NMC уутны эсийн хүчдэлийн тайлбар: Нэрлэсэн хүчдэл, таслах хүчдэл ба BMS тохиргоо

NMC уутны эсүүд нь өндөр эрчим хүчний нягтралыг хөнгөн жинтэй, орон зай хэмнэлттэй форматтай хослуулсан бөгөөд цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, дрон, робот, үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж, далайн систем болон захиалгат батерейны багцад тохиромжтой.

Гэсэн хэдий ч NMC нь катодын химийн найрлагыг тодорхойлдог бол 'уут' нь эсийн форматыг тодорхойлдог. Аль ч нэр томъёо дангаараа хүчдэлийн зөв хязгаарыг тодорхойлдоггүй. Сонгосон үүрний зөвшөөрөгдсөн мэдээллийн хуудаснаас нэрлэсэн хүчдэл, цэнэгийн хамгийн их хүчдэл, цэнэгийн таслах хүчдэл, гүйдлийн хязгаар, температурын хязгаарыг үргэлж баталгаажуулах ёстой.

Олон тооны ердийн NMC/графит эсийн хувьд нэрлэсэн хүчдэл нь ойролцоогоор 3.6V-оос 3.7V, цэнэгийн хүчдэлийн зорилт нь ихэвчлэн 4.20V, цэнэгийн төгсгөлийн заасан хүчдэл нь ихэвчлэн 2.5V-оос 3.0V хооронд байдаг. Эдгээр нь ердийн утгууд бөгөөд NMC уутны үүр бүрийн бүх нийтийн тохиргоо биш юм.

Гол арга хэмжээ

• Ердийн NMC уутны үүр нь ойролцоогоор 3.6V-оос 3.7V-ийн нэрлэсэн хүчдэлтэй байдаг.

• Олон стандарт NMC/графит эсүүд нь 4.20V CC/CV цэнэглэх профайлыг ашигладаг боловч яг хязгаарыг эсийн мэдээллийн хуудаснаас авах ёстой.

• Заасан цэнэгийн хязгаар нь эсийн загвар болон туршилтын нөхцлөөс хамааран ихэвчлэн 2.5V ба 3.0V хооронд байдаг.

• BMS хамгаалалтын босго нь ердийн үйл ажиллагааны зорилт биш онцгой байдлын хамгаалалтын хязгаар юм.

• Ачаалал дор байгаа эсийн хүчдэл нь дотоод болон холболтын эсэргүүцэлтэй тул нээлттэй хэлхээний хүчдэлээс бага байна.

• Ашиглалтын явцад цэнэгийн төлөвийг үнэн зөв тооцоолоход зөвхөн хүчдэл хангалтгүй.

• Цэнэглэх дээд хүчдэлийг бууруулах эсвэл ажиллаж байгаа SOC цонхыг нарийсгах нь үйлчилгээний хугацааг уртасгах боловч үр дүн нь үүр болон хэрэглээний онцлог юм.

Ердийн NMC уутны эсийн хүчдэлийн параметрүүд

Дараах утгууд нь системийн урьдчилсан төлөвлөлтөд ашигтай боловч үйлдвэрлэгчийн мэдээллийн хуудсыг орлуулах ёсгүй.

Параметрийн	ердийн лавлагаа муж	Инженерийн хэрэглээ
Нэрлэсэн хүчдэл	3.6V–3.7V	Багцын хүчдэл ба эрчим хүчний урьдчилсан тооцоо
Цэнэглэх хүчдэлийн зорилтот	Ихэвчлэн 4.20 В	Цэнэглэгчийн CC/CV тохиргоо
Цэнэглэх төгсгөлийн хүчдэл	Ихэвчлэн 2.5V–3.0V	Хүчин чадлын туршилт ба үйл ажиллагааны доод хязгаар
Өндөр эсийн сэрэмжлүүлэг	Хэрэглээний онцлог	Төлбөрийн гүйдлийн бууралт эсвэл хэрэглэгчийн анхааруулга
Эсийн хэт хүчдэлийн хамгаалалт	Мэдээллийн хуудас болон хүлцэл дээр суурилсан	Яаралтай цэнэгийг таслах
Бага эсийн анхааруулга	Хэрэглээний онцлог	Эрчим хүч алдагдах эсвэл батерей багатай байгааг анхааруулж байна
Бага хүчдэлийн эсийн хамгаалалт	Мэдээллийн хуудас болон ачаалалд суурилсан	Яаралтай цэнэгийг таслах

Зарим NMC эсүүд эдгээр ердийн утгуудаас гадуур хүчдэлийн хязгаарыг ашигладаг. Өндөр хүчдэлийн үүрний загвар, цахилгаан эсүүд болон эрчим хүчний эсүүд нь ижил нэрлэсэн хүчин чадалтай байсан ч өөр өөр шаардлага тавьж болно.

Нэрлэсэн хүчдэл гэж юу гэсэн үг вэ?

Нэрлэсэн хүчдэл нь үүрийг тодорхойлох, багцын тооцоолол, эрчим хүчний тооцоололд ашигладаг дундаж ажиллах хүчдэл юм. Энэ нь цэнэгийн бүрэн цэнэгийн мөчлөгийн туршид эсийн барьж байгаа хүчдэл биш юм.

Бүрэн цэнэглэгдсэн ердийн NMC эс нь 4.20V-ийн ойролцоо эхэлж, дараа нь эрчим хүчийг арилгах үед аажмаар буурч болно. Хэмжсэн хүчдэлд дараахь зүйлс нөлөөлдөг.

• Хариуцсан байдал

• Цэнэглэх эсвэл цэнэглэх гүйдэл

• Эсийн температур

• Эсийн эсэргүүцэл

• Эсийн нас ба эрүүл мэндийн байдал

• Цэнэглэх эсвэл цэнэглэсний дараа амрах хугацаа

Эрчим хүчний урьдчилсан тооцооны хувьд:

Эсийн энерги (Wh) ≈ нэрлэсэн хүчдэл (V) × хүчин чадал (Ah)

Жишээлбэл, 3.7V-ийн 76Ah үүрний тооцоолсон нэрлэсэн энерги нь:

3.7V × 76Ah = 281.2Wh

Энэ бол нэрлэсэн тооцоо юм. Бодит ашиглагдах эрчим хүч нь бүрэн хүчдэлийн муруй, гүйдэл, температур, системийн дээд ба доод хүчдэлийн хязгаараас хамаарна.

Багцын хүчдэлийг тооцоолох

Цувралаар холбогдсон эсүүд хүчдэлийг нэмэгдүүлдэг. Зэрэгцээ холбогдсон эсүүд нь хүчин чадал, гүйдлийн чадварыг нэмэгдүүлдэг.

Хэрэв нүдний өгөгдлийн хуудсанд дараахыг зааж өгсөн бол:

• Нэрлэсэн хүчдэл: 3.7V

• Цэнэглэх хүчдэлийн хязгаар: 4.20V

• Цэнэглэх төгсгөлийн хүчдэл: 2.75V

14S багц нь дараахь зүйлийг агуулна.

• Нэрлэсэн багц хүчдэл: 14 × 3.7V = 51.8V

• Хамгийн их цэнэгийн хүчдэл: 14 × 4.20V = 58.8V

• Мэдээллийн хүснэгтэд суурилсан цэнэгийн төгсгөлийн хүчдэл: 14 × 2.75V = 38.5V

Эцсийн төхөөрөмж нь зөвхөн зарлагдсан нэрлэсэн хүчдэлд төдийгүй бүхэл бүтэн хүчдэлийн хязгаарт зөв ажиллах ёстой.

Хөдөлгүүрийн хянагч, инвертер, тогтмол гүйдлийн хувиргагч, контактор, гал хамгаалагч, конденсатор, урьдчилан цэнэглэх хэлхээг бүгдийг нь багцын хамгийн их хүчдэлтэй харьцуулах ёстой. Ашиглалтын доод хязгаар нь гүйдлийн оргил үеийн эрэлтийн үед хүчдэлийн уналтыг тооцох ёстой.

Хамгийн их цэнэглэх хүчдэл ба CC/CV цэнэглэх

Олон тооны ердийн NMC ууттай эсүүд нь 4.20V тогтмол гүйдэл/тогтмол хүчдэлийн цэнэглэгч профайлыг ашигладаг.

Тогтмол гүйдлийн үе шатанд үүрний хүчдэл нэмэгдэх үед цэнэглэгч нь зөвшөөрөгдсөн цэнэглэх гүйдлийг хангадаг. Багц нь цэнэглэгчийн хүчдэлийн зорилтод хүрэх үед цэнэглэх нь тогтмол хүчдэлийн үе шатанд ордог.

Тогтмол хүчдэлийн үе шатанд цэнэглэгч нь зорилтот хүчдэлийг барьж байхад цэнэглэх гүйдэл аажмаар буурдаг. Цэнэглэх нь гүйдэл нь эсийн үйлдвэрлэгчийн заасан утгад хүрэх эсвэл өөр зөвшөөрөгдсөн дуусгавар болох нөхцөл хангагдсан үед зогсох ёстой.

Яг цэнэглэх профайл нь дараахь зүйлийг тодорхойлох ёстой.

• Хамгийн их цэнэглэх гүйдэл

• Хамгийн их элемент ба багцын хүчдэл

• Тогтмол хүчдэлийн зорилтот

• Цэнэглэх гүйдэл

• Хамгийн их цэнэглэх хугацаа

• Зөвшөөрөгдсөн цэнэглэх температурын хүрээ

• Цэнэглэх эсвэл сэргээх нөхцөл

BMS-ийг ердийн цэнэгийн хянагч болгон ашиглаж болохгүй. Цэнэглэгч нь хүчдэл ба гүйдлийг зөв зохицуулах ёстой бөгөөд цэнэглэгч эсвэл системийн удирдлага бүтэлгүйтсэн тохиолдолд BMS нь бие даасан хамгаалалтыг хангадаг.

4.20V нь NMC эс бүрт үнэмлэхүй хязгаар мөн үү?

Үгүй

4.20 В-ын цэнэгийн зорилт нь олон NMC/графит эсийн хувьд түгээмэл байдаг боловч энэ нь бүх нийтийн биш юм. Өөр өөр электродын найрлага, эсийн загвар нь өөр өөр хамгийн их цэнэглэх хүчдэлийг ашиглаж болно.

BMS-ийн хэт хүчдэлийн босгыг зөвшөөрөгдсөн үүрний үзүүлэлтээс сонгож, дараахтай уялдуулан зохицуулах ёстой.

• Цэнэглэгчийн хүчдэлийн хүлцэл

• BMS хүчдэлийн хэмжилтийн нарийвчлал

• Утас болон мэдрэгчтэй холбоотой алдаа

• Илрүүлэх саатал

• Эсийн тэнцвэргүй байдал

• Температур

• Шаардлагатай аюулгүй байдлын маржин

NMC BMS бүрийг 4.25V болгож тохируулах гэх мэт нэг бүх нийтийн утгыг нийтлэхийг зөвлөдөггүй. Нэг үүрэнд зөвшөөрөгдөх утга нь нөгөө эсийн зөвшөөрөгдсөн хүчдэлээс хэтэрч болно.

Цэнэглэх таслах хүчдэл

Цэнэглэх төгсгөлийн хүчдэл нь тодорхой туршилтын нөхцөлд нэрлэсэн хүчин чадлыг хэмжихэд үйлдвэрлэгчийн ашигладаг доод хүчдэл юм.

NMC эсийн хувьд энэ утга нь ихэвчлэн ойролцоогоор 2.5V ба 3.0V хооронд байдаг боловч нарийн тоо нь эсийн загвараас хамаарч өөр өөр байж болно. Энэ нь автоматаар өдөр тутмын үйл ажиллагааны ердийн зорилт болж болохгүй.

Мэдээллийн хуудасны доод хэмжээтэй ойролцоо ажиллах нь бага зэрэг илүү хэмжигдэх хүчин чадлыг өгөх боловч энэ нь дараахь үр дагаварт хүргэж болзошгүй юм.

• Ачааллын дор илүү их хүчдэл уналт

• Хүйтэн температурт өмнө нь бага хүчдэлийн унтрах

• Цэнэглэх төгсгөл ойртох үед эрчим хүч буурсан

• Эсийн тэнцвэргүй байдалд мэдрэмтгий байдал нэмэгддэг

• Хамгийн сул цувралын эсийг хэт цэнэглэх эрсдэл өндөр

• Үйлчилгээний хугацааг багасгах боломжтой

Тогтвортой эсвэл хүчтэй хэт их цэнэг нь электрод болон хатуу электролитийн интерфазыг гэмтээж болно. Цуврал холболттой багцад нэг сул эс дууссаны дараа үргэлжлэх гүйдэл нь уг эсийг урвуу байдалд оруулах боломжтой. Хэт их цэнэгийн үед зэс-гүйдлийн коллектор уусч, дотоод богино залгааны механизм үүсч болно.

Тиймээс BMS нь эс зөвшөөрөгдөх доод хязгаараас хэтрэхээс өмнө ачааллыг салгах ёстой.

Ачааллын дор хүчдэлийн уналт

Ачааллын дор хэмжсэн эсийн хүчдэл нь эсийн сул хэлхээний хүчдэлээс бага байна. Энэ ялгааг ихэвчлэн хүчдэлийн уналт гэж нэрлэдэг.

Хялбаршуулсан тооцоо нь:

Хүчдэл уналт ≈ гүйдэл × эсэргүүцэл

Хэрэв эсийн тогтмол гүйдлийн эсэргүүцэл 2мОм, гүйдэл нь 100А бол:

ΔV = 100A × 0.002Ω = 0.20V

Гэсэн хэдий ч жинхэнэ багцын эсэргүүцэл нь дараахь зүйлийг агуулдаг.

• Нүдний таб

• Автобус

• Гагнасан эсвэл боолттой холболт

• Гал хамгаалагч ба контактор

• Кабель ба холбогч

• Зэрэгцээ бүлгийн гүйдлийн хуваарилалт

Эсэргүүцэл нь температур, цэнэгийн төлөв, хөгшрөлтөөс хамаарч өөрчлөгддөг. Тиймээс хүйтэн эсвэл хөгширсөн эс нь тасалгааны температурт туршсан шинэ эсээс илүү хүчдэлийн уналттай байж болно.

BMS нь богино түр зуурын уналт болон жинхэнэ шавхагдсан эсийг ялгах ёстой. Ийм учраас дутуу хүчдэлийн хамгаалалт нь ихэвчлэн батлагдсан илрүүлэлтийн саатал болон сэргээх гистерезисийг агуулдаг.

Бүх нийтийн аюулгүй саатал гэж байдаггүй. Үүнийг бодит үүр, ачааллын горим, хамгийн бага ажиллагааны температур, хамгийн муу тохиолдолд багцын эсэргүүцлийг ашиглан шалгах ёстой.

Нээлттэй хэлхээний хүчдэл ба цэнэгийн төлөв

Нээлттэй хэлхээний хүчдэл гэдэг нь цэнэг, цэнэггүйдэл зогссон, эс амрах хангалттай хугацаатай болсны дараа хэмжсэн эсийн хүчдэл юм.

Цэнэглэсний дараа нэн даруй хүчдэл нь бүрэн суллагдсан утгаасаа өндөр хэвээр байж болно. Хүчтэй цэнэгийн дараа ачааллыг арилгасны дараа хүчдэл дээшлэх боломжтой. Шаардлагатай амрах хугацаа нь эс, температур, тооцооллын аргад шаардагдах нарийвчлалаас хамаарна.

Тиймээс OCV–SoC хүснэгтийг тухайн нүдэнд зориулж үүсгэх эсвэл нийлүүлэх ёстой. Ерөнхий хүснэгт нь NMC-ийн найрлага бүрийг үнэн зөв илэрхийлж чадахгүй.

Ашиглалтын явцад бат бөх BMS нь ихэвчлэн дараахь зүйлийг нэгтгэдэг.

• Кулон тоолж байна

• Үүрэн хүчдэлийн хэмжилт

• Температурын нөхөн олговор

• Тохиромжтой амралтын хугацаанд OCV залруулга

• Хүчин чадал ба эрүүл мэндийн байдлын тооцоо

• Эсэргүүцэл эсвэл загварт суурилсан залруулга

Кулон тоолох нь ашигтай боловч одоогийн мэдрэгчийн офсет болон хүчин чадлын тооцооллын алдаа цаг хугацааны явцад хуримтлагддаг. SoC шилжилтээс сэргийлэхийн тулд үе үе засвар хийх шаардлагатай.

Санал болгож буй BMS тохиргооны арга

Дараах хүснэгтэд тохиргооны логикийг тайлбарласан болно. Энэ нь бүх нийтийн хүчдэлийн утгыг санаатайгаар өгдөггүй.

BMS параметрийн	санал болгож буй үндэслэл
Өндөр эсийн сэрэмжлүүлэг	Цэнэглэгч эсвэл хянагч гүйдлийг багасгахын тулд хамгаалалтын цэгийн доор тохируулна уу
Эсийн хэт хүчдэлийн хамгаалалт	Элементийн зөвшөөрөгдсөн хамгийн их хүчдэл, хэмжилт болон цэнэглэгчийн бүх хүлцэлтэй зохицуулна
Хэт хүчдэлийг суллах	Тохиромжтой гистерезис бүхий аяллын босгоноос доогуур тогтооно
Бага эсийн анхааруулга	Ашигтай сэрэмжлүүлэг өгөх эсвэл салгахаасаа өмнө цахилгааныг таслахын тулд хангалттай өндөр тохируулна уу
Бага хүчдэлийн эсийн хамгаалалт	Зөвшөөрөгдсөн доод хязгаарыг байнга зөрчихөөс өмнө эсийг хамгаална
Бага хүчдэлийн саатал	Түр зуурын хүчдэлийн уналт болон хэрэглээний оргил ачааллын үргэлжлэх хугацааг баталгаажуулна
Бага хүчдэлийг суллах	Аюулгүй сэргээх, цэнэглэх зан үйлийг тодорхойлох
Эхлэх хүчдэлийг тэнцвэржүүлэх	Нүдний дээд SOC хүчдэлийн төлөв байдал болон цэнэглэх стратегиас сонгоно уу
Тэнцвэрийн дифференциал	Хэмжилтийн нарийвчлал, эсийн тохирох байдал, шаардлагатай багцын гүйцэтгэлд үндэслэсэн
Цэнэглэх температурын хязгаарлалт	Үүрэн мэдээллийн хуудас болон баталгаажуулсан цэнэгийн гүйдлийн бууралтын газрын зургийг дагаж мөрдөөрэй
Ус зайлуулах температурын хязгаарлалт	Эсийн мэдээллийн хуудас болон системийн дулааны дизайныг дагаж мөрдөөрэй

Хамгаалалтын тохиргоо нь мөн алдааны бүртгэл, сэргээх нөхцөл, цэнэглэгчийн холбоо, контакторын ажиллагаа, алдаа нь автомат эсвэл гараар дахин тохируулах шаардлагатай эсэхийг тодорхойлох ёстой.

Эсийн тэнцвэржүүлэх

Цуврал холбосон батерейны багцад ашиглах боломжтой хамгийн бага хүчин чадалтай үүр эсвэл зэрэгцээ бүлэг нь бүхэл бүтэн багцын эрчим хүчийг хязгаарладаг.

Идэвхгүй тэнцвэржүүлэх нь резистороор дамжуулан өндөр хүчдэлийн эсүүдээс бага хэмжээний энергийг зайлуулдаг. Идэвхтэй тэнцвэржүүлэх нь эс эсвэл бүлгүүдийн хооронд энергийг дамжуулдаг бөгөөд тэнцвэргүй байдал ихтэй том багц эсвэл системд ашигтай байж болно.

Баланс-гүйдлийн сонголт нь эсийн багтаамжтай холбоотой байх ёстой.

Жишээлбэл, 76Ah үүрний хүчин чадлын 1% -ийн зөрүү нь:

76Ah × 1% = 0.76Ah

100 мА идэвхгүй тэнцвэржүүлэх гүйдэлтэй бол хамгийн тохиромжтой тэнцвэржүүлэх хугацаа нь:

0.76Ah ÷ 0.10A = 7.6 цаг

Тэнцвэржүүлэлт нь зөвхөн цэнэгийн мөчлөгийн нэг хэсэгт л ажиллах бөгөөд температур, ажлын мөчлөг эсвэл BMS хэмжилтийн хуваариар хязгаарлагдах тул бодит хугацаа илүү урт байх болно.

SOC хязгаарын дээд хэсгийн ойролцоо тэнцвэржүүлэх нь ихэвчлэн NMC-д ашигтай байдаг, учир нь хүчдэлийн зөрүүг тайлбарлахад хялбар болдог. Гэсэн хэдий ч эсийн OCV муруй болон багцын цэнэглэх стратегийг хянахгүйгээр '4.0V-ээс дээш тэнцвэржүүлж эхлэх' бүх нийтийн дүрмийг хэрэглэж болохгүй.

Угсрахаас өмнө эсийн сайн таарах нь чухал хэвээр байна. Жижиг тэнцвэржүүлэгч хэлхээ нь өндөр хүчин чадалтай уутны үүрний багц дахь том хүчин чадал эсвэл эсэргүүцлийн зөрүүг хурдан засч чадахгүй.

Температурын хамгаалалт

NMC-ийн цэнэг ба цэнэгийн хязгаар нь температураас ихээхэн хамаардаг.

Ердийн графит-анод лити-ион эсийг бага температурт цэнэглэх нь литийн бүрэх эрсдлийг нэмэгдүүлдэг, ялангуяа өндөр цэнэглэх гүйдэлтэй үед. Олон эсүүд 0 хэмээс доош температурт цэнэглэхийг зөвшөөрдөггүй бол зарим нь тодорхой бага температурын хязгаарт зөвхөн багассан гүйдлийг зөвшөөрдөг.

BMS нь эсийн үйлдвэрлэгчээс өгсөн температурын тодорхой хязгаар, гүйдлийн бууралтын зургийг хэрэгжүүлэх ёстой.

Температур мэдрэгчийг байрлуулах нь модулийн дизайныг тусгасан байх ёстой. Төлөөлөгч эсийн гадаргуу, хавчаар, шин эсвэл мэдэгдэж буй дулааны халуун цэг дээр мэдрэгч шаардлагатай байж болно. Хамгийн сайн байршил нь гол асуудал нь эсийн гол температур, табын халаалт, холболтын эсэргүүцэл эсвэл хөргөлтийн системийн ажиллагаа эсэхээс хамаарна.

Дулааны дизайныг дараахь байдлаар баталгаажуулах ёстой.

• Хамгийн их тасралтгүй цэнэг

• Хамгийн их тасралтгүй ялгадас

• Оргил гүйдлийн ажиллагаа

• Бага температурт цэнэглэх

• Өндөр температурт ажиллах

• Хөргөлтийн системийн эвдрэл

• Эс хоорондын температурын өөрчлөлт

NMC уутны эсийн амьдралыг уртасгах

Маш өндөр SOC-д ажиллах хугацааг багасгаж, шаардлагагүй гүн цэнэглэлтээс зайлсхийх нь NMC-ийн батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгадаг. Дээд цэнэгийн хүчдэлийг бууруулах нь доройтлыг бууруулж болох ч сонгосон үүрний хүчин чадал, амьдралын мөчлөгийн харилцан хамаарлыг хэмжих шаардлагатай.

Нэг тодорхой хүчдэлээр цэнэглэх нь ашиглалтын хугацааг үргэлж хоёр эсвэл гурав дахин уртасгана гэж амлах нь үнэн биш юм.

Батерейны хөгшрөлтөд дараахь зүйлс нөлөөлдөг.

• Эсийн температур

• Цэнэглэх ба цэнэгийн хэмжээ

• Цутгах гүн

• Дундаж SOC

• Хадгалах SOC

• Хамгийн их хүчдэлд зарцуулсан хугацаа

• Механик даралт

• Эсийн тохируулга

• Хөргөлтийн жигд байдал

Цикл бүрт хамгийн их эрчим хүч шаарддаггүй програмуудын хувьд инженерийн баг нарийхан SOC цонхыг үнэлж болно. Эцсийн тохиргоо нь мөчлөгийн туршилт, хэрэглэгчийн баталгаат хугацаа болон ажиллах хугацааны зорилтод тулгуурласан байх ёстой.

Уут-эсийн механик асуудал

Уутны эсүүд нь зөв цахилгааны тохиргооноос илүү ихийг шаарддаг. Тэдний хавтасласан бүрхүүл нь хатуу цилиндр эсвэл призм хэлбэрийн металл хайрцагтай ижил бүтцийн дэмжлэгийг өгдөггүй.

Бүрэн модулийн загварт дараахь зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

• Үйлдвэрлэгчийн зааж өгсөн шахалт буюу хязгаарлалт

• Амьдралын туршид эсийн тэлэлт

• Хавчаар ба ирмэгийн эргэн тойронд тусгаарлагч

• Цоорох, үрэлтээс хамгаалах

• Автобусны уян хатан байдал ба чихний ачаалал

• Хөргөх контакт ба температурын жигд байдал

• Үйлдвэрлэлийн хүлцлийн тэтгэмж

• Хэвийн бус хаван илрүүлэх

Хаван нь хөгшрөлт, өндөр температур, хэт ачаалал эсвэл бусад хэвийн бус нөхцөлтэй холбоотой байж болно. Цахилгаан болон химийн гэмтсэн эсийг нуухын тулд шахалтыг хэрэглэж болохгүй.

Жишээ: Farasis P76D үүрээр багцыг тохируулах

Хэрэв төсөл нь Farasis P76D эсвэл өөр том форматтай 76Ah NMC ууттай үүрийг ашиглаж байгаа бол инженерийн процессыг яг одоо үйлдвэрлэгчээс зөвшөөрөгдсөн мэдээллийн хуудаснаас эхлэх ёстой.

Хамгийн багадаа баталгаажуулна уу:

• Нэрлэсэн хүчдэл ба хүчин чадал

• Хамгийн их цэнэгийн хүчдэл

• Санал болгож буй болон үнэмлэхүй цэнэгийн хязгаар

• Стандарт ба хамгийн их цэнэгийн гүйдэл

• Тасралтгүй ба импульсийн цэнэгийн гүйдэл

• DC дотоод эсэргүүцэл

• Температурын хязгаарлалт

• Эсийн хэмжээ ба хавдах тэтгэмж

• Шахалтын шаардлага

• Циклийн амьдралын туршилтын нөхцөл

Хэрэв батлагдсан тодорхойлолтод нэрлэсэн хүчдэл 3.7V, цэнэгийн хамгийн их хүчдэл 4.20V, цэнэгийн төгсгөлийн хүчдэл 2.75V байгаа бол эдгээр утгыг багцын тооцоонд ашиглаж болно. Дараа нь BMS-ийн босго оноог зохих маржингаар боловсруулж, багцын түвшний туршилтаар баталгаажуулах ёстой.

Энэхүү баталгаажуулалтгүйгээр NMC-ийн ерөнхий тохиргоог хэзээ ч үйлдвэрлэлийн програм хангамж руу шууд хуулж болохгүй.

Зайны багцыг ашиглалтад оруулах шалгах хуудас

NMC ууттай батерейг гаргахын өмнө дараахь зүйлийг шалгана уу.

1. Одоогийн үүрэн мэдээллийн хуудас болон техникийн өөрчлөлтийг баталгаажуулна уу.

2. Цувралын тодорхой тооноос нэрлэсэн, хамгийн их, хамгийн бага багцын хүчдэлийг тооцоол.

3. Инвертер, мотор хянагч, цэнэглэгч болон DC/DC хувиргагчтай нийцэж байгааг баталгаажуулна уу.

4. Цэнэглэгчийн хүчдэл, гүйдэл ба төгсгөлийн нөхцөлийг программ.

5. BMS-ийн анхааруулга, хамгаалалтын босго, саатал, гистерезис болон сэргээх логикийг тохируулна уу.

6. Хамгаалалтын шинжилгээнд BMS болон цэнэглэгчийн хэмжилтийн хүлцлийг оруулна.

7. Хамгийн их гүйдэл, бага SOC болон хамгийн бага ажлын температурт хүчдэлийн уналтыг баталгаажуулна.

8. Температур мэдрэгчийн байрлал ба дулааны таслалтыг шалгана уу.

9. Тэнцвэржүүлэгч гүйдэл нь эсийн багтаамж болон хүлээгдэж буй үл нийцэлд тохирсон эсэхийг баталгаажуулна уу.

10. Температур болон хөгшрөлтийн нөхцөлд SoC-ийн тооцооллыг тохируулна уу.

11. Нээлттэй утас, хэт гүйдэл, богино холболт, хэт хүчдэл, бага хүчдэлийн хамгаалалтыг турших.

12. Механик хязгаарлалт, тусгаарлагч, хавчаарыг дэмжих, хөргөлтийг баталгаажуулна уу.

13. Эсийн ул мөр, багцын түвшний туршилтын өгөгдлийг бүртгэнэ.

Байнга асуудаг асуултууд

NMC уутны үүрний нэрлэсэн хүчдэл хэд вэ?

Ихэнх уламжлалт NMC уутны эсүүд нь ойролцоогоор 3.6V эсвэл 3.7V нэрлэсэн байна. Тодорхой үнэ цэнэ нь үйлдвэрлэгчийн туршилтын арга, эсийн загвараас хамаарна.

NMC эсийн бүрэн цэнэглэгдсэн хүчдэл хэд вэ?

Олон стандарт NMC/графит эсүүд нь 4.20V-ыг цэнэглэх зорилт болгон ашигладаг. Зарим эсийн загвар нь өөр утгыг ашигладаг тул батлагдсан мэдээллийн хуудсыг шалгах шаардлагатай.

NMC гүйдлийн таслах хүчдэл гэж юу вэ?

Элементээс хамааран цэнэгийн төгсгөлийн заасан хүчдэл нь ихэвчлэн ойролцоогоор 2.5V ба 3.0V хооронд байдаг. Эрчим хүчний хүртээмж, хүйтэн температурын гүйцэтгэл эсвэл ашиглалтын хугацааг сайжруулахын тулд ердийн системийн таслалтыг илүү өндөр болгож болно.

NMC BMS бүр 4.25V хэт хүчдэлийн тохиргоог ашиглаж болох уу?

Үгүй. Хэт хүчдэлийн босго нь сонгосон үүрний зөвшөөрөгдсөн дээд хүчдэл, цэнэглэгчийн хүлцэл, BMS-ийн нарийвчлал, хамгаалалтын хариу өгөх хугацаатай уялдсан байх ёстой.

Яагаад хурдатгал эсвэл өөр оргил ачааллын үед эсийн хүчдэл буурдаг вэ?

Эсэргүүцэл ба багцын эсэргүүцлээр урсах гүйдэл нь агшин зуурын хүчдэлийн уналтыг үүсгэдэг. Хүйтэн температур, бага SOC, хөгшрөлт, холболтын эсэргүүцэл нь энэ унжилтыг нэмэгдүүлдэг.

Хүчдэл дангаараа Цэнэгийн төлөвийн үнэн зөв заалтыг өгч чадах уу?

Идэвхтэй ажиллах үед биш. Нарийвчилсан SoC тооцоолол нь ихэвчлэн кулон тоолох, хүчдэл, температур, эсийн загвар, үе үе OCV залруулга зэргийг нэгтгэдэг.

BMS нь цэнэглэгчийг солих уу?

Үгүй. Цэнэглэгч нь зөв CC/CV профайл болон төлбөрийг дуусгавар болгох ёстой. BMS нь эсийг хянаж, хэвийн бус нөхцлөөс бие даасан хамгаалалтыг хангадаг.

Дүгнэлт

NMC уутны үүрний хүчдэлийн удирдлагыг интернетийн утгын бүх нийтийн багц биш, сонгосон үүрний зөвшөөрөгдсөн мэдээллийн хуудаснаас эхлэх ёстой.

3.6V - 3.7V нэрлэсэн хүчдэл, 4.20V цэнэглэх хүчдэл, 2.5V - 3.0V цэнэгийн төгсгөлийн хүчдэл зэрэг утгууд нь ашигтай лавлах цэг боловч NMC уутны үүр бүрийн зөв тохиргоог автоматаар тодорхойлдоггүй.

Найдвартай батерей нь эсийн техникийн үзүүлэлтүүд, цэнэглэгчийн удирдлага, BMS хамгаалалт, температурын удирдлага, хүчдэлийн уналтын туршилт, эсийн тэнцвэржүүлэлт, уутны эсийн механик дэмжлэгийг зохицуулдаг.

Misen нь NMC уутны эсүүдийг нийлүүлдэг бөгөөд эсийн сонголт, техникийн үзүүлэлтүүдийг хянах, BMS тааруулах, батерейны модулийг тусгайлан хөгжүүлэх ажлыг дэмждэг. Баглаа сонгоход шаардлагатай хүчдэл, хүчин чадал, тасралтгүй ба оргил гүйдэл, ажиллах температур, суурилуулах боломжтой хэмжээсийг бидэнд илгээнэ үү.

Эрчим хүчний өндөр нягтрал, уян хатан байдал NMC уутны үүр нь цахилгаан тээврийн хэрэгсэл болон өндөр ус зайлуулах хэрэглээнд зориулсан шилдэг сонголт болгодог. Эдгээр давуу талууд нь хүчдэлийн удирдлагад үл нийцэх нарийвчлалыг шаарддаг. Хүчдэлийн үзүүлэлтүүдийг буруу тайлбарлах нь цех болон талбай дээр ноцтой үр дагаварт хүргэдэг. Хүнд ачааллын үед хүчдэлийн уналтыг үл тоомсорлох нь системийг буруу унтраахад хүргэдэг. Амрах хүчдэлийн буруу ойлголт нь хүчин чадлын буруу уншилтыг үүсгэдэг. Таслах босгыг буруу тохируулах нь эсийн задралыг хурдасгах, механик хаван эсвэл сүйрлийн дулааны алдагдахад хүргэдэг.

Эсийн сонголтоос аюулгүй сав баглаа боодол руу шилжихийн тулд инженерийн багууд нэрлэсэн, оргил ба таслах хүчдэлийг яг батерейны удирдлагын системийн (BMS) параметрүүдтэй тааруулах ёстой. Энэхүү гарын авлага нь найдвартай байршуулахад шаардлагатай хүчдэлийн эгзэгтэй босго, динамик зан төлөв, BMS тохиргоог задалсан. Та хамгаалалтын хязгаарыг хэрхэн тогтоох, динамик ачааллын үйлдлийг үнэн зөв тайлбарлах, хамгийн их хүчин чадал, урт хугацааны найдвартай байдлыг тэнцвэржүүлэх цэнэглэх профайлыг хэрхэн тохируулах талаар сурах болно.

Гол арга хэмжээ

• Хүчдэлийн хатуу хил хязгаар: Стандарт NMC хими нь 2.5V (үнэмлэхүй хамгийн бага) -аас 4.2V (үнэмлэхүй хамгийн их) цонхонд аюулгүй ажилладаг; Эдгээр хязгаарыг давах нь эргэлт буцалтгүй химийн доройтлыг үүсгэдэг.

• Динамик ачааллын талаар анхаарах зүйлс: Өргөн нээлттэй тохируулагч (WOT) эсвэл өндөр гүйдэл татах үед хүчдэлийн уналт нь үүрний аюулгүй байдлыг хангахын зэрэгцээ саад тотгор учруулахаас сэргийлэхийн тулд BMS-ийн бага хүчдэлийн хамгаалалтад тооцогдох ёстой.

• Амрах ба Идэвхтэй хүчдэл: Цэнэглэсний дараа (гадаргуугийн цэнэг) нэн даруй терминалын хүчдэл зохиомлоор ихсэх бөгөөд жинхэнэ Нээлттэй хэлхээний хүчдэлийг (OCV) тусгахын тулд тогтох хугацаа шаардлагатай.

• BMS нь тохиролцох боломжгүй: Тогтмол гүйдэл/тогтмол хүчдэл (CC/CV) профайл, хэт хүчдэл/бага хүчдэлийн хамгаалалт (OVP/UVP) ашиглан зөв тохируулсан BMS нь бүх лити химийн бодисын амьдралын мөчлөгийг оновчтой болгох, аюулгүй байдлыг хангахад зайлшгүй шаардлагатай.

• Цэнэглэх хугацаа: Цэнэглэх хамгийн дээд хүчдэлийг 4.2V-ын оронд 4.05V–4.1V хүртэл хязгаарлах нь NMC уутны үүрний мөчлөгийн ашиглалтын хугацааг экспоненциалаар нэмэгдүүлж, урт хугацааны найдвартай байдлыг хангахын тулд дээд зэргийн хүчин чадлыг золиослох болно.

Суурь: NMC уутны эсийн хүчдэлийн параметрүүдийг ойлгох

Нэрлэсэн хүчдэл (3.6V – 3.7V) ба багцын тохиргооны математик

Нэрлэсэн хүчдэл нь стандарт цэнэгийн мөчлөгийн үед ажиллах дундаж хүчдэлийг илэрхийлдэг. Стандарт NMC (Никель манганы кобальт) химийн хувьд энэ утга нь ихэвчлэн 3.6V ба 3.7V хооронд байдаг. Бид энэ үзүүлэлтийг бүрэн цэнэглэгдсэн эсийг дунд зэргийн хурдаар, ихэвчлэн 0.2С-аас 0.5С хүртэл цэнэглэж, бүх цэнэгийн муруй дээрх медиан хүчдэлийг тооцоолох замаар тодорхойлно. Энэ хэмжигдэхүүн нь вандан сандал дээрх бүх эрчим хүчний тооцооны үндсэн суурь болж өгдөг.

Багцын нийт энергийг ватт-цаг (Вт)-аар тооцоолохын тулд та нэрлэсэн хүчдэлийг ашигладаг. Нэрлэсэн хүчдэлийг эсийн Ампер-цаг (А) багтаамжаар үржүүлэхэд нийт энерги гарна. Зайны багцыг бүтээхдээ та эсүүдийг цуврал (S) ба зэрэгцээ (P) холбосноор энэ нэрлэсэн хүчдэлийг хэмждэг. Математик нь системийн эцсийн бүтэц, бүрэлдэхүүн хэсгийн сонголтыг зааж өгдөг.

Энэ нь багцын түвшинд хэрхэн хүрч байгааг харцгаая. 14S (цуврал дахь 14 эсийн) тохиргоо нь ойролцоогоор 50.4V (14 x 3.6V) нэрлэсэн хүчдэлийг өгдөг. Бүрэн цэнэглэгдсэн энэ багц нь 58.8V (14 x 4.2V) хүрдэг. 16S тохиргоо нь нэрлэсэн хүчдэлийг 57.6V хүртэл түлхэж, хамгийн их цэнэгийн хүчдэл 67.2V байна. Та зөвхөн нэрлэсэн үнэлгээг бус бүх хүчдэлийн шүүрэлтийг зохицуулах мотор хянагч, инвертер, урьдчилан цэнэглэх хэлхээг зохион бүтээх ёстой. Хэрэв та контакторуудын хэмжээг зөвхөн 50.4V-ийн нэрлэсэн үзүүлэлтээр тооцвол 58.8V-д бүрэн цэнэглэгдсэн үед контактуудыг хаах эрсдэлтэй.

Хамгийн их цэнэгийн хүчдэл (4.2V), хүлцлийн хязгаар, амрах хүчдэл

Стандарт NMC эсийн үнэмлэхүй дээд терминал хүчдэл нь 4.20 В байна. Үйлдвэрлэлийн хүлцэл нь ерөнхийдөө эс бүрт ± 0.05V-ийн хатуу хэлбэлзлийг зөвшөөрдөг. Энэ хатуу хязгаараас хэтэрсэн хүчдэлийг түлхэх нь эсийн бүтэц доторх шууд бөгөөд эргэлт буцалтгүй химийн задралыг өдөөдөг. Та зөвхөн цэнэглэгчийн дэлгэц дээр найдаж болохгүй; Багцыг тэнцвэржүүлэх эхний үе шатанд тохируулагдсан мультиметр ашиглан үүрэн дээрх терминалын хүчдэлийг шалгах шаардлагатай.

Гадаргуугийн цэнэг нь түр зуурын амрах хүчдэлийн үзэгдлийг үүсгэдэг. Цэнэглэх мөчлөг дууссаны дараа терминалын хүчдэл зохиомлоор өндөр байна. Дотоод химийн хувьд тэнцвэрт байдалд хүрэхийн тулд тунгаах хугацаа, ихэвчлэн хэдэн цаг шаардагддаг. Зөвхөн энэ амралтын үе шатны дараа мультиметр нь жинхэнэ Нээлттэй хэлхээний хүчдэлийг (OCV) тусгана. Цэнэглэсний дараах шууд хүчдэлд тулгуурлан BMS-ээ тохируулснаар Цэнэглэх төлөв (SoC)-ийн буруу тооцоолол, дутуу тэнцвэржүүлэх өдөөгчийг бий болгодог.

Хэт их цэнэглэх нь хэрэгжүүлэх ноцтой эрсдэлийг дагуулдаг. 4.2 В-оос хэтрэх нь анод дээр литийн бүрэх үүсгэдэг. Электролит нь исэлдэж, хий үүсгэдэг. Уутны эсүүд нь хатуу цилиндр бүрхүүлгүй тул хий үүсэх нь механик хаван руу шууд хүргэдэг. Хавдсан эсүүд нь зэргэлдээх эсүүдэд дарамт учруулж, бүхэл бүтэн модулийн бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг алдагдуулж, хөнгөн цагаан ламинатан уутыг эвдэж болзошгүй.

Инженерүүд төлбөрийн дээд хязгаартай холбоотой тодорхой үнэлгээний хэмжүүртэй тулгардаг. Бүрэн 4.2V хүртэл цэнэглэх нь нэрлэсэн хүчин чадлынхаа 100% -ийг гаргаж авдаг боловч дотоод химийн найрлагад дарамт учруулдаг. Цэнэглэх хүчийг 4.0V эсвэл 4.1V хүртэл хязгаарлах нь хүчин чадлын 80-90% -ийг эзэлдэг. Энэхүү хүрээг бага зэрэг багасгах нь механик ачааллыг эрс багасгаж, багцын нийт мөчлөгийн хугацааг уртасгадаг. Хөдөлгөөнгүй хадгалах хэрэглээний хувьд энэ солилцоо нь бараг үргэлж үнэ цэнэтэй байдаг.

Цэнэглэх таслах хүчдэл (2.5V – 2.8V)

Гарах таслах хүчдэл нь үйл ажиллагааны үнэмлэхүй доод хязгаарыг тэмдэглэнэ. Энэ босго дээр эс бүрэн шавхагдаж, 0% цэнэгийн төлөвт хүрнэ. NMC химийн хувьд үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн ачааллын дор 2.5V ба 2.8V хооронд энэ хязгаарыг тодорхойлдог. Энэ цэгээс доош эрчим хүч гаргаж авах нь бага хэмжээний нэмэлт ажиллах хугацааг өгдөг боловч химийн асар их эрсдэлийг бий болгодог.

Гаргах муруй нь 3.2V орчим тодорхой 'өвдөгний' онцлогтой. Энэ цэгээс доош хүчдэл нь хадан цохионоос унана. 3.0-аас 2.5 В-ын хооронд ашиглах боломжтой эрчим хүч бараг байхгүй. Энэ гүн ялгарах бүсэд эсийг түлхэх нь аюултай бөгөөд үр дүнгүй юм.

2.5 В-оос доош гүн цэнэггүйдэл нь зэсийн уусалтыг эхлүүлдэг. Анод дээрх зэсийн гүйдлийн коллектор задарч, электролит руу уусч эхэлдэг. Дараа нь эсийг цэнэглэхэд эдгээр ууссан зэсийн ионууд тунадасждаг. Тэд тусгаарлагчийг цоолох металл дендрит үүсгэдэг.

Энэ нь дотоод богино холболт үүсгэдэг. Гүн гоожсоны улмаас гэмтсэн эс гэнэт ажиллахаа больсноос өмнө хэд хэдэн мөчлөгийн турш хэвийн ажиллаж байгаа мэт харагдаж болно. Байнгын хүчин чадал алдагдах баталгаатай. Үүнээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд системийн зохион бүтээгчид техник хангамж болон программ хангамжийн түвшинд бага хүчдэлийн хатуу хязгаарлалтыг мөрдүүлж, эсүүд энэ чухал босго хүрэхээс өмнө BMS нь ачааллыг физик байдлаар салгах ёстой.

NMC уутны эсийн динамик хүчдэлийн төлөв байдал

Ачааллын дор хүчдэлийн уналт (WOT болон өндөр ус зайлуулах хувилбарууд)

Дотоод эсэргүүцэл (IR) нь өндөр гүйдлийн цэнэгийн үед хүчдэлийн уналт гэж нэрлэгддэг үзэгдлийг үүсгэдэг. Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн оператор Wide Open Throttle (WOT) шаарддаг үед мотор нь батарейгаас асар их гүйдлийн хүчийг татдаг. Ом хуулийн дагуу эсийн дотоод эсэргүүцлийн эсрэг үржих энэхүү өндөр гүйдэл нь терминалууд дээр шууд хүчдэлийн уналтад хүргэдэг.

Бат бөх системийг зохион бүтээхийн тулд та зөвшөөрөгдөх унжилтыг тооцоолох ёстой. Практик тооцоог авч үзье. Хэрэв үүр нь 2 миллиом (0.002 ом) дотоод эсэргүүцэлтэй бөгөөд та 100 ампер татах юм бол хүчдэлийн уналт V = I * R = 100 * 0.002 = 0.2 В байна. WOT үйл явдлын үед нэг эсэд 0.2V-оос 0.4V-ийн түр зуурын уналт нь бүхэлдээ ердийн үзэгдэл юм. Тодорхой хэмжээ нь шаардагдах тодорхой C-хувь болон эсийн тогтмол гүйдлийн дотоод эсэргүүцэл (DCIR) зэргээс ихээхэн хамаардаг. Зузаан хавчаартай, оновчтой химийн найрлагатай өндөр гүйцэтгэлтэй эсүүд уналт багатай байдаг.

Энэ нь BMS програмчлалын хувьд төвөгтэй асуудлын хүрээг бий болгодог. Систем нь жинхэнэ шавхагдсан эс болон хүнд ачааллын үед түр зуурын хүчдэлийн уналтыг ялгах ёстой. Хэрэв BMS нь хатуу, агшин зуурын хүчдэлийн тасалдал дээр тулгуурладаг бол 30% SoC дээр WOT үйл явдал нь терминалын хүчдэлийг 2.8 В-оос доош татдаг. Энэ нь жолоо барьж байх үед системийг дутуу, аюултай унтрахад хүргэдэг. Та энэ динамик үйлдлийг удирдахын тулд цаг хугацааны хоцрогдсон хамгаалалтын босго хэрэгжүүлэх ёстой.

Цэнэгийн төлөв (SoC) ба Нээлттэй хэлхээний хүчдэл (OCV) муруй

NMC хими нь тодорхой, шугаман бус цэнэгийн муруйг харуулдаг. Энэхүү өргөн, налуу муруй нь LiFePO4 батерейны хэт хавтгай цэнэггүй байдлаас эрс ялгаатай. NMC муруйн налуу шинж чанар нь зөвхөн хүчдэлд тулгуурлан үлдсэн хүчин чадлыг тооцоолоход хялбар болгодог, гэхдээ зөвхөн хатуу амрах нөхцөлд.

Энэ муруй нь ойролцоогоор 3.9V ба 3.4V-ийн хоорондох урт өндөрлөг бүсийг харуулж байна. Энэ цонхны дотор эс цэнэггүй болох үед хүчдэл аажмаар, тогтвортой буурдаг. Дээд төгсгөлд (4.2V-ээс 3.9V хүртэл) ба доод төгсгөлд (3.4V-ээс 2.8V хүртэл) хүчдэлийн уналт огцом бөгөөд хурдан байна. Энэхүү шугаман бус үйлдэл нь бодит цагийн хүчин чадлыг хянахад хүндрэл учруулдаг.

Ойролцоогоор цэнэгийн төлөв (SoC)	Амрах нээлттэй хэлхээний хүчдэл (OCV)	цэнэгийн муруй үе шат
100%	4.20 В	Эгц уналт
80%	3.95 В	Плат руу орох
50%	3.70 В	Дунд өндөрлөг (Нэрлэсэн)
20%	3.45 В	Талбайгаас гарах
0%	2.80V - 3.00V	Эгц уналт (Таслах)

SoC-ийн тооцоололд зөвхөн хүчдэлд найдах нь идэвхтэй NMC эсийн хувьд хангалтгүй хэвээр байна. Ачааллын үед хүчдэл буурч, амрах үед буцаж ирдэг тул хүчдэлийн хайлтын энгийн хүснэгт нь ашиглалтын явцад зэрлэг хэлбэлзлийг харуулах болно. Та BMS дотор кулон тоолох аргыг ашиглах ёстой. Кулон тооллого нь багц доторх болон гадагш урсах гүйдлийг яг нарийн хэмждэг бөгөөд энэ өгөгдлийг цаг хугацааны явцад нэгтгэж, өндөр нарийвчлалтай, тогтвортой SoC хувийг хангадаг.

Өндөр гүйцэтгэлтэй сонголтуудыг үнэлэх: Farasis P76D уутны эсийн техникийн үзүүлэлтүүд

Хүчин чадал ба хүчдэлийн үнэлгээ

-д дүн шинжилгээ хийж байна Farasis P76D уутны эсийн техникийн үзүүлэлтүүд нь өндөр хүчин чадалтай NMC технологийн тодорхой жишиг болж өгдөг. Энэхүү тусгай үүр нь 76Ah их багтаамжтай тул эрчим хүч ихтэй модулийн загварт тохиромжтой. Хүчдэлийн параметрүүд нь дээд түвшний NMC химийн стандартуудтай нийцдэг.

Нэрлэсэн хүчдэл нь 3.7V-т байгаа нь цэнэгийн үед хүчтэй өндөрлөг бүсийг харуулж байна. Санал болгож буй цэнэгийн хязгаарыг 4.2V-д хатуу хязгаарласан бол стандарт цэнэгийн хязгаарыг 2.75V-д тохируулсан. Эдгээр үнэлгээ нь эрчим хүчний нягтын онцгой хэмжүүрүүдийг гаргаж, инженерүүдэд хамгийн их киловатт цагийг хязгаарлагдмал физик ул мөр болгон багцлах боломжийг олгодог. Эдгээр үүрэн дээрх өргөн хавчуурууд нь орон нутгийн халаалтыг багасгахын зэрэгцээ өндөр тасралтгүй урсах гүйдлийг зохицуулах зориулалттай.

Хэрэглээний тохиромжтой байдал ба өргөтгөх чадвар

Farasis P76D-ийн дулааны шинж чанар, ялгаруулах чадвар нь EV жолоодлогын амжилтын шалгуурууд болон эрчим хүч хадгалах шаардлагуудтай төгс нийцдэг. Нэг эсийн өндөр хүчин чадал нь багцад шаардагдах зэрэгцээ холболтын тоог бууруулдаг. Энэ нь шинийн бүтцийг хялбарчилж, шаардлагатай лазер гагнуурын тоог багасгаж, эвдрэлийн боломжит цэгүүдийг арилгадаг.

Гэсэн хэдий ч том хэлбэрийн уутны эсийг ашиглах нь тодорхой механик хязгаарлалтыг бий болгодог. Цэнэглэх, цэнэггүй болгох үед уутны эсүүд аяндаа томорч, агшиж байдаг. Та модулийн орон сууцны дотор инженерийн шахалтын хавтан болон хөөсөн дэвсгэрийг хэрэгжүүлэх ёстой. Тохиромжтой механик шахалт нь энэ хэвийн тэлэлтийг зохицуулж, дотоод давхаргын давхаргыг задлахаас сэргийлж, электрод ба тусгаарлагчийн хоорондох оновчтой холбоог хадгалж байдаг. Тохиромжтой шахалт байхгүй бол эсийн нас ахих тусам дотоод эсэргүүцэл тогтвортой өсөх болно.

NMC уутны эсийн BMS тохиргоо

Хэт хүчдэлийн хамгаалалт (OVP) ба доогуур хүчдэлийн хамгаалалт (UVP) тохиргоо

BMS-ийн тодорхой тогтоосон цэгүүдийг тодорхойлох нь NMC химийн хувьд шийдвэрлэх чухал арга юм. Та анхдагч үйлдвэрийн тохиргоонд найдаж болохгүй; та тодорхой эсийн мэдээллийн хуудсанд босго оноог тохируулах ёстой. Зөв тохируулга нь дохиоллын түвшин болон хатуу салгах түвшинг хоёуланг нь ашиглан шаталсан аргыг ашигладаг.

1. OVP дохиоллын босго: ~4.15V-д тохируулна уу. BMS нь анхааруулга өгөх бөгөөд CAN автобусаар дамжуулан цэнэглэгчээс тэнцвэржүүлэх эсвэл цэнэгийн гүйдлийг бууруулах хүсэлт гаргаж болно.

2. OVP салгах босго: 4.25V-д хатуу тохируулна. BMS нь контакторыг онгойлгож, гамшгийн хэт цэнэглэлтээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд цэнэгийн гүйдлийг физик байдлаар тасалдаг.

3. UVP дохиоллын босго: ~3.0V-д тохируулна уу. Систем нь хэрэглэгчдэд бага хүчин чадалтайг анхааруулж, гүйдэл татахыг хязгаарлахын тулд моторын эргэлтийг хязгаарлаж болно.

4. UVP салгах босго: 2.7V болон 2.8V хооронд тохируулна. BMS нь зэсийг уусгахгүйн тулд гадагшлуулах замыг бүрэн хаадаг.

Та эдгээр UVP тохиргоонд саатал таймерыг тохируулах ёстой. Ердийн 2-5 секундын саатал нь WOT үйл явдлын үед түр зуурын хүчдэлийн уналтаас салгахад саад учруулахаас сэргийлдэг. Хэрэв хүчтэй хурдатгалын үед хүчдэл ердөө 500 миллисекунд 2.7 В-оос доош буувал таймер унтрахаас сэргийлнэ. Хэрэв хүчдэл бүтэн 3 секундын турш 2.7V-оос доош байвал BMS нь жинхэнэ шавхагдсан эсийг таньж, контакторыг нээнэ.

Эсийн тэнцвэржүүлэх стратеги

Эсийн тэнцвэржүүлэлт нь цуврал хэлхээний бүх эсүүд нэгэн зэрэг хамгийн их цэнэгээ авдаг. Тэнцвэржүүлэхгүйгээр хамгийн бага багтаамжтай эс нь бүхэл бүтэн багцын ашиглах боломжтой эрчим хүчийг зааж өгдөг. Та багцын хэмжээ, хэрэглээнд тулгуурлан идэвхтэй болон идэвхгүй тэнцвэржүүлэх стратегийн аль нэгийг сонгох ёстой.

Идэвхгүй тэнцвэржүүлэх нь хамгийн их цэнэглэгдсэн эсүүдээс гүйдлийг тойрч гарах резистороор дамжуулж, энергийг дулаан болгон тараадаг. Сайн тохирсон, өндөр чанартай NMC уутны эсийн хувьд идэвхгүй тэнцвэржүүлэх нь ихэвчлэн хангалттай байдаг. Тэнцвэржүүлэх гүйдэл нь ихэвчлэн бага, 50мА-аас 200мА хооронд хэлбэлздэг. 50мА цус алдах резистор нь тэнцвэргүй 76Ah эсийг тэнцвэржүүлэхэд хэдэн өдөр шаардагдана гэдгийг санаарай, иймээс эцсийн багцыг угсрахаас өмнө вандан сандал дээр анх удаа тэнцвэржүүлэх нь маш чухал юм.

BMS нь идэвхгүй тэнцвэржүүлэлтийг зөвхөн цэнэгийн мөчлөгийн хамгийн дээд хэсэгт буюу нэг үүрэнд 4.0 В-оос дээш байх ёстой. Цутгах муруйны хавтгай хэсэгт (ойролцоогоор 3.6V) эсийг тэнцвэржүүлэхийг оролдох нь маш эрсдэлтэй байдаг. Талбайн бүс дэх хүчдэлийн зөрүү хамгийн бага байдаг тул BMS нь дотоод эсэргүүцлийн бага зэрэг өөрчлөлтийг хүчин чадлын тэнцвэргүй байдал гэж буруу тайлбарлаж, буруу, сөрөг тэнцвэржүүлэх үйлдлүүдэд хүргэдэг.

Температурын нөхөн олговор ба дулааны хязгаарлалт

Хүчдэлийн босго нь статик биш; тэдгээрийг орчны болон эсийн дотоод температурт үндэслэн динамикаар тохируулах ёстой. Бат бөх BMS нь бодит цагийн дулааны өгөгдлийг хянахын тулд эсийн хавчуурууд болон уутны биений эсрэг шууд байрлуулсан олон термисторуудыг ашигладаг. Термисторыг шин дээр байрлуулах нь өндөр гүйдлийн халаалтыг илрүүлэх хамгийн хурдан хариу өгөх хугацааг өгдөг.

NMC эсүүдийг хөлдөх температурт (0 ° C) эсвэл түүнээс доош температурт цэнэглэх нь хэрэгжүүлэхэд ноцтой эрсдэлтэй байдаг. Бага температурт графит анод руу литийн ионуудын харилцан үйлчлэл эрс удааширдаг. Хэрэв та стандарт цэнэгийн гүйдлийг хөлдөх температурт хэрэглэвэл литийн ионууд анод руу хангалттай хурдан нэвтэрч чадахгүй. Тэд гадаргуу дээр хуримтлагдаж, байнгын литийн бүрээсийг үүсгэдэг.

Үүнээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд BMS нь дулааны хатуу хязгаарлалтыг хэрэгжүүлэх ёстой. 5 ° C-аас доош температурт BMS нь зөвшөөрөгдөх цэнэгийн гүйдлийг эрс багасгах ёстой. 0°C буюу түүнээс доош температурт BMS нь цэнэгийн гүйдлийг бүрэн идэвхгүй болгохын зэрэгцээ бага хурдтай цэнэгийг зөвшөөрөх ёстой. Өндөр температурын тасалдал нь адилхан чухал ач холбогдолтой; Дулааны алдагдлаас сэргийлэхийн тулд эсийн температур 60 ° C-аас дээш байвал цэнэглэх ба цэнэгийг идэвхгүй болгох хэрэгтэй. Идэвхтэй шингэн хөргөлтийн системийг 20°С-аас 35°C-ийн хамгийн оновчтой цонхонд савлахын тулд BMS-тэй нэгтгэсэн байх ёстой.

Цэнэглэх профайл болон амьдралын мөчлөгийг оновчтой болгох

Тогтмол гүйдэл / Тогтмол хүчдэл (CC/CV) мөчлөг

Өндөр түвшний NMC багц нь Тогтмол Гүйдэл / Тогтмол Хүчдэл (CC/CV) цэнэглэх горимыг шаарддаг. Энэхүү хоёр үе шаттай процесс нь хамгийн дээд хүчдэлийн босгыг хэтрүүлэхгүйгээр аюулгүй, бүрэн цэнэглэлтийг баталгаажуулдаг. Та энэ дарааллыг яг дагаж мөрдөхийн тулд цэнэглэх төхөөрөмжөө програмчлах ёстой.

Бөөн үе шатанд (CC) цэнэглэгч нь зайны багцад тогтмол, хамгийн их зөвшөөрөгдөх гүйдлийг хүргэдэг. Сав баглаа боодол нь эрчим хүч шингээх тусам хүчдэл тогтмол өсдөг. Энэ үе шат нь баглаа боодлын хамгийн өндөр эс нь зорилтот шингээх хүчдэл буюу ихэвчлэн 4.2V хүрэх хүртэл үргэлжилнэ. CC үе шат нь нийт цэнэгийн 80-90% -ийг өгдөг. Илүү өндөр дотоод эсэргүүцэлтэй эсүүд энэ хүчдэлийн босгонд эрт хүрч, цэнэглэгчийг дараагийн үе шатанд эрт шилжүүлдэг.

Зорилтот хүчдэлд хүрсэний дараа цэнэглэгч нь шингээх үе шатанд (CV) шилждэг. Цэнэглэгч нь хүчдэлийг 4.2V-д төгс тогтмол барьдаг. Эс бүрэн ханалтанд хүрэх үед түүний дотоод эсэргүүцэл нь буцаж түлхэгдэж, хүлээн зөвшөөрөгдсөн гүйдэл нь аяндаа багасдаг. Одоогийн конус дээр үндэслэн төлбөрийг зогсоох нь маш чухал юм. Урьдчилан тогтоосон босго буюу ихэвчлэн 0.05С хүртэл гүйдэл буурах үед цэнэгийн мөчлөг бүрэн дуусах ёстой. Эсийг 4.2V-д тодорхойгүй хугацаагаар барих нь бичил хэт цэнэглэгдэж, хурдан задрахад хүргэдэг.

Нийт үнэ цэнэ нөлөөлөх хүчин зүйлүүд: Хүчин чадал ба урт наслалт

Зорилтот цэнэгийн хүчдэлийг тохируулах нь таны хэрэглээний тодорхой зорилгод тулгуурласан шийдвэрийн хүрээг шаарддаг. Та туйлын дээд хязгаар ба нийт насан туршийн эрчим хүчний дамжуулалтын хоорондох зөрүүг үнэлэх ёстой.

Зорилтот цэнэгийн хүчдэл	Нэг мөчлөгийн	тооцоолсон ашиглалтын хүчин чадал	Үндсэн хэрэглээний тохиолдол
4.20 В	100%	500 - 800 мөчлөг	Гүйцэтгэлийн цахилгаан машин, нисгэгчгүй онгоц
4.10 В	~90%	1200 - 1500 Цикл	Зорчигч тээврийн хэрэгсэл, тэнгис
4.05 В	~80%	2000 гаруй мөчлөг	Сүлжээ хадгалах, Нарны банкууд

NMC багцыг 4.2V хүртэл цэнэглэх нь хамгийн ойрын зайг хангах боловч катодын бүтцэд дарамт учруулж, ашиглалтын хугацааг богиносгодог. Зорилтот хүчдэлийг 4.05 В хүртэл бууруулснаар хүчин чадлын дээд 20% -ийг золиослодог. Гэсэн хэдий ч химийн стрессийн бууралт нь багцын нийт мөчлөгийн хугацааг амархан хоёр, гурав дахин нэмэгдүүлэх боломжтой. Суурин хадгалалт эсвэл өдөр тутмын хамгийн дээд хязгаар нь чухал биш програмуудын хувьд цэнэгийн хүчдэлийг бууруулах нь нийт ашиглалтын хугацааны эрчим хүчний дамжуулалтыг асар их хэмжээгээр өгдөг.

Дүгнэлт

2.5V–4.2V-ийн үйл ажиллагааны цонхыг чанд дагаж мөрдөхөд NMC-ийн химийн бодисыг аюулгүй, үр ашигтайгаар ашиглах боломжтой. Системийн жинхэнэ найдвартай байдал нь хүчдэлийн уналт, температурын хэлбэлзэл, амьдралын тодорхой мөчлөгийн зорилгыг идэвхтэй тооцдог динамик BMS тохиргоог шаарддаг. Техник хангамжийн сонголт, програм хангамжийн параметрүүд нь төгс синхрончлолд ажиллах ёстой.

Зайны системийн дизайныг баталгаажуулахын тулд дараах арга хэмжээг авна уу.

1. Өөрийнхөө модулиудад зориулсан тогтмол гүйдлийн дотоод эсэргүүцэл ба тасралтгүй С хурдны дээд хязгаарыг гаргаж авахын тулд үүрний үйлдвэрлэгчийнхээ мэдээллийн хуудсыг шалгана уу.

2. Тохиромжтой цэнэгийн хүчдэлийг тогтоохын тулд хэрэглээнийхээ мөчлөгийн ашиглалтын шаардлагыг тодорхойлж, хамгийн их хүчин чадалтай бол 4.2V эсвэл урт наслахын тулд 4.05V-ийн хооронд шийдээрэй.

3. Өндөр гүйдлийн хурдатгалын үед саад тотгор учруулахаас сэргийлэхийн тулд бага хүчдэлийн хамгаалалтын босгон дээр 3 секундын сааталтайгаар BMS-ээ програмчлаарай.

4. 0.05С-ийн гүйдлийн конус дээр цэнэглэлт зогссон эсэхийг шалгахын тулд загварчилсан ачааллын нөхцөлд өөрийн CC/CV цэнэглэх профайлыг загварчил.

5. Эсийн сонголт, системийн архитектурын чиглэлээр мэргэшсэн инженерийн дэмжлэг авахын тулд, бидэнтэй холбоо барина уу . BMS параметрүүдээ дээд түвшний техник хангамжтай тохируулахын тулд

Түгээмэл асуулт

А: NMC уутны үүрний үнэмлэхүй дээд хүчдэл хэд вэ?

Х: үнэмлэхүй дээд терминал хүчдэл нь нэг үүрэнд 4.20V байна. Энэ хязгаараас хэтэрсэн тохиолдолд лити бүрэх, электролитийн исэлдэлт, хий үүсэх, уутны механик хаван зэрэг эргэлт буцалтгүй химийн гэмтэл үүсдэг.

Асуулт: Та NMC батерейг гэмтэл учруулахаас өмнө хэр бага цэнэгтэй цэнэглэх вэ?

Х: Аюулгүй доод хязгаар нь ихэвчлэн ачааллын үед 2.5V-2.8V байна. 2.5В-оос доош цэнэггүй цэнэг нь анод дээрх зэсийн гүйдлийн коллектор уусч, дотоод богино холболт болон хүчин чадлын байнгын алдагдалд хүргэдэг.

А: Өргөн нээлттэй тохируулагч (WOT) үед нэг үүрэнд хамгийн их хүчдэлийн уналт хэр их байх вэ?

Х: WOT гэх мэт хүнд ачааллын үед нэг үүрэнд түр зуурын хүчдэл 0.2V-оос 0.4V хүртэл буурах нь хэвийн үзэгдэл юм. Яг уналт нь эсийн дотоод эсэргүүцэл ба тодорхой гүйдлийн хүчээс хамаарна. BMS-ийн саатал нь энэ уналт нь унтрахаас сэргийлнэ.

Асуулт: Цэнэглэсний дараа эсийн терминалын хүчдэл яагаад өндөр уншигдав?

Х: Энэ нь гадаргуугийн цэнэгээс үүдэлтэй. Цэнэглэх гүйдэл зогссоны дараа эсийн доторх химийн урвалууд тэнцвэрт байдалд хүрэхэд цаг хугацаа шаардагдана. Хүчдэл нь аяндаа хэдэн цагийн турш жинхэнэ Нээлттэй хэлхээний хүчдэл (OCV) хүртэл буурна.

А: Цэнэглэх хүчдэлийг хязгаарлах нь батерейны ашиглалтын хугацааг хэрхэн сайжруулдаг вэ?

Х: 4.2V хүртэл цэнэглэх нь катодын бүтцэд хамгийн их ачаалал өгдөг. Оргил цэнэгийг 4.05V эсвэл 4.1V хүртэл хязгаарласнаар та энэхүү химийн болон механик стрессийг бууруулдаг. Энэ нь бага хэмжээний ашиглах боломжтой хүчин чадлыг золиослох боловч батерейны тэсвэрлэх цэнэгийн нийт мөчлөгийн тоог хоёр дахин нэмэгдүүлэх боломжтой.