วิธีชาร์จแบตเตอรี่ LTO: การออกแบบแรงดัน กระแส BMS และกระเป๋าเซลล์

การชาร์จแบตเตอรี่ LTO ไม่ใช่เรื่องยากเมื่อข้อกำหนดของเซลล์มีความชัดเจน ปัญหามักจะเริ่มต้นเมื่อเชื่อมต่อชุด LTO เข้ากับเครื่องชาร์จที่ออกแบบมาสำหรับแบตเตอรี่ NMC, LFP หรือแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

ลิเธียมไททาเนต หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า LTO ใช้แรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่แตกต่างจากเซลล์ลิเธียมไอออนกราไฟท์-แอโนดทั่วไป นอกจากนี้ยังมีกราฟแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างเรียบ และในเซลล์ประเภทกำลังที่เลือก สามารถรับกระแสไฟชาร์จสูงได้ คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้ LTO น่าดึงดูดสำหรับ AGV อุปกรณ์อุตสาหกรรม การเคลื่อนย้ายด้วยไฟฟ้า ระบบสร้างใหม่ และการใช้งานที่หมุนเวียนหลายครั้งต่อวัน

นอกจากนี้ยังหมายความว่าต้องเลือกที่ชาร์จ, BMS และการกำหนดค่าซีรีส์สำหรับเซลล์ LTO ที่แน่นอน ไม่ใช่แค่สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ระบุของแบตเตอรี่ที่โฆษณาไว้เท่านั้น

คู่มือนี้จะอธิบายวิธีการชาร์จแบตเตอรี่ LTO อย่างถูกต้อง โดยให้ความสนใจเป็นพิเศษกับเซลล์กระเป๋า LTO และการออกแบบชุดแบตเตอรี่แบบกำหนดเอง

วิธีการชาร์จที่ถูกต้องสำหรับแบตเตอรี่ LTO คืออะไร?

เซลล์ LTO ส่วนใหญ่ใช้กระบวนการชาร์จ CC/CV:

1. เครื่องชาร์จจ่ายกระแสไฟคงที่ในระหว่างขั้นตอนการชาร์จหลัก

2. เมื่อแบตเตอรี่ถึงแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ เครื่องชาร์จจะเปลี่ยนเป็นการควบคุมแรงดันไฟฟ้าคงที่

3. กระแสการชาร์จจะค่อยๆ ลดลง

4. การชาร์จจะสิ้นสุดลงเมื่อกระแสไฟถึงเงื่อนไขการสิ้นสุดที่ระบุไว้สำหรับเซลล์หรือชุดแบตเตอรี่

ฟังดูคล้ายกับการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอื่นๆ แต่การตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าจะแตกต่างออกไป

เซลล์ LTO เชิงพาณิชย์โดยทั่วไปจะมีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 2.3V หรือ 2.4V ต่อเซลล์ แรงดันไฟฟ้าประจุบนที่ระบุมักจะอยู่ในช่วง 2.7V ถึง 2.8V ขึ้นอยู่กับการออกแบบเซลล์

ค่าเหล่านี้เป็นค่าทั่วไป ไม่ใช่การตั้งค่าสากล แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟชาร์จ กระแสไฟปลายทาง และขีดจำกัดอุณหภูมิที่ถูกต้องต้องมาจากเอกสารข้อมูลสำหรับเซลล์ที่เลือกเสมอ

เครื่องชาร์จที่ออกแบบมาสำหรับเซลล์ LFP 3.2V หรือเซลล์ NMC 3.6V/3.7V ไม่สามารถใช้งานได้ เว้นแต่จะสามารถตั้งโปรแกรมใหม่สำหรับช่วงแรงดันไฟฟ้า LTO ได้

แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จแบตเตอรี่ LTO

ขั้นตอนแรกคือการยืนยันค่าสี่ค่าจากข้อกำหนดเฉพาะของเซลล์:

พารามิเตอร์	ช่วง LTO ทั่วไป	เหตุใดจึงสำคัญ
แรงดันไฟฟ้าของเซลล์ที่กำหนด	ประมาณ 2.3V–2.4V	ใช้เพื่ออธิบายแรงดันไฟฟ้าของระบบแบตเตอรี่
แรงดันประจุสูงสุด	โดยทั่วไป 2.7V–2.8V	กำหนดการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าคงที่ของเครื่องชาร์จ
แนะนำให้ตัดการจำหน่าย	เฉพาะรุ่น	ส่งผลต่อพลังงานที่ใช้ได้และการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าตกของ BMS
กระแสไฟชาร์จมาตรฐานและสูงสุด	เฉพาะรุ่น	กำหนดเวลาการชาร์จ ขนาดสายเคเบิล และภาระความร้อน

อย่าเลือกเครื่องชาร์จจากแรงดันไฟฟ้าที่ระบุเพียงอย่างเดียว เซลล์ LTO สองเซลล์อาจอธิบายได้ว่าเป็นผลิตภัณฑ์ 2.4V ทั้งคู่ แต่มีแรงดันไฟฟ้าประจุ ขีดจำกัดกระแส หรือข้อจำกัดด้านอุณหภูมิที่แนะนำแตกต่างกัน

ไม่ควรถือว่าแรงดันไฟฟ้าชาร์จสูงสุดเป็นแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่ดีที่สุดในแต่ละวันสำหรับทุกการใช้งาน โปรเจ็กต์ที่เน้นไปที่ความจุสูงสุดที่มีอยู่อาจใช้หน้าต่างการทำงานที่แตกต่างจากโปรเจ็กต์ที่เน้นอายุการใช้งานที่ยาวนาน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นต่ำ หรือการดำเนินการสแตนด์บายอย่างต่อเนื่อง

ดังนั้นควรกำหนดระยะเวลาการทำงานที่ระดับระบบแบตเตอรี่

วิธีการคำนวณแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จของชุด LTO

สำหรับเซลล์ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม แรงดันไฟชาร์จของแพ็คจะคำนวณดังนี้:

แรงดันประจุของแพ็ค = แรงดันประจุของเซลล์ × จำนวนเซลล์ในอนุกรม

ตัวอย่างเช่น หากเซลล์ LTO ที่เลือกมีแรงดันประจุที่ระบุอยู่ที่ 2.7V:

• แพ็ค 6S: 2.7V × 6 = 16.2V

• แพ็ค 10S: 2.7V × 10 = 27.0V

• แพ็ค 20S: 2.7V × 20 = 54.0V

หากมีการระบุเซลล์อื่นสำหรับการชาร์จเป็น 2.8V:

• แพ็ค 6S: 2.8V × 6 = 16.8V

• แพ็ค 10S: 2.8V × 10 = 28.0V

• แพ็ค 20S: 2.8V × 20 = 56.0V

ความแตกต่างนั้นมากพอที่จะทำให้ที่ชาร์จเข้ากันไม่ได้ แม้ว่าแบตเตอรี่ทั้งสองจะใช้เคมี LTO ก็ตาม

สิ่งนี้สำคัญอย่างยิ่งเมื่อเปลี่ยนแบตเตอรี่ตะกั่วกรด, LFP หรือ NMC ผลิตภัณฑ์อาจวางตลาดเป็นแบตเตอรี่ '12V,' '24V' หรือ '48V' แต่คำอธิบายดังกล่าวไม่ได้กำหนดระยะการทำงานจริงของแบตเตอรี่

ก่อนที่จะตัดสินใจจำนวนเซลล์ LTO ตามลำดับ ให้ยืนยัน:

• ช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตของอุปกรณ์

• แรงดันไฟฟ้าของระบบสูงสุดที่อนุญาต

• แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำในการทำงาน

• ช่วงเอาต์พุตของเครื่องชาร์จ

• เกณฑ์แรงดันไฟฟ้า BMS

• แรงดันตกคร่อมที่โหลดสูงสุด

• แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นระหว่างการชาร์จแบบสร้างใหม่

แบตเตอรี่ที่เสร็จแล้วจะต้องสามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ได้ตั้งแต่การชาร์จจนเต็มจนถึงสถานะการชาร์จต่ำสุดที่อนุญาต

การเลือกกระแสการชาร์จ LTO

โดยปกติกระแสไฟชาร์จจะแสดงเป็นอัตรา C

สำหรับเซลล์ 20Ah:

• 0.5C เท่ากับ 10A

• 1C เท่ากับ 20A

• 2C เท่ากับ 40A

• 5C เท่ากับ 100A

LTO ขึ้นชื่อในด้านการยอมรับประจุไฟฟ้าที่แข็งแกร่ง แต่ไม่ใช่ทุกเซลล์ LTO ที่เป็นเซลล์กำลังสูง บางรุ่นได้รับการออกแบบมาให้มีพลังงานสูง บางรุ่นมีพลังงานสูง และบางรุ่นออกแบบมาเพื่อความสมดุลระหว่างทั้งสองรุ่น

อย่าสันนิษฐานว่าเซลล์ LTO รองรับการชาร์จ 5C หรือ 10C เพียงเพราะเซลล์ใช้ลิเธียมไททาเนต กระแสไฟชาร์จที่อนุญาตจะขึ้นอยู่กับรุ่นของเซลล์ อุณหภูมิ สถานะการชาร์จ สภาพความเย็น และอายุการใช้งานที่ต้องการ

สำหรับการออกแบบแบตเตอรี่ใหม่ ให้เริ่มต้นด้วยกระแสไฟชาร์จมาตรฐานของผู้ผลิต ควรใช้อัตราการชาร์จที่สูงขึ้นหลังจากตรวจสอบแล้วเท่านั้น:

• กระแสไฟชาร์จต่อเนื่องสูงสุด

• กระแสประจุไฟฟ้ารีเจนเนอเรชั่นสูงสุดและระยะเวลา

• อุณหภูมิผิวเซลล์

• อุณหภูมิแท็บ

• แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นภายใต้ประจุ

• ความต้านทานการเชื่อมต่อ

• ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์กับเซลล์

• การจัดอันดับปัจจุบันของเครื่องชาร์จและ BMS

• ความจุของสายเคเบิล ขั้วต่อ ฟิวส์ และบัสบาร์

ข้อมูลจำเพาะของเซลล์ที่วัดภายใต้สภาวะของห้องปฏิบัติการที่ได้รับการควบคุมจะไม่คาดการณ์อุณหภูมิภายในโมดูลที่ประกอบแน่นหนาโดยอัตโนมัติ แผ่นอัด ฉนวน ระยะห่าง และกล่องหุ้ม ล้วนส่งผลต่อการกระจายความร้อน

