Батарея қауіпсіздігін қорғау дегеніміз не?

Алдын ала шынымды айтайын: біз осы салада көрген аккумуляторлық өрттердің көпшілігі жұмбақ болған жоқ. Олар болжамды болды. Біреу $50 үнемдеу үшін қорғаныс қабатын өткізіп жіберді немесе сатып алу менеджері Alibaba-дағы ең арзан BMS-ті таңдады немесе-және бұл сіз ойлағаннан да көп орын алады,-және бұл жүк көтергіш операторы жазда нөлдік желдеткіші бар сарайда түнде зарядтауға қалдырған.

Батарея қауіпсіздігін қорғау - бұл абстрактілі инженерлік тұжырымдама емес. Бұл 15 000 долларлық аккумуляторлық жинақты 150 000 долларлық сақтандыру төлеміне айналдырмайтын аппараттық құралдар, бағдарламалық қамтамасыз ету және дизайн таңдауларының жинағы. Немесе одан да жаман.

Біз он жылдан астам уақыт бойы материалдарды өңдеуге және өнеркәсіптік көліктерге арналған LiFePO4 пакеттерін жасап жатырмыз. Бұл мақала, негізінен, біз бастаған кезде біреудің бізге айтқанын қалағанның бәрі-және біз қиын жолмен үйренген бірнеше қымбат сабақ.

Өнеркәсіптік деңгейдегі призматикалық жасушалар сенімді бақылау жүйелерін қажет етеді.

Неліктен LiFePO4 және неге ол әлі де қорғауды қажет етеді

Тұтынушылардан бізге үнемі сұрақ туындайды: "Мен литий темір фосфаты қауіпсіз химия деп ойладым. Маған осы қорғаныс заттарының бәрі не үшін қажет?"

Әділ нүкте. LiFePO4 шын мәнінде NCM немесе NCA қарағанда қауіпсіз. Оливин кристалының құрылымы қызған кезде оттегін шығармайды, яғни ол үштік химиялар сияқты өз отын жағуға болмайды. Біз бес түрлі жеткізушілердің-LiFePO4 жасушаларының жасушаларында тырнақ ену сынақтарын жасадық, әдетте 150 градусқа жетеді және темекі шегіп отыра береді. Бір сынақтағы NCM жасушалары? Біз 600 градус + және нақты жалынды көрдік.

Бірақ «қауіпсіз» деген сөз «қауіпсіз» дегенді білдірмейді. 2021 жылы Гуандундағы -логистикалық компания-та LiFePO4 температураны бақылауды қажет етпейтінін түсінген тұтынушымыз болды. Бір пакет үшін 800 юань үнемделеді. Содан кейін тамыз келді, қойма қоршаған ортаны 45 градусқа соқты, зарядтау жүйесінде термиялық әлсіреуі болмады, олар үш ісінген пакетпен аяқталды, ал біреуі шынымен желдетіп кетті. Ешкім зардап шекпеді, шүкір. Бірақ олар қазір толық мүмкіндікті BMS үшін біздің ең ынталы тұтынушыларымыз.

Шын мәнінде өрт тудыратын заттар

Даладағы ондаған сәтсіздіктерді (біздікі және бәсекелестеріміз) көргеннен кейін, шын мәнінде не дұрыс емес:

Зарядтау - ақаулардың 70% болатын жерде.Зарядталмай жатыр, жад емес-зарядталады. Атап айтқанда:

• Төмен температурадан қорғаусыз 0 градустан төмен зарядтау.- Литий тақталары дұрыс араласудың орнына анодқа. Сіз оның болып жатқанын көре алмайсыз. Алты айдан кейін ішкі қысқа тұйықталу, термиялық қашу. Бізде Харбиндегі тұтынушы мұны қымбат жолмен үйренді.
• Шамадан тыс зарядтау, себебі BMS кернеуінің өлшемі өзгерді және ешкім байқамады. 3,65 В-қа есептелген ұяшықтар цикл сайын 3,8 В-қа итеріледі. Үш ай бойы жақсы жұмыс істейді, содан кейін бір күні ол істемейді.
• Зарядтағыш-BMS байланысының ақаулығы. Зарядтағыш батареяны 50% SOC деңгейінде деп санайды, батарея шын мәнінде 95%. Толық ток -толық дерлік пакетке. Жаман кездер.

Ешкім қадағаламайтын жасушалық теңгерімсіздік.16S бумасында, егер бір ұяшық басқаларына қарағанда 50 мАч сыйымдылығы төмен болса, ол пакеттен бұрын 100% SOC-қа жетеді. Теңгерімсіз велосипедпен жүруді жалғастырыңыз, бұл ұяшық сайын шамадан тыс зарядталады. Біз пакеттердің кепілдікке оралғанын көрдік, мұнда бір ұяшық 3,9 В, ал қалғандары 3,5 В болды. Бұл орын алуды күтіп тұрған өрт.

Сепараторды бұзатын механикалық зақым.Жүк көтергіштер заттарға соғылады. Бұл жай ғана шындық. Соққы жасушаларды ішкі зақымдаса,-сыртқы тексеру жақсы көрінсе де-кешіктірілген ішкі шорттарды алуға болады. Сондықтан біз алюминий емес, жүк көтергіштерге арналған болат қаптамаларды таңдаймыз. Иә, бұл ауырырақ. Иә, бұл тұрарлық.

Белсенді қорғаныс: проблемаларды бастаудан сақтау

Өнеркәсіп мұны «белсенді» және «пассивті» қорғауға бөледі. Белсенділік дегеніміз жаман нәрселердің алдын алу. Пассивті дегеніміз, олар бәрібір болған кезде зақымдануды бақылауды білдіреді.

Жасушалардың өздерінен бастаңыз

Бұл анық көрінеді, бірақ: жақсы ұяшықтарды сатып алыңыз. Біз жылдар бойы 20 түрлі жеткізушілердің ұяшықтарын сынадық. Сападағы таралу шынымен таң қалдырады. Бірдей номиналды сипаттамалар, теріс пайдалану сынағы кезінде мүлдем басқа мінез-құлық.

Егер сіз бағалап жатсаңыз, не іздеу керекөнеркәсіптік литий батареясын жеткізуші:

• Тырнақтың енуін тексеру бейнелерін сұраңыз. Деректер парақтары емес{1}}нақты бейнелер. Жақсы жасушалар темекі шегеді және ысқырады. Нашар жасушалар ағынды жалын.
• Бөлгіш сипаттамаларын тексеріңіз. Керамикалық{1}}жабынды сепараторлар термиялық кернеуді әлдеқайда жақсы басқарады. Біз 2019 жылы кәдімгі сепараторлардың нашар партиясы бір тоқсанда үш өріс ақауын тудырған соң, біз керамикамен қапталғанға- ауыстық.
• Электролиттік қоспалар маңызды. Жалынға төзімді қоспалар, шамадан тыс зарядтан қорғайтын қоспалар-бұл маркетинг емес, бұл әдемі істен шыққан ұяшық пен қатты істен шыққан ұяшық арасындағы айырмашылық.

Біз қазіргі ұялы жеткізушіміздің біліктілігін арттыруға екі жыл жұмсадық. Зауытта төрт рет болды. Олардың QC процесін бақылады. Бұл қызықсыз жұмыс, бірақ түнде ұйықтайтынымыз сондықтан.

BMS - бұл батареяның миы, кернеуді, токты және температураны бақылау.

BMS: бәрін тірі қалдыратын ми

Шынайы болайық,-BMS 15 долларлық бір{2}}чиптік шешімнен 500 долларлық көп-пақталы жүйеге дейін артық болуы мүмкін. Сіз төлеген нәрсені аласыз.

Біз көрген арзан BMS мәселелері:

• Кернеуді өлшеу дәлдігі ±30мВ. 100 мВ «толық» және «қауіпті шамадан тыс зарядталған» ұяшықта бұл жеткіліксіз.
• Ұяшықты теңдестіру жоқ немесе тек пассивті теңгерімдеу. 50 мА шамасында пассивті теңгерімдеуге айтарлықтай теңгерімсіздікті түзету үшін сөзбе-сөз апталар қажет.
• Сәтсіздіктердің-бір-нүктесі-. Бір MOSFET өледі, бүкіл пакет қорғалмаған.
• Температура сенсорлары немесе бүкіл пакет үшін бір сенсор жоқ. 20 кВт/сағ пакет ішіндегі жылу градиенттері 15 градусқа оңай жетуі мүмкін. Бір сенсор сізге ештеңе айтпайды.

Тиісті BMS не істейді:

• Әрбір ұяшық кернеуін жеке бақылайды. Модуль-деңгейі емес, ұяшық-деңгейі.
• Маңызды токтарда белсенді теңдестіру (біз пакеттерде 1А+ іске қосамыз)
• Позицияларды тіркеуі бар бірнеше температура сенсорлары
• Нақты кулон санау үшін жеткілікті дәл ағымдағы сезу
• Үйлестірілген қорғаныс үшін зарядтағышпен байланыс
• Аппараттық құралдың сақтық көшірмесі негізгі процессорға тәуелсіз ажыратылады

Қоқыс BMS мен дұрысы арасындағы баға айырмашылығы жүк көтергіш жинағында 200-300 доллар болуы мүмкін. Пакеттің құны $8,000+. Жүк көтергіштің құны $30,000+. Ол отырған қойманың құны бар... оның қайда бара жатқанын көресіз.

Клиенттер бізден таңдау бойынша кеңес сұрағандалитий батарея өндірушісі, біз оларға айтамыз: BMS туралы сұраңыз. Схеманы көруді сұраңыз. Егер олар сізге көрсетпесе, кетіп қалыңыз.

Зарядтауды басқару: өрттердің көпшілігі шынымен басталатын жерде

Біз бұл туралы айттық, бірақ қайталау қажет. Зарядтау қауіпті.

Тиісті зарядтау қорғанысы келесідей:

Температура{0}}өтемделген зарядтау.0 градустан төмен ме? Зарядтамаңыз немесе айтарлықтай төмендетілген токпен зарядтамаңыз. 45 градустан жоғары ма? Дәл осындай мәміле. Бұл міндетті емес. Біздің стандартты пакеттер тіпті -10 градустан төмен зарядты қабылдамайды - BMS зарядтау контакторын жабудан бас тартады.

Бүйірлік ескерту: бізде сатушы жігіттер тұтынушыларға «-20 градус зарядтау мүмкіндігі» деп уәде берді, содан кейін инженерия мұның неге болмай жатқанын түсіндіруі керек. Литиймен қаптау - бұл литиймен қаптау. Физика сіздің сату мақсатыңызға мән бермейді.

Кернеу{0}}негізделген маржамен аяқтау.Егер ұяшықтар максимум 3,65 В деп бағаланса, біз 3,60 В деңгейінде тоқтатамыз. Иә, сіз 2-3% пайдалану мүмкіндігін жоғалтуыңыз мүмкін. Сіз де жарылмайсыз. Жақсы сауда.

Пассивті қорғаныс: бәрі дұрыс емес болғанда

Қараңызшы, біз әлемдегі ең жақсы қорғаныс жүйелерін жасай аламыз, ал кейбір нәрселер әлі де кейде сәтсіздікке ұшырайды. Жүк көлігі аккумулятор жинағыңыздың үстінен өтеді. Су тасқыны электрониканы қысқартады. Біреу әрбір ескертуді елемейді және -30 градуста зарядтауды мәжбүрлейді, себебі жеткізілім шығуы керек.

Пассивті қорғаныс - белсенді қорғаныс сәтсіз болған кезде зақымдануды шектеу.

Жылулық кедергілер

Ұяшықтар арасында, модульдер арасында және сыртқы қаптаманың айналасында. Мақсат термиялық қашуды тоқтату емес-бір кезде ол басталады. Мақсат - таралуды бәсеңдету, сондықтан сізде әрекет етуге уақыт болады.

Біз ішкі қабырғалардағы модуль мен аэрогельді көрпелердің арасында керамикалық талшықты парақтардың комбинациясын қолданамыз. Арзан емес. Бірақ бір ұяшық кеткенде, көрші ұяшықтар сыни температураға жеткенше қосымша 30-60 секунд алады. Бұл көбінесе басу жүйелерін іске қосуға немесе орамды қауіпсіз ажыратуға және ауаны шығаруға жеткілікті уақыт.

aLiFePO4 батарея шешімдерінің провайдері, жылу тосқауылының сипаттамалары туралы сұраңыз. Егер олар сізге тосқауыл материалдарының жылу өткізгіштігі мен тұтануға төзімділігін айта алмаса, бұл қызыл жалау.

Өртті сөндіру

Жоғары{0}}мәнді орнатулар үшін арнайы басуды қажет етеді. Стандартты өрт сөндіргіштер литий батареяларында жақсы жұмыс істемейді-өрт ішкі болып табылады, ол суды тоқтата алмайтын-өздігінен қызу реакцияларымен қозғалады.

Біз перфторгексанон{0}}негізіндегі агенттерді пайдаланатын басу жүйелерімен жұмыс істедік. Олар химиялық жолмен жануға кедергі жасай отырып, жасушаларды салқындатады. Мінсіз емес, бірақ ішкі химиялық реакция кезінде CO2 шашу әрекетінен әлдеқайда жақсы.

Шынайы әңгіме: басу - соңғы шара. Батарея жүйеңіз іске қосылса, батареяңыз әлдеқашан істен шыққан. Сіз бұл кезде кепілге келтірілген залалды шектейсіз. Бұл ешқашан қажет емес.

Қоршау дизайны

Қоршау бірнеше нәрсені орындауы керек:

• Кез келген желдеткіш газдар бар және оларды адамдардан аулақ ұстаңыз
• Механикалық зорлық-зомбылықтан аман қалу (жүк көтергіштердің қаптамалары түсіп қалады, соғылады, заттарға соқтығысады)
• Соққылардан кейін де IP рейтингін сақтаңыз
• Термиялық оқиғалар кезінде жылуды сақтай отырып, қалыпты жұмыс кезінде жылудың таралуына жол беріңіз

Біз жүк көтергіштерге арналған барлық қолданбалар үшін бағытталған желдеткіш жолдары бар болат қоршауларды белгілейміз. Желдету жолы маңызды{1}}қызған газдың операторға немесе тез тұтанатын материалдарға бағытталғанын қаламайсыз.

Ақаулық диагностикасы: ақауларды өртке айналмас бұрын анықтау

Бұл маңызды аккумуляторлық жүйелерді арзандан ажырататын бөлік.

Нақты{0}}уақыттағы бақылау дереу қауіптерді анықтайды-разряд кезінде кернеудің төмендеуі бір нәрсенің тұйықталуын білдіреді; зарядтау кезінде температураның көтерілуі бірдеңе дұрыс емес екенін білдіреді. Олар дереу қорғаныс реакциясын қажет етеді.

Бірақ құнды нәрсе - трендті талдау. Көршілеріне қарағанда тұрақты түрде 5 градус жылы болатын жасушаның ішкі кедергісі жоғары болуы мүмкін. Бұл бүгін қауіпті емес. Алты айдан кейін болады. Жақсы BMS бұл деректерді журналға жазады, трендті белгілейді және оны қоймадағы өрт кезінде емес, жоспарланған техникалық қызмет көрсету кезінде шешуге мүмкіндік береді.

Біз барлық флоттағы{0}}орналастырылған пакеттерімізде ай сайынғы деректер жинауды орындаймыз. Біз кем дегенде ондаған рет дамып келе жатқан ақауларды байқадық, олар еленбеген жағдайда далалық ақауларға айналады. Бір қаптамада үш ай ішінде 20 мВ биіктікте қозғалатын бір ұяшық көрсетілген. Оны тартып, тексеріп, -айырғыштың ерте сатысында деградацияны тапты. Модуль ауыстырылды, бума екі жылдан кейін де жақсы жұмыс істейді.

Егер сіз потенциалмен сөйлесіп жатсаңызлитий батареясының OEM серіктесі, олардың диагностикалық мүмкіндіктері туралы сұраңыз. Үлгі флот деректерінің есептерін көруді сұраңыз. Олар сізге тренд талдауы мен болжамды техникалық қызмет көрсету деректерін көрсете алмаса, олардың BMS қарапайым шекті бақылауды- орындап жатқан болуы мүмкін, бұл ең аз.

Стандарттар және олар шын мәнінде нені білдіреді

UN38.3, IEC 62619, UL 1973 - бұл сертификаттарды барлық жерде көресіз. Міне, ыңғайсыз шындық: осы стандарттардан өту батареяңыздың минималды талаптарға сай келетінін білдіреді. Бұл жақсы дегенді білдірмейді.

Біз барлық сертификаттары бар бәсекелес топтамаларды сынап көрдік, оларда әлі де-үйде жүргізетін негізгі теріс пайдалану сынақтарынан өтпеді. Стандарттар - бұл төбе емес, еден.

Яғни, егер жеткізуші сізге бұл сертификаттарды көрсете алмаса, қашыңыз. Олар үстел басы. Тек сертификаттау сапаға тең деп ойламаңыз.

Біздің ішкі тестілеуіміз стандартты талаптардан асып түседі. Төменгі температура шектеулері. Ағымдағы теріс пайдалану. Кеңейтілген термиялық цикл. Біз олардың белгілі бір сынақтан өткенін ғана емес, біздің пакеттеріміздің қалай сәтсіздікке ұшырайтынын білгіміз келеді.

Теңшелетін конфигурацияларды-ерекше кернеулерді, арнайы пішін факторларын, меншікті жүйелермен интеграцияны- қажет ететін тұтынушылар үшінарнайы литий батарея өндірушісімұндай кеңейтілген тестілеуді кім жүргізетіні сыйлыққа тұрарлық. Сертификат бума кодқа сәйкес келетінін айтады. Кеңейтілген тестілеу оның қолданбаңызда қалай орындалатынын көрсетеді.

Біз нені ұсынамыз

Осының бәрінен кейін, өнеркәсіптік қолданбаларға арналған батареяларды көрсетсеңіз, не істеу керек?

Шынымды айтсам, бұл сала соңғы бес жылда біршама жақсарды. Біз бастаған кезде нарықтағы пакеттердің жартысы негізінен сағаттық бомбалар болды. Қазір ең маңызды жеткізушілер қауіпсіз жүйелерді құруда. Бірақ "ақылға қонымды қауіпсіз" өртке себеп болатын -шығындарды азайтуға әлі де орын қалдырады. Сіздің жұмысыңыз қандай жеткізушілер жұмыс істеп жатқанын және қайсысының жәй ғана құсбелгі қойып жатқанын анықтау.

Батарея қауіпсіздігі сексуалды емес. Бұл жақсы маркетинг жасамайды. Ешкім ешқашан жүк көтергішті сатып алған жоқ, себебі аккумулятордың жылуды таратуға төзімділігі жоғары болды.

Бірақ қателесіп, қалғанының бәрі тез маңыздылығын тоқтатады. Біз өз беделімізді арзанырақ жүйелерді өлтіретін жағдайларда жыл сайын жұмыс істейтін пакеттерге негіздедік. Сіз бағалайтын кез келген жеткізушіде осыны іздеу керек.

Сұрақтар? Біз әрқашан арнайы қолданбалар арқылы сөйлесуге қуаныштымыз. Біз сол үшін келдік.