Drægni rafbíla minnkar um helming á veturna og hleðsla á sumrin vekur öryggisáhyggjur; rafhlöður hlaðast ekki við lágt hitastig og afkastageta minnkar umtalsvert eftir útsetningu fyrir háum hita-það „viðkvæma“ eðli litíum rafhlaðna, kjarnaorkugjafi nýrra orkutækja, vélmenna og stafrænna vara, er almennt viðurkennt. Reyndar er hitastig lykilbreyta sem hefur áhrif á afköst litíum rafhlöðu, nátengd öllu frá afkastagetu og líftíma til öryggisstöðugleika og skilvirkni hleðslu/hleðslu. Battery Pioneer, sem sérfræðingur á rafhlöðusviðinu, mun nota einfalt tungumál og hörð gögn til að brjóta niður grundvallaráhrif hitastigs á litíum rafhlöður og veita leiðbeiningar um að forðast algengar gildrur í daglegri notkun.
I. Að skilja fyrst: „Þægindasvæðið“ fyrir litíum rafhlöður er aðeins 20-30 gráður
Lithium rafhlöður eru eins og "gróðurhúsablóm," afar viðkvæm fyrir hitastigi. Iðnaðurinn telur almennt að ákjósanlegur rekstrarhitasvið þeirra sé 20 gráður ~ 30 gráður (þ.e. stofuhita), þar sem rafhlaðan nær besta jafnvægi milli getu, líftíma og öryggis.
Frá sjónarhóli afkastagetu ná litíum rafhlöður 100% nothæfri getu við 25 gráður, sem táknar hámarksafköst. Þar sem hitastigið víkur frá þessu þægilega bili sveiflast afkastagetan verulega:
ACEY-BCT506-512H18650 rafhlaða getuprófarinotar nútíma rafræn vöktunar- og stjórntæki í stað handavinnu til að fylgjast með-rauntímaspennu, straumi, afkastagetu, orku, myndunarstöðu og öðrum breytum dreifðrar rafhlöðumyndunar í rauntíma, greina og meðhöndla bilanir, skrá og greina viðeigandi gögn, til að átta sig á eftirlitslausri og lotuvinnslu í myndunarferlinu, Tölvustýringarhugbúnaður fyrir miðstýrt eftirlit og viðhald búnaðar.
Undir 0 gráður:nothæf getu lækkar í 85%; við -10 gráður eru aðeins 70% eftir; við -30 gráður, tap á afkastagetu fer yfir helming; og við -40 gráður er það minna en 50% af stofuhita.
Yfir 45 gráður:Þó að það geti lengt afhleðslutíma til skamms tíma, flýtir það fyrir öldrun rafhlöðunnar til lengri tíma litið. Hleðsla yfir 50 gráður flýtir verulega fyrir tæringu raflausna og öldrun hlífarinnar.
Kjarnarökfræðin á bak við þetta er sú að hleðsla og afhleðsla litíumrafhlöðu er í raun "flutningur" litíumjóna á milli jákvæðu og neikvæðu rafskautanna. Of hátt eða lágt hitastig hindrar þessa „hreyfingu“-lágt hitastig kemur í veg fyrir að litíumjónir „hreyfist“ á áhrifaríkan hátt, á meðan hátt hitastig veldur því að þær „hlaupa óreglulega“, sem leiðir að lokum til lélegrar afköst rafhlöðunnar.
II. Áhrif lágs hitastigs á rafhlöður
Áhrif lágs hitastigs á litíum rafhlöður eru mun flóknari en við ímyndum okkur: það snýst ekki bara um styttri drægni heldur getur það einnig valdið varanlegum skaða.
1. Þrjú kjarnamál við lágt hitastig
Afturkræf afkastagetu minnkun:Við lágt hitastig eykst seigja raflausna og leiðni minnkar, líkt og „frosin á“. Litíum-jónadreifing hægir á, sem gerir þeim erfitt fyrir að fella inn í rafskautin, sem leiðir til verulegrar minnkunar á nothæfri getu. Hins vegar er þetta afkastagetu tap afturkræft og hægt að endurheimta það þegar það er komið aftur í stofuhita. Til dæmis getur drægni rafknúinna ökutækja verið styttri á veturna, en það getur farið aftur í eðlilegt horf þegar hiti hækkar á vorin.
Takmarkað hleðslu- og afhleðsluafl:Því lægra sem hitastigið er, því meiri innri viðnám (viðnám) rafhlöðunnar. Þegar hitastigið fer niður fyrir -10 gráður eykst viðnám viðnáms á milli jákvæðu og neikvæðu rafskautanna hratt. Eftir -20 gráður eykst raflausn viðnám einnig verulega, sem veldur lækkun á afhleðslugetu rafhlöðunnar og vanhæfni til að framleiða mikið afl. Þetta birtist sem hægur hröðun í rafknúnum ökutækjum og hægar hreyfingar í vélmennum.
Varanlegt tjón vegna lágrar-hitahleðslu:Þetta er mesta áhættan! Þegar hleðsla er við lágt hitastig (sérstaklega undir 0 gráðum), geta litíumjónir ekki fellt inn í grafítskautið í tíma og munu falla út á yfirborð rafskautsins og mynda málmlitíumdendríta. Þessir „tré-líkir“ kristallar neyta virkra litíumjóna, sem valda varanlegu afkastagetu. Hættulegra er að litíum dendrites geta stungið rafhlöðuskiljuna og valdið skammhlaupi og eldsvoða.
(Sambandið milli getu rafhlöðunnar og raflausnarleiðni við mismunandi hitastig)
(Viðnámsstig mismunandi hluta í rafhlöðunni við mismunandi hitastig)
2. Leiðbeiningar um notkun við lágan-hita
- „Hita upp- fyrir hleðslu: Áður en hleðsla er utandyra á veturna skaltu leggja rafknúnum ökutækjum eða vélmennum innandyra í 30 mínútur til að forhita þar til hitastig rafhlöðunnar fer yfir 0 gráður fyrir hleðslu;
- Forðastu mikla-afhleðslu við lágt hitastig: Í umhverfi með lágt-hitastig, forðastu tíða hröðun og mikið-álag til að draga úr rafhlöðuálagi;
- Ekki þvinga hleðslu við lágt hitastig: Ef tækið sýnir „Getur ekki hlaðið við lágt hitastig“ skaltu ekki þvinga hleðsluna, annars getur það valdið óafturkræfum skemmdum.
III. Hátt hitastig í rafhlöðum
Í samanburði við „hægt slit“ við lágt hitastig veldur hár hiti skyndilegri og alvarlegri skemmdum á litíumrafhlöðum-og styttir ekki aðeins líftíma þeirra verulega heldur getur það einnig valdið öryggisslysum.
1. 5 þrepa "keðjuverkun" við háan hita
Lithium rafhlöður, við háan hita, kalla fram röð hættulegra útverma viðbragða, eins og dómínóáhrif:
1. 90-120 gráðu : SEI filman („hlífðarfatnaðurinn“ sem verndar litíumblöðin) á yfirborði rafhlöðunnar brotnar niður og losar hita;
2. Yfir 120 gráður: SEI kvikmyndin mistekst og litíum sem er innbyggt í neikvæða rafskautið bregst beint við raflausnina og losar mikið magn af hita;
3. Yfir 200 gráður: Raflausnin brotnar alveg niður, og hraði hitalosunar hraðar verulega;
4. Síðari viðbrögð: Virka rafskautsefnið brotnar niður og losar súrefni sem hvarfast frekar við raflausnina. Samtímis losa innfellda litíum og bindiefni einnig hita.
5. Lokaniðurstaða: Ekki er hægt að dreifa hita í tíma, sem leiðir til rafhlöðuleka, reyks og í alvarlegum tilfellum, bruna og sprengingu.
2. Banvæn áhrif hás hitastigs á endingu rafhlöðunnar
Hátt hitastig flýtir fyrir öldrun rafhlöðunnar: Langvarandi útsetning fyrir umhverfi yfir 40 gráðum styttir endingu rafhlöðunnar verulega. Rannsóknir sýna að fyrir hverja 10 gráðu hækkun yfir 40 gráður minnkar líftíminn um helming.
Tilraun frá franska fyrirtækinu Saft gefur meira lýsandi dæmi: 2Ah sívalur rafhlaða sem hjólað var 26 sinnum við 85 gráður varð fyrir 7,5% afkastagetu tapi og 100% aukningu á viðnám; á meðan við 120 gráður í 25 lotur náði afkastagetu tapinu yfirþyrmandi 22% og viðnámið jókst um 1115%! Við háan hita myndast meiri SEI filma á yfirborði neikvæða rafskautsins, sem neytir stöðugt virkra litíumjóna.
Samtímis flytur jákvæða rafskautsbindiefnið og tapast, sem kemur í veg fyrir að virku efnin taki þátt í efnahvarfinu á réttan hátt, sem leiðir til hröðu lækkunar á afköstum rafhlöðunnar.
(Hringrásarferill rafhlöðunnar við háan hita)
(Kúrfan sem sýnir aukningu á viðnám rafhlöðunnar við háan hita)
3. Leiðbeiningar til að forðast háan-notkun við háhita
- Forðastu beint sólarljós og hátt-hitaumhverfi: Ekki leggja rafknúnum ökutækjum eða rafhlöðubúnaði í beinu sólarljósi. Gakktu úr skugga um rétta kælingu á-háhitaverkstæðum og útiumhverfi sem verða fyrir beinu sólarljósi.
- Stjórna hleðsluhitastigi: Ekki hlaða í umhverfi yfir 50 gráður. Forðastu að nota annan búnað samtímis meðan á hleðslu stendur (td akstur á meðan á hleðslu stendur eða að stjórna vélmenni meðan á hleðslu stendur).
- Fínstilltu hitaleiðnihönnun: Ný orkutæki og iðnaðarvélmenni verða að vera búin skilvirkum hitaleiðnikerfi til að koma í veg fyrir staðbundna há-hitasöfnun í rafhlöðupakkanum.
IV. „Falinn skaði“ hitamismunarins
Fyrir utan háan og lágan hita er hitamunur einnig „falinn drápari“ sem auðvelt er að gleymast, aðallega skipt í tvær aðstæður: hitamismunur á innri rafhlöðu (jafnvægi hitastigs) og milli-hitamismunur (hitasamkvæmni).
1. Keðjuverkunarvandamál af völdum hitastigsmunar
Innri hitamunur: Á sér oft stað þegar hituð eða kæling er á annarri hliðinni, sem leiðir til ójafnrar innri viðnáms, straums og hitamyndunar í rafhlöðunni, sem flýtir fyrir staðbundinni öldrun.
Hitamismunur á milli-frumu: Orsakast af óviðeigandi útsetningu rafhlöðueininga og hitastjórnunarhönnun, sem leiðir til ósamræmis niðurbrotshraða meðal einstakra frumna í rafhlöðupakkanum. Vegna þess að rafhlöðupakkar eru tengdir í röð eru „veikustu hlekkirnir“ mjög áberandi-lækkun á afköstum einnar frumu getur dregið úr afköstum alls rafhlöðupakkans, sem að lokum leitt til bilunar hennar. Jafnvel hættulegri er „vítahringurinn“ sem myndast af hitamun: frumur með hærra hitastig eldast hraðar, mynda meiri hita, eykur hitamuninn enn frekar við aðrar frumur og veldur að lokum öryggisáhættu.
2. Aðferðir til að stjórna hitastigi
Fínstilltu varmastjórnunarhönnun: Dragðu úr hitamun í rafhlöðupakkanum með því að skipuleggja vatns-kæli- og loft-kælikerfi á skynsamlegan hátt;
Forðastu erfiðar notkunarskilyrði: Mikil-straumhleðsla og afhleðsla, og langvarandi mikið-álag auka hitamun, sem krefst hæfilegrar stjórnunar á rekstrarstyrk búnaðar;
Regluleg skoðun: Iðnaðarbúnaður og ný orkutæki krefjast reglulegrar skoðunar á hitastigi hverrar frumu í rafhlöðupakkanum til að bera kennsl á og bregðast við öllum frávikum.
V. Samantekt: Kjarnareglur um að lengja líftíma litíum rafhlöður
Aðlögunarhæfni litíumrafhlaðna að hitastigi er eins og þörf mannslíkamans fyrir umhverfi sitt-bæði of hátt og lágt hitastig skaðar bestu frammistöðu þeirra. Til að tryggja að rafhlaða sé bæði öflug og endingargóð skaltu einbeita þér að þremur lykilþáttum:
1. Fylgdu hitamörkum: Haltu hleðsluhitastigi á milli 0 gráður og 45 gráður og vinnuhitastig á milli -20 gráður og 60 gráður eins mikið og mögulegt er, forðastu langvarandi frávik frá þægindasvæðinu;
2. Forðastu hættulegar rekstraraðstæður: Ekki þvinga hleðslu við lágt hitastig, ekki hlaða strax eftir útsetningu fyrir háum hita og ekki vinna undir miklu afli og miklu álagi í langan tíma;
3. Leggðu áherslu á varmastjórnun: Hvort sem um er að ræða stafrænar vörur fyrir neytendur eða iðnaðarbúnað, er góð hitaleiðni/einangrunarhönnun mikilvæg til að lengja endingu rafhlöðunnar.
Um okkur
Acey Intelligentsérhæfir sig í að útvega eins-lausnir fyrir hálf-sjálfvirkar/alveg-sjálfvirkar samsetningarlínur af litíum rafhlöðupökkum sem notaðar eru í ESS, UAV, E-Hjól, E-Hjólhjól, rafmagnsverkfæri, tveir/þrjár hjóla osfrv. Auk rafhlöðubúnaðar, svo sem rafhlöðubúnað, eins og rafhlöðubúnað, Vél, einangrunarpappírslímavél, CCD prófunartæki, handvirk/sjálfvirk punktsuðuvél, BMS prófari, rafhlaða alhliða prófunartæki og rafhlöðupakkaprófunarkerfi o.fl.
