I. Įvadas
Sparčiai plėtojant naują energetikos pramonę, