ebaolulise täiendava tööaega, kuid toob kaasa tohutuid keemilisi riske.

Tühjenemiskõveral on selge 'põlv' umbes 3,2 V. Sellest punktist allpool langeb pinge kaljult. 3,0 V ja 2,5 V vahel ei ole praktiliselt enam kasutatavat energiat. Raku surumine sellesse sügavasse tühjendustsooni on ohtlik ja kahjulik.

Sügav tühjenemine alla 2,5 V käivitab vase lahustumise. Anoodil olev vasevoolukollektor hakkab lagunema ja lahustub elektrolüüdiks. Kui laadite elementi hiljem, sadestuvad need lahustunud vase ioonid välja. Need moodustavad metallilised dendriidid, mis läbistavad separaatori.

See tekitab sisemisi lühiseid. Sügavast tühjenemisest kahjustatud rakk võib näida toimivat normaalselt mitu tsüklit, enne kui see ootamatult ebaõnnestub. Püsiv võimsuse kadu on garanteeritud. Selle vältimiseks peavad süsteemidisainerid kehtestama ranged madalpinge katkestused nii riist- kui ka tarkvara tasemel, tagades, et BMS katkestab füüsiliselt koormuse enne, kui rakud jõuavad selle kriitilise läveni.

Dünaamiline pinge käitumine NMC kottelementides

Pinge langus koormuse all (WOT ja suure äravoolu stsenaariumid)

Sisetakistus (IR) põhjustab suure vooluga tühjenemise ajal nähtust, mida nimetatakse pinge languseks. Kui elektrisõiduki juht nõuab laigaasi (WOT), tõmbab mootor akust tohutu voolu. Ohmi seaduse kohaselt põhjustab see suur vool, mis korrutab elemendi sisetakistusega, klemmides kohese pingelanguse.

Tugeva süsteemi loomiseks peate kvantifitseerima vastuvõetava languse. Vaatame praktilist arvutust. Kui elemendi sisetakistus on 2 millioomi (0,002 oomi) ja te tõmbate 100 amprit, on pinge langus V = I * R = 100 * 0,002 = 0,2 V. WOT-sündmuse ajal on ajutine 0,2 V kuni 0,4 V langus raku kohta täiesti tüüpiline. Täpne suurus sõltub suuresti nõutavast spetsiifilisest C-kiirusest ja elemendi alalisvoolu sisetakistusest (DCIR). Suure jõudlusega elemendid, millel on paksemad sakid ja optimeeritud keemia, näitavad vähem longust.

See loob BMS-i programmeerimise jaoks keeruka probleemiraamistiku. Süsteem peab eristama tõeliselt tühjenenud elementi ja ajutist pingelangust suure koormuse korral. Kui BMS tugineb tugevale hetkelisele pingekatkestusele, võib WOT-sündmus 30% SoC juures viia klemmi pinge alla 2,8 V. See käivitab süsteemi enneaegse ja ohtliku väljalülitamise sõidu ajal. Selle dünaamilise käitumise haldamiseks peate rakendama viivitusega kaitseläve.

Laadimisoleku (SoC) vs avatud vooluahela pinge (OCV) kõver

NMC keemial on selge, mittelineaarne tühjenduskõver. See lai, kaldus kõver on teravas kontrastis LiFePO4 akude äärmiselt tasase tühjendusprofiiliga. NMC kõvera kaldus olemus muudab järelejäänud võimsuse hindamise mõnevõrra lihtsamaks ainult pinge põhjal, kuid ainult rangete puhketingimuste korral.

Kõveral on pikk platoopiirkond vahemikus ligikaudu 3,9 V kuni 3,4 V. Selles aknas langeb pinge elemendi tühjenemisel aeglaselt ja ühtlaselt. Ülemises otsas (4,2 V kuni 3,9 V) ja alumises otsas (3,4 V kuni 2,8 V) on pinge langus järsk ja kiire. See mittelineaarne käitumine raskendab reaalajas võimsuse jälgimist.

Ligikaudse laadimisoleku (SoC)	puhkeava avatud vooluahela pinge (OCV)	tühjenemiskõvera faas
100%	4,20V	Järsk langus
80%	3,95 V	Platoole sisenemine
50%	3,70V	Keskmine platoo (nominaalne)
20%	3,45 V	Platoolt väljumine
0%	2,80 V - 3,00 V	Järsk langus (lõikepiir)

Ainult pingele tuginemine SoC hindamisel jääb aktiivsete NMC rakkude jaoks ebapiisavaks. Kuna pinge langeb koormuse all ja põrkub puhkeajal, kuvab lihtne pingeotsingu tabel töötamise ajal metsikuid kõikumisi. BMS-is peate kasutama kulonide loendamist. Coulombi loendus mõõdab täpset voolu, mis pakki sisse ja sealt välja voolab, integreerides need andmed aja jooksul, et saada väga täpne ja stabiilne SoC protsent.

Suure jõudlusega valikute hindamine: Farasis P76D kottelemendi spetsifikatsioonid

Võimsus ja pinge nimiväärtused

Analüüsides Farasis P76D kottelemendi spetsifikatsioonid on suure võimsusega NMC-tehnoloogia jaoks selge etalon. See konkreetne element pakub märkimisväärset 76 Ah võimsust, mis muudab selle ideaalseks energiatihedate moodulite jaoks. Pinge parameetrid vastavad tipptasemel NMC keemiastandarditele.

Nimipinge on 3,7 V, mis näitab tühjenemise ajal tugevat platoopiirkonda. Soovitatav laadimispiir on rangelt piiratud 4,2 V, samas kui standardne tühjenemise piirang on seatud 2,75 V. Need reitingud annavad erakordse energiatiheduse mõõdiku, võimaldades inseneridel maksimaalselt kilovatt-tunde piirata piiratud füüsilise jalajäljega. Nende elementide laiad sakid on spetsiaalselt loodud suurte pidevate tühjendusvoolude käsitlemiseks, minimeerides samal ajal lokaalset kuumenemist.

Rakenduse sobivus ja mastaapsus

Farasis P76D soojuskarakteristikud ja tühjendusvõimalused vastavad ideaalselt EV jõuülekande ja nõudlike energiasalvestusrakenduste edukriteeriumidele. Suur võimsus raku kohta vähendab komplektis vajalike paralleelühenduste arvu. See lihtsustab siini arhitektuuri, vähendab vajalike laserkeevisõmbluste arvu ja kõrvaldab võimalikud tõrkekohad.

Suureformaadiliste kottrakkude kasutamine toob aga kaasa spetsiifilised mehaanilised piirangud. Kotielemendid paisuvad ja tõmbuvad normaalse laadimis- ja tühjendustsüklite ajal loomulikult kokku. Mooduli korpusesse tuleb paigaldada konstrueeritud surveplaadid ja vahtpadjad. Õige mehaaniline kokkusurumine juhib seda normaalset paisumist, hoiab ära sisemiste kihtide kihistumise ning säilitab optimaalse kontakti elektroodide ja separaatori vahel. Ilma piisava kokkusurumiseta tõuseb sisetakistus raku vananedes pidevalt.

BMS-i konfiguratsioon NMC kotirakkude jaoks

Ülepingekaitse (OVP) ja alapingekaitse (UVP) sätted

BMS-i täpsete sättepunktide määratlemine on NMC keemia jaoks kriitiline lahendus. Te ei saa tugineda tehase vaikesätetele; peate kohandama lävesid konkreetse lahtri andmelehe järgi. Õige konfiguratsiooni puhul kasutatakse mitmetasandilist lähenemist, kasutades nii hoiatustasemeid kui ka ühenduse katkestamise tasemeid.

1. OVP hoiatuslävi: seatud väärtusele ~4,15 V. BMS käivitab hoiatuse ja võib algatada tasakaalustamise või nõuda laadijalt CAN-siini kaudu laadimisvoolu vähendamist.

2. OVP lahtiühendamise lävi: seadke rangelt 4,25 V. BMS avab kontaktori, katkestades füüsiliselt laadimisvoolu, et vältida katastroofilist ülelaadimist.

3. UVP hoiatuslävi: seatud väärtusele ~3,0 V. Süsteem hoiatab kasutajat väikese võimsuse eest ja võib piirata mootori pöördemomenti, et piirata voolutarve.

4. UVP lahtiühendamise lävi: seadke vahemikku 2,7 V kuni 2,8 V. BMS sulgeb vase lahustumise vältimiseks tühjendustee täielikult.

Nende UVP-sätete jaoks peate konfigureerima viitetaimerid. Tüüpiline 2–5-sekundiline viivitus hoiab ära WOT-sündmuste ajal tekkiva mööduva pinge languse, mis käivitab häiriva katkestuse. Kui pinge langeb tugeva kiirenduse ajal alla 2,7 V vaid 500 millisekundiks, takistab taimer väljalülitamist. Kui pinge püsib 3 sekundi jooksul alla 2,7 V, tunneb BMS ära tõeliselt tühjenenud elemendi ja avab kontaktori.

Rakkude tasakaalustamise strateegiad

Rakkude tasakaalustamine tagab, et kõik seeria stringi elemendid saavutavad maksimaalse laengu samaaegselt. Ilma tasakaalustamata dikteerib väikseima mahutavusega rakk kogu paki kasutatava energia. Peate valima aktiivse ja passiivse tasakaalustamisstrateegia vahel, lähtudes pakendi suurusest ja rakendusest.