สำหรับการใช้งานการชาร์จอย่างรวดเร็ว ควรทดสอบโมดูลที่เสร็จแล้วภายใต้โปรไฟล์การชาร์จจริง แทนที่จะประเมินจากความจุของเซลล์เพียงอย่างเดียว

การชาร์จ CC/CV ทำงานอย่างไรกับเซลล์ LTO

ในระหว่างกระแสคงที่ เครื่องชาร์จจะจ่ายกระแสไฟที่ตั้งโปรแกรมไว้ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น

เมื่อแบตเตอรี่ถึงแรงดันไฟฟ้าเป้าหมาย เครื่องชาร์จจะเข้าสู่ระดับแรงดันไฟฟ้าคงที่ จากนั้นจะคงแรงดันไฟฟ้าไว้ในขณะที่กระแสไฟฟ้าจะค่อยๆ ลดลง

การเปลี่ยนระหว่างสองขั้นตอนนี้ควรควบคุมโดยเครื่องชาร์จ BMS เป็นระบบป้องกัน ไม่ใช่วิธีการหลักในการสิ้นสุดทุกรอบการชาร์จปกติ

หาก BMS ยกเลิกการเชื่อมต่อเครื่องชาร์จซ้ำๆ เนื่องจากเซลล์หนึ่งถึงเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าเกิน สาเหตุที่เป็นไปได้ ได้แก่:

• แรงดันไฟฟ้าของเครื่องชาร์จไม่ถูกต้อง

• การจับคู่เซลล์ไม่ดี

• แพ็คที่ไม่สมดุล

• กระแสไฟชาร์จมากเกินไป

• การเชื่อมต่อที่มีความต้านทานสูง

• การตรวจจับแรงดันไฟฟ้าไม่ถูกต้อง

• เซลล์ที่อ่อนแอหรือเสียหายหนึ่งเซลล์

• เกณฑ์ BMS ที่ไม่ตรงกับเซลล์

การชาร์จซ้ำๆ จนกระทั่งทริป BMS ไม่ใช่วิธีปฏิบัติในการควบคุมการชาร์จที่ดี เครื่องชาร์จควรถึงเป้าหมาย CV ปกติก่อนที่ BMS จะต้องเปิดใช้งานการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน

การเลือก BMS ที่เข้ากันได้กับ LTO

แบตเตอรี่ LTO ต้องมี BMS พร้อมการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะกับเซลล์ LTO ที่เลือก

โดยปกติแล้ว NMC หรือ LFP BMS พารามิเตอร์คงที่จะไม่เหมาะสมเนื่องจากการชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน และเกณฑ์การปรับสมดุลจะขึ้นอยู่กับช่วงแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน BMS ที่ตั้งโปรแกรมได้สามารถใช้ได้เฉพาะเมื่อช่วงการปรับและความแม่นยำในการวัดตรงตามข้อกำหนดของเซลล์ LTO

BMS ควรได้รับการประเมินสำหรับ:

• จำนวนเซลล์ในชุด

• การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินของเซลล์

• การป้องกันแรงดันไฟฟ้าของเซลล์

• การชาร์จและการคายประจุกระแสไฟ

• ความล่าช้ากระแสเกิน

• ป้องกันการลัดวงจร

• ปรับสมดุลแรงดันสตาร์ท

• ปรับสมดุลปัจจุบัน

• การตรวจสอบอุณหภูมิ

• ความแม่นยำในการวัดแรงดันไฟฟ้า

• ความแม่นยำในการวัดกระแส

• การประมาณค่า SOC

• การสื่อสาร CAN, RS485 หรือ UART เมื่อจำเป็น

แรงดันไฟฟ้าเป้าหมายของเครื่องชาร์จและแรงดันไฟฟ้าป้องกัน BMS จะต้องประสานกัน การตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเกิน BMS เป็นขีดจำกัดในการป้องกัน ไม่สามารถใช้แทนการตั้งค่า CV ปกติของเครื่องชาร์จได้

เซลล์ LTO สามารถมีเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าในการทำงานที่ค่อนข้างแบน ด้วยเหตุนี้ การประมาณค่า SOC จากแรงดันไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวอาจไม่แม่นยำเพียงพอสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม อาจจำเป็นต้องมีการนับคูลอมบ์รวมกับแบบจำลองตามเซลล์จริง เมื่อการรายงาน SOC ที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญ

แบตเตอรี่ LTO จำเป็นต้องมีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟหรือไม่?

แบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมทุกก้อนต้องมีวิธีการตรวจสอบสมดุลของเซลล์ แต่การปรับสมดุลแบบแอคทีฟไม่ได้บังคับในชุด LTO ทุกชุด

การปรับสมดุลแบบพาสซีฟอาจเพียงพอเมื่อ:

• เซลล์มีการจับคู่กันอย่างใกล้ชิด

• จำนวนเซลล์อนุกรมค่อนข้างต่ำ

• เวลาสมดุลเป็นที่ยอมรับ

• กระแสไฟชาร์จอยู่ในระดับปานกลาง

• การเคลื่อนตัวของเซลล์ยังคงมีน้อยระหว่างการทำงาน

การปรับสมดุลแบบแอคทีฟอาจมีประโยชน์เมื่อ:

• แพ็กประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์ติดต่อกัน

• โอกาสในการชาร์จมีน้อย

• แบตเตอรี่ทำงานโดยใช้พลังงานสูง

• เวลาสมดุลที่มีอยู่มีจำกัด

• ระบบจะต้องนำพลังงานกลับคืนมาแทนที่จะกระจายไปเป็นความร้อน

• การแปรผันระหว่างเซลล์ต่อเซลล์นั้นควบคุมได้ยากผ่านการปรับสมดุลแบบพาสซีฟเพียงอย่างเดียว

ควรเลือกกลยุทธ์การปรับสมดุลจากลักษณะการทำงานของแพ็คจริง การติดตั้งแอคทีฟบาลานเซอร์กระแสสูงไม่ได้แก้ไขเซลล์คุณภาพต่ำ การตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าไม่ถูกต้อง หรือการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่อ่อนแอ

การจับคู่เซลล์ก่อนการประกอบยังคงมีความสำคัญ

สำหรับโครงการเซลล์กระเป๋า LTO การจับคู่อาจรวมถึง:

• การทดสอบความจุ

• การเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด

• ความต้านทานภายใน AC

• ความต้านทานภายใน DC

• การคัดกรองการปลดปล่อยตัวเองหรือค่า K

• การตรวจสอบความหนาและขนาด

• การตรวจสอบแท็บและบริเวณการปิดผนึก

• การตรวจสอบย้อนกลับแบทช์และวันที่ผลิต

โดยปกติแพ็คที่เข้ากันดีจะให้ความจุที่ใช้งานได้มากกว่า และมีโอกาสน้อยที่จะถึงขีดจำกัดการป้องกันตั้งแต่เนิ่นๆ เนื่องจากมีเซลล์ที่ไม่สอดคล้องกันเซลล์เดียว

ข้อควรพิจารณาในการชาร์จสำหรับเซลล์กระเป๋า LTO

LTO อธิบายคุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่ ถุง ทรงกระบอก และปริซึม อธิบายรูปแบบเซลล์ทางกายภาพ

เซลล์กระเป๋า LTO ใช้กล่องเคลือบลามิเนตแทนกระป๋องโลหะแข็ง วิธีนี้สามารถลดน้ำหนักที่ไม่ได้ใช้งานและใช้งานช่องใส่แบตเตอรี่แบบแบนได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังเปลี่ยนข้อกำหนดทางกลและไฟฟ้าของโมดูลด้วย

การรองรับเซลล์และการบีบอัด

พฤติกรรม 'ความเครียดเป็นศูนย์' ที่เกี่ยวข้องกับวัสดุแอโนด LTO ไม่ได้หมายความว่าเซลล์กระเป๋าที่สมบูรณ์ไม่สามารถเปลี่ยนความหนาได้

ความหนาของเซลล์ยังคงได้รับผลกระทบจากสถานะประจุ อุณหภูมิ การเสื่อมสภาพ การเกิดก๊าซ และการออกแบบวัสดุเซลล์อื่นๆ โมดูลควรให้การสนับสนุนที่มีการควบคุมโดยไม่ต้องใช้แรงกดมากเกินไปหรือไม่สม่ำเสมอ

การออกแบบควรประกอบด้วย:

• พื้นผิวรองรับเรียบและเป็นฉนวน

• ควบคุมการบีบอัดตามข้อกำหนดของเซลล์

• พื้นที่สำหรับความทนทานต่อการผลิตและการเปลี่ยนแปลงความหนาปกติ

• การป้องกันจากขอบคมและแรงกดจุด

• รองรับแรงสั่นสะเทือนและการเคลื่อนไหว

• การแยกไฟฟ้าออกจากตู้

ควรยืนยันข้อกำหนดการบีบอัดสำหรับเซลล์ที่เลือก ค่าความดันที่ใช้สำหรับเซลล์กระเป๋าหนึ่งไม่ควรนำไปใช้กับเซลล์อื่นโดยอัตโนมัติ

การเชื่อมต่อแท็บ

แถบเซลล์ของกระเป๋าต้องอาศัยการรองรับเชิงกลอย่างระมัดระวังและกระบวนการต่อที่เหมาะสม แถบขั้วบวกและขั้วลบอาจใช้วัสดุที่แตกต่างกัน ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์

ผู้ออกแบบโมดูลควรยืนยัน:

• วัสดุแท็บ

• ความกว้างและความหนาของแท็บ

• ทิศทางการดัดที่อนุญาต

• วิธีการเชื่อมหรือการเชื่อม

• ความหนาแน่นกระแส

• ความต้านทานต่อข้อต่อ

• บรรเทาความเครียด

• ระยะห่างจากบริเวณซีลถุง

กระแสไฟชาร์จสูงอาจทำให้การเชื่อมต่อแท็บไม่ดีได้อย่างรวดเร็ว การให้ความร้อนเฉพาะที่ข้อต่ออาจเกิดขึ้นได้แม้ว่าตัวเซลล์หลักจะยังอยู่ในช่วงอุณหภูมิปกติก็ตาม

การวัดอุณหภูมิ

ควรวางเซ็นเซอร์อุณหภูมิในตำแหน่งที่สามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญระหว่างการชาร์จ การวัดเฉพาะอากาศโดยรอบภายในตู้อาจไม่เปิดเผยแถบร้อน บัสบาร์ หรือการเชื่อมต่อ

การทดสอบต้นแบบควรบันทึก:

• อุณหภูมิผิวเซลล์

• อุณหภูมิแท็บบวกและลบ

• อุณหภูมิการเชื่อมต่อ

• อุณหภูมิแวดล้อม

• ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์

• อุณหภูมิเพิ่มขึ้นในช่วง CC และ CV

อุณหภูมิที่อนุญาตต้องมาจากข้อกำหนดของเซลล์และบรรจุภัณฑ์ ไม่ควรใช้อุณหภูมิหยุดสากลหนึ่งจุดกับผลิตภัณฑ์ LTO ทุกรายการ

สามารถชาร์จแบตเตอรี่ LTO ที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งได้หรือไม่?

เซลล์ LTO ที่เลือกให้ประสิทธิภาพการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำได้ดีกว่าเซลล์ลิเธียมไอออนกราไฟต์-แอโนดหลายตัว นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ LTO ได้รับการพิจารณาสำหรับอุปกรณ์ห้องเย็น ระบบอุตสาหกรรมกลางแจ้ง และยานพาหนะที่ทำงานในสภาพอากาศหนาวเย็น

อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำเป็นการใช้งานเฉพาะรุ่น

เซลล์ที่อธิบายว่าทำงานที่อุณหภูมิ −30°C อาจมีขีดจำกัดที่แตกต่างกันสำหรับ:

• การชาร์จและการคายประจุ

• กระแสต่อเนื่องและพัลส์

• ความจุที่มีอยู่

• แรงดันไฟฟ้าตก

• เวลาในการชาร์จ

• ประสิทธิภาพวงจรชีวิต

กระแสไฟชาร์จที่อนุญาตอาจต้องลดลงเมื่ออุณหภูมิลดลง

อย่าใช้อัตราการชาร์จเร็วที่อุณหภูมิห้องที่ -20°C หรือ -30°C เว้นแต่ผู้ผลิตจะอนุญาตเป็นการเฉพาะ BMS ควรวัดอุณหภูมิแบตเตอรี่และลดหรือหยุดการชาร์จนอกช่วงที่อนุมัติ

สำหรับโครงการที่สำคัญ การทดสอบที่อุณหภูมิต่ำควรเสร็จสิ้นด้วยโมดูล เครื่องชาร์จ BMS และกล่องหุ้มที่เสร็จแล้ว

การชาร์จแบตเตอรี่ LTO ในการใช้งานที่แตกต่างกัน

วิธีการ CC/CV พื้นฐานยังคงเหมือนเดิม แต่ระบบการชาร์จควรสะท้อนถึงรอบการทำงานของแอปพลิเคชัน

AGVs, AMR และหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

AGV และหุ่นยนต์มักจะชาร์จระหว่างช่วงพักสั้นๆ ระหว่างงานต่างๆ สิ่งนี้เรียกว่าการชาร์จตามโอกาส

สำหรับระบบเหล่านี้ ผู้ออกแบบแบตเตอรี่ควรประเมิน:

• เวลาในการชาร์จที่มีอยู่

• พลังงานที่ต้องการระหว่างโอกาสในการชาร์จ

• กำลังชาร์จสูงสุด

• กระแสไฟของตัวเชื่อมต่อและอายุการใช้งานของวงจร

• จำนวนรอบบางส่วนรายวัน

• อุณหภูมิเซลล์ในการชาร์จครั้งถัดไป

• การสื่อสารระหว่างเครื่องชาร์จ BMS และยานพาหนะ

อัตราการชาร์จที่สูงจะมีประโยชน์ก็ต่อเมื่อเครื่องชาร์จ ขั้วต่อ และแหล่งจ่ายไฟของอาคารสามารถรองรับได้อย่างน่าเชื่อถือ

อุปกรณ์รีเจนเนอเรชั่นและพลังงานสูง

ยานพาหนะไฟฟ้า เครน และระบบขับเคลื่อนทางอุตสาหกรรมอาจคืนพลังงานให้กับแบตเตอรี่ในระหว่างการเบรกหรือลดภาระ

BMS และเซลล์ต้องสามารถรับกระแสไฟฟ้าที่สร้างใหม่สูงสุดที่ SOC และอุณหภูมิจริงได้ อาจจำเป็นต้องลดการชาร์จแบบรีเจนเนอเรชั่นเมื่อแบตเตอรี่เย็นหรือใกล้ถึงขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าสูงสุดแล้ว

ระบบควบคุมไม่ควรพึ่งพา BMS ที่ตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่กะทันหันระหว่างเหตุการณ์สร้างใหม่

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์ UPS และระบบสแตนด์บาย

ควรใช้ตัวควบคุมการชาร์จแบบตั้งโปรแกรมได้สำหรับการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์และการสำรองข้อมูล

ต้องปิดใช้งานการตั้งค่าการปรับสมดุลกรดตะกั่ว ควรใช้การชาร์จแบบลอยตัวหรือแบบต่อเนื่องด้วยแรงดันคงที่เฉพาะเมื่อได้รับอนุญาตสำหรับเซลล์ LTO ที่เลือก และได้รับการสนับสนุนจากการออกแบบระบบแบตเตอรี่

ตัวควบคุมการชาร์จ BMS และอินเวอร์เตอร์ควรใช้ขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าที่เข้ากันได้ ป้ายระบุ '48V' ไม่เพียงพอที่จะยืนยันความเข้ากันได้

รถจักรยานยนต์ไฟฟ้าและยานพาหนะไฟฟ้าขนาดเล็ก

LTO อาจดูน่าดึงดูดเมื่อการชาร์จอย่างรวดเร็ว การปั่นจักรยานบ่อยครั้ง หรือประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำมีความสำคัญมากกว่าน้ำหนักแบตเตอรี่ขั้นต่ำ

เซลล์กระเป๋า NMC มักเป็นตัวเลือกที่ดีกว่าเมื่อระยะการขับเคลื่อน ความหนาแน่นของพลังงาน และขนาดที่กะทัดรัดเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก อาจเลือกใช้ LFP เมื่อต้นทุน ความเสถียรทางความร้อน และอายุการใช้งานโดยทั่วไปมีความสำคัญมากกว่าประสิทธิภาพการชาร์จที่สูงเป็นพิเศษ

ควรเลือกเคมีจากข้อกำหนดการใช้งาน แทนที่จะเลือกจากข้อกำหนดเฉพาะที่โฆษณาไว้ข้อใดข้อหนึ่ง

ข้อผิดพลาดในการชาร์จ LTO ทั่วไป

การใช้เครื่องชาร์จ NMC หรือ LFP

แรงดันไฟฟ้าของเครื่องชาร์จไม่ตรงกับหน้าต่างการทำงานของ LTO สิ่งนี้สามารถทำให้เกิดการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน การชาร์จไม่สมบูรณ์ หรือความเสียหายต่อเซลล์

การเลือกอุปกรณ์ชาร์จจากแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

แบตเตอรี่สองก้อนที่จำหน่ายเป็นผลิตภัณฑ์ 24V อาจมีแรงดันไฟฟ้าประจุสูงสุดแตกต่างกันมาก ต้องตรวจสอบช่วงการทำงานทั้งหมด

สมมติว่าเซลล์ LTO ทุกเซลล์รองรับการชาร์จที่รวดเร็วเป็นพิเศษ

เซลล์ LTO ที่มีกำลังสูงและพลังงานสูงไม่มีความสามารถในปัจจุบันเหมือนกัน ใช้ข้อกำหนดกระแสไฟชาร์จจริง

การใช้ BMS เป็นตัวควบคุมการชาร์จแบบปกติ

เครื่องชาร์จควรควบคุมกระบวนการ CC/CV การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน BMS ควรยังคงเป็นฟังก์ชันความปลอดภัยสำรอง

ละเว้นการจับคู่เซลล์

เซลล์ที่มีความต้านทานสูงหรือความจุต่ำหนึ่งเซลล์สามารถถึงขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าก่อนเซลล์ที่เหลือ ส่งผลให้พลังงานที่ใช้ได้ลดลง และทำให้ BMS ปิดเครื่องก่อนกำหนด

การคัดลอกการตั้งค่า BMS จาก LTO Pack อื่น

เซลล์ LTO ที่แตกต่างกันอาจมีข้อกำหนดด้านแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิที่แตกต่างกัน การตั้งค่า BMS ต้องเป็นไปตามเซลล์ที่เลือก

การวัดเฉพาะแรงดันไฟฟ้าของชุด

แรงดันไฟฟ้ารวมปกติไม่ได้รับประกันว่าทุกเซลล์อนุกรมจะอยู่ภายในช่วง ต้องตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแต่ละเซลล์

มองเห็นกลศาสตร์เซลล์กระเป๋า

การบีบอัดที่ไม่ถูกต้อง แถบที่ไม่รองรับ หรือพื้นผิวสัมผัสที่แหลมคมอาจทำให้เกิดความเสียหายทางกลได้แม้ว่าการตั้งค่าทางไฟฟ้าจะถูกต้องก็ตาม

ชาร์จเร็วโดยไม่ต้องตรวจสอบความร้อน

สายเคเบิล ขั้วต่อ ข้อต่อแท็บ หรือบัสบาร์อาจมีความร้อนมากเกินไปก่อนที่เซลล์จะถึงขีดจำกัดกระแสไฟฟ้า

LTO กับ NMC กับ LFP

รายการ ชาร์จ	LTO	NMC	LFP
แรงดันไฟฟ้าเซลล์ที่ระบุทั่วไป	ประมาณ 2.3V–2.4V	ประมาณ 3.6V–3.7V	ประมาณ 3.2V
แรงดันไฟฟ้าประจุบนทั่วไป	เฉพาะรุ่น มักจะ 2.7V–2.8V	โดยทั่วไปประมาณ 4.2V เฉพาะรุ่น	โดยทั่วไปประมาณ 3.65V เฉพาะรุ่น
กำลังหลัก	การชาร์จที่รวดเร็ว ปริมาณงานรอบสูง และศักยภาพที่อุณหภูมิต่ำ	ความหนาแน่นของพลังงานสูงและน้ำหนักแบตเตอรี่ลดลง	วงจรชีวิต เสถียรภาพทางความร้อน และต้นทุน
ปัญหาการชาร์จที่สำคัญ	หน้าต่างแรงดันไฟฟ้า LTO และความสามารถปัจจุบันที่ถูกต้อง	การควบคุมแรงดันไฟบนและความร้อน	การชาร์จที่อุณหภูมิต่ำและการประมาณค่า SOC ที่แม่นยำ
ลำดับความสำคัญของแอปพลิเคชันทั่วไป	การใช้งานสูงและหน้าต่างการชาร์จสั้น	ช่วง น้ำหนัก และพื้นที่การติดตั้งที่จำกัด	การจัดเก็บทั่วไปและความน่าเชื่อถือทางอุตสาหกรรม

ค่าเหล่านี้มีไว้เพื่อการเปรียบเทียบทางเคมีเท่านั้น การตั้งค่าสุดท้ายต้องมาจากข้อกำหนดสำหรับเซลล์ที่เลือก

รายการตรวจสอบการใช้งานแบตเตอรี่ LTO

ก่อนชาร์จแบตเตอรี่ LTO ที่สร้างขึ้นใหม่ ให้ยืนยันสิ่งต่อไปนี้:

1. แบบจำลองเซลล์และเอกสารข้อมูลได้รับการตรวจสอบแล้ว

2. เซลล์ทั้งหมดมาจากชุดที่ได้รับอนุมัติและตรวจสอบย้อนกลับได้

3. การจับคู่ความจุ แรงดันไฟฟ้า และความต้านทานตรงตามความต้องการของโครงการ

4. การกำหนดค่าแบบอนุกรมและแบบขนานนั้นถูกต้อง

5. มีการตรวจสอบขั้วของเซลล์และลำดับสายตรวจจับแล้ว

6. การตั้งค่า CC และ CV ของเครื่องชาร์จตรงกับข้อกำหนดของเซลล์

7. มีการตรวจสอบการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้า กระแส และอุณหภูมิของ BMS แล้ว

8. มีการทดสอบการดำเนินการปรับสมดุลแล้ว

9. การเชื่อมต่อทั้งหมดมีความต้านทานที่ยอมรับได้

10. เซลล์กระเป๋าได้รับการรองรับทางกลและฉนวนไฟฟ้า

11. มีการติดตั้งเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิในตำแหน่งที่มีความหมาย

12. การชาร์จครั้งแรกจะถูกตรวจสอบแรงดัน อุณหภูมิ และกระแสไฟฟ้าของเซลล์

13. บรรจุภัณฑ์สำเร็จรูปได้รับการทดสอบภายใต้น้ำหนักบรรทุกของอุปกรณ์จริง

14. ฟังก์ชั่นการป้องกันได้รับการตรวจสอบก่อนการใช้งานจริง

การชาร์จและการทดสอบการใช้งานบรรจุภัณฑ์เบื้องต้นควรดำเนินการโดยบุคลากรที่มีคุณสมบัติพร้อมอุปกรณ์ทดสอบที่เหมาะสม การตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าออนไลน์ทั่วไปไม่ควรแทนที่ข้อกำหนดของผู้ผลิตเซลล์

คำถามที่พบบ่อย

ฉันสามารถใช้เครื่องชาร์จลิเธียมไอออนมาตรฐานกับแบตเตอรี่ LTO ได้หรือไม่

มักจะไม่ ที่ชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน NMC ทั่วไปมักใช้แรงดันไฟฟ้าของเซลล์สูงกว่า LTO มาก ใช้เครื่องชาร์จ LTO หรือเครื่องชาร์จ CC/CV ที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งกำหนดค่าไว้สำหรับเซลล์และจำนวนซีรีส์ที่เลือก

ฉันควรชาร์จเซลล์ LTO ด้วยแรงดันไฟฟ้าเท่าใด

เซลล์ LTO เชิงพาณิชย์มักใช้แรงดันไฟฟ้าชาร์จด้านบนในช่วง 2.7V ถึง 2.8V แต่ค่าที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับรุ่น ปฏิบัติตามแผ่นข้อมูลของเซลล์เสมอ

ฉันสามารถใช้ LFP BMS กับแบตเตอรี่ LTO ได้หรือไม่

LFP BMS แบบพารามิเตอร์คงที่โดยทั่วไปไม่เหมาะสม อาจใช้ BMS ที่ตั้งโปรแกรมได้หากสามารถกำหนดค่าช่วงแรงดันไฟฟ้า ความแม่นยำในการวัด และการตั้งค่าการป้องกันสำหรับเซลล์ LTO ที่เลือกได้

แบตเตอรี่ LTO สามารถชาร์จได้เร็วแค่ไหน?

อัตราการชาร์จสูงสุดขึ้นอยู่กับรุ่นเฉพาะ เซลล์ LTO ประเภทพลังงานที่เลือกรองรับการชาร์จด้วยอัตราสูง ในขณะที่เซลล์ประเภทพลังงานอาจมีขีดจำกัดที่ต่ำกว่า ข้อกำหนดด้านอุณหภูมิ, SOC, การทำความเย็น และอายุการใช้งานแบตเตอรี่ยังส่งผลต่อกระแสไฟฟ้าที่อนุญาตด้วย

แบตเตอรี่ LTO จำเป็นต้องมีบาลานเซอร์แบบแอคทีฟหรือไม่

ไม่เสมอไป การปรับสมดุลแบบแอคทีฟอาจมีประโยชน์ในระบบขนาดใหญ่ กำลังสูง หรือระบบที่มีระยะเวลาชาร์จสั้น แต่ชุดที่เข้ากันได้ดีอาจทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการปรับสมดุลแบบพาสซีฟ การตัดสินใจควรขึ้นอยู่กับการเคลื่อนตัวของเซลล์ ขนาดบรรจุ และเวลาในการปรับสมดุลที่มีอยู่

แบตเตอรี่ LTO สามารถชาร์จที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0°C ได้หรือไม่

บางรุ่นสามารถรับประจุที่ต่ำกว่าจุดเยือกแข็งได้ แต่อุณหภูมิและกระแสไฟที่อนุญาตจะแตกต่างกันไปในแต่ละเซลล์ ยืนยันเอกสารข้อมูลและตรวจสอบบรรจุภัณฑ์ที่เสร็จแล้วภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำที่ต้องการ

LTO ปลอดภัยกว่า NMC หรือไม่

โดยทั่วไป LTO จะมีเสถียรภาพทางความร้อนสูงและลดแนวโน้มการชุบลิเธียมในระหว่างการชาร์จด้วยอัตราสูงหรืออุณหภูมิต่ำ อย่างไรก็ตาม ไม่ควรอธิบายว่าแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ไม่มีความเสี่ยงโดยสิ้นเชิง แบตเตอรี่ที่ผลิตเสร็จแล้วยังต้องการการป้องกัน ฉนวน การหลอมรวม การออกแบบและการทดสอบทางกลที่เหมาะสม

เซลล์กระเป๋า LTO ดีกว่าเซลล์ LTO ทรงกระบอกหรือไม่

ไม่มีรูปแบบใดจะดีกว่าเสมอไป เซลล์กระเป๋า LTO ให้การใช้พื้นที่อย่างมีประสิทธิภาพ จำนวนเซลล์ต่ำ และการสร้างโมดูลที่ยืดหยุ่น เซลล์ทรงกระบอกมีตัวเรือนแยกส่วนที่แข็งแกร่งและวิธีการประกอบที่ได้มาตรฐาน ตัวเลือกที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในปัจจุบัน ขนาด น้ำหนัก การทำความเย็น และการผลิต

ต้องการความช่วยเหลือในการเลือกเซลล์และเครื่องชาร์จสำหรับกระเป๋า LTO หรือไม่

ระบบการชาร์จที่ถูกต้องเริ่มต้นที่เซลล์ ไม่ใช่ฉลากเครื่องชาร์จทั่วไป

Misen จัดหาและประเมินผล เซลล์กระเป๋า LTO สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม AGV การเคลื่อนย้ายด้วยไฟฟ้า การจัดเก็บพลังงาน และโมดูลแบตเตอรี่แบบกำหนดเอง เราสามารถรองรับการเลือกเซลล์ การทดสอบตัวอย่าง การจับคู่เซลล์ การประเมิน BMS และการรวมแพ็ค

สำหรับคำแนะนำด้านเทคนิค โปรดระบุ:

• แอปพลิเคชัน

• แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดที่ต้องการ

• ความจุหรือพลังงานที่ต้องการ

• กระแสจำหน่ายอย่างต่อเนื่อง

• กระแสและระยะเวลาการคายประจุสูงสุด

• กระแสไฟชาร์จสูงสุด

• ขนาดแบตเตอรี่ที่มีอยู่

• ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน

• เวลาในการชาร์จ

• รอบที่คาดหวังต่อวัน

• ข้อกำหนดด้านการสื่อสาร

• ต้นแบบและปริมาณการผลิต

จากข้อกำหนดเหล่านี้ Misen สามารถประเมินได้ว่าเซลล์กระเป๋า LTO, NMC หรือ LFP ให้ความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างความเร็วในการชาร์จ ความหนาแน่นของพลังงาน อายุการใช้งาน น้ำหนัก และต้นทุนของระบบ

หากต้องการเปรียบเทียบรูปแบบเซลล์ LTO และแอปพลิเคชันในวงกว้าง โปรดอ่าน แบตเตอรี่ LTO คืออะไร? ประโยชน์ ข้อจำกัด และประเภทเซลล์.

หากคุณยังคงเปรียบเทียบเคมีเซลล์กระเป๋าแบบต่างๆ โปรดดู วิธีเลือกเซลล์กระเป๋าสำหรับชุดแบตเตอรี่แบบกำหนดเอง.