Passiivne tasakaalustamine eemaldab liigse pinge kõrgeima laenguga elementidest, suunates voolu läbi möödaviigutakistite, hajutades energiat soojusena. Hästi sobitatud kvaliteetsete NMC kottelementide jaoks piisab tavaliselt passiivsest tasakaalustamisest. Tasakaalustusvool on tavaliselt väike, ulatudes 50 mA kuni 200 mA. Pidage meeles, et 50 mA tühjendustakistil kulub tõsiselt tasakaalust väljas oleva 76 Ah elemendi tasakaalustamiseks päevi, mistõttu on esialgne ülemine tasakaalustamine pingil enne pakendi lõplikku kokkupanekut ülioluline.

BMS peab käivitama passiivse tasakaalustamise ainult laadimistsükli ülaosas, tavaliselt üle 4,0 V elemendi kohta. Lahenduskõvera tasasel osal (umbes 3,6 V) elementide tasakaalustamise katse on väga riskantne. Kuna pingeerinevused platoo piirkonnas on minimaalsed, võib BMS sisetakistuse kergeid erinevusi võimsuse tasakaalustamatusena valesti tõlgendada, mis põhjustab valesid ja ebaproduktiivseid tasakaalustamistoiminguid.

Temperatuuri kompenseerimine ja termilised piirangud

Pinge künnisväärtused ei ole staatilised; neid tuleb dünaamiliselt reguleerida, lähtudes ümbritsevast ja raku sisetemperatuurist. Tugev BMS kasutab reaalajas soojusandmete jälgimiseks mitut termistorit, mis on paigutatud otse lahtri sakkide ja kotikeste vastu. Termistoride paigutamine siinidele annab kiireima reaktsiooniaja kõrge vooluga kuumutamise tuvastamiseks.

NMC elementide laadimine külmumistemperatuuril (0 °C) või alla selle on tõsine rakendamise oht. Madalatel temperatuuridel aeglustub liitiumioonide interkalatsioon grafiidianoodi drastiliselt. Kui rakendate külmumistemperatuuril standardseid laadimisvoolusid, ei suuda liitiumioonid anoodi piisavalt kiiresti tungida. Need kogunevad pinnale, põhjustades püsiva liitiumkatte.

Selle vältimiseks peab BMS kehtestama ranged termilised piirangud. Alla 5 °C peaks BMS lubatavat laadimisvoolu oluliselt vähendama. Temperatuuril 0 °C või alla selle peab BMS laadimisvoolu täielikult välja lülitama, võimaldades samal ajal siiski madalat tühjenemist. Kõrge temperatuuri piirväärtused on sama kriitilised; laadimine ja tühjendamine tuleks keelata, kui elemendi temperatuur ületab 60 °C, et vältida termilist äravoolu. Aktiivsed vedelikjahutussüsteemid tuleks integreerida BMS-iga, et hoida pakki optimaalses 20 °C kuni 35 °C aknas.

Laadimisprofiilid ja elutsükli optimeerimine

Püsivoolu/konstantse pinge (CC/CV) tsükkel

Kõrgetasemelised NMC-paketid nõuavad ranget püsivoolu/konstantse pinge (CC/CV) laadimisprofiili. See kaheetapiline protsess tagab ohutu ja täieliku laadimise ilma maksimaalset pingeläve ületamata. Peate oma laadimisriistvara programmeerima, et järgida seda täpset järjestust.

Bulk Stage (CC) ajal edastab laadija akule püsiva maksimaalse lubatud voolu. Pinge tõuseb pidevalt, kuna pakk energiat neelab. See etapp jätkub, kuni paki kõrgeim element saavutab sihtneeldumispinge, tavaliselt 4,2 V. CC-faas annab ligikaudu 80–90% kogu laadimisest. Suurema sisetakistusega elemendid saavutavad selle pingeläve varem, viies laadija enneaegselt üle järgmisse faasi.

Kui sihtpinge on saavutatud, läheb laadija üle neeldumisastmele (CV). Laadija hoiab pinget ideaalselt konstantsena 4,2 V. Kui element saavutab täieliku küllastumise, surub selle sisetakistus tagasi, põhjustades aktsepteeritud voolu loomuliku vähenemise. Laadimise lõpetamine selle praeguse koonuse alusel on kriitiline. Laadimistsükkel peaks täielikult lõppema, kui vool langeb etteantud läveni, tavaliselt 0,05C. Aku 4,2 V pinge all hoidmine põhjustab mikroülelaadimise ja kiire lagunemise.

Üldväärtust mõjutavad tegurid: mahutavus vs pikaealisus

Sihtlaadimispinge määramine nõuab teie konkreetsetel rakenduseesmärkidel põhinevat otsustusraamistikku. Peate hindama kompromissi absoluutse maksimaalse ulatuse ja kogu eluea energia läbilaskevõime vahel.

Sihtlaadimispinge	kasutatav võimsus tsükli kohta	hinnanguline tsükli eluiga	esmane kasutusjuht
4,20V	100%	500 - 800 tsüklit	Jõudluslikud elektriautod, droonid
4,10 V	~90%	1200 - 1500 tsüklit	Pendelsõidukid, meresõidukid
4,05 V	~80%	2000+ tsüklit	Võrgusalvestus, päikesepangad

NMC-paketi laadimine 4,2 V-ni tagab maksimaalse vahetu ulatuse, kuid koormab katoodi struktuuri, mille tulemuseks on lühem eluiga. Sihtpinge vähendamine 4,05 V-ni ohverdab 20% võimsusest. See keemilise stressi vähenemine võib aga kergesti kahe- või kolmekordistada pakendi kogu tsükli kestuse. Statsionaarse salvestusruumi või rakenduste jaoks, kus igapäevane maksimaalne vahemik ei ole kriitiline, annab laadimispinge alandamine oluliselt parema kogu eluea energia läbilaskevõime.

Järeldus

NMC keemia ohutu ja tõhus juurutamine sõltub 2,5–4,2 V tööakna rangest järgimisest. Tõeline süsteemi töökindlus nõuab dünaamilist BMS-i konfiguratsiooni, mis võtab aktiivselt arvesse pinge langust, temperatuurikõikumisi ja konkreetseid tsüklieesmärke. Riistvara valik ja tarkvara parameetrid peavad töötama täiuslikus sünkroniseerimises.

Akusüsteemi konstruktsiooni kindlustamiseks tehke järgmist.

1. Vaadake üle oma elemendi tootja andmelehed, et eraldada oma konkreetsete moodulite jaoks täpne alalisvoolu sisetakistus ja maksimaalne pidev C-kiiruse piirangud.

2. Määratlege oma rakenduse tsükli eluea nõuded, et luua kindel sihtlaadimispinge, valides 4,2 V maksimaalse võimsuse või 4,05 V vahel pikema tööea tagamiseks.

3. Programmeerige oma BMS alapinge kaitse lävele 3-sekundilise viivitusega, et vältida häirivat väljalülitamist suure vooluga kiirenduse ajal.

4. Sisestage oma CC/CV laadimisprofiili prototüüp simuleeritud koormustingimustes, et veenduda, et laadimine katkeb täpselt 0,05 C voolu koonuse korral.

5. Spetsiaalse inseneritoe saamiseks seoses rakkude valiku ja süsteemi arhitektuuriga, võtke meiega ühendust , et viia oma BMS-i parameetrid vastavusse tipptasemel riistvaraga.

KKK

K: Mis on NMC kottelemendi absoluutne maksimaalne pinge?

V: Klemmide absoluutne maksimaalne pinge on 4,20 V elemendi kohta. Selle piiri ületamine põhjustab pöördumatuid keemilisi kahjustusi, sealhulgas liitiumkatte, elektrolüütide oksüdatsiooni, gaasi teket ja koti mehaanilist paisumist.

K: Kui madalale tasemele saab NMC aku enne kahju tekitamist ohutult tühjendada?

V: Ohutu alumine piir on tavaliselt koormuse all 2,5–2,8 V. Tühjenemine alla 2,5 V põhjustab anoodi vaskvoolukollektori lahustumise, mis põhjustab sisemisi lühiseid ja püsivat võimsuse kadu.

K: Kui palju maksimaalset pingelangust elemendi kohta on lubatud laia gaasipedaali (WOT) ajal?

V: Suure koormuse korral, nagu WOT, on normaalne pinge ajutine langus 0,2–0,4 V elemendi kohta. Täpne langus sõltub elemendi sisetakistusest ja konkreetsest voolutarbimisest. BMS-i viivitused peaksid takistama sellel langusel väljalülitamist.

K: Miks on elemendi klemmipinge kohe pärast laadimist kõrgem?

V: Selle põhjuseks on pinnalaeng. Raku sees toimuvad keemilised reaktsioonid vajavad pärast laadimisvoolu peatumist tasakaalu saavutamiseks aega. Pinge langeb loomulikult mitme tunni jooksul tõelise avatud vooluahela pingeni (OCV).

K: Kuidas laadimispinge piiramine pikendab aku tööiga?

V: 4,2 V laadimine paneb katoodi struktuurile maksimaalse koormuse. Piirades tippkoormuse 4,05 V või 4,1 V-ni, vähendate seda keemilist ja mehaanilist pinget. See ohverdab väikese koguse kasutatavat mahtu, kuid võib kahekordistada aku vastuvõetavate laadimistsüklite koguarvu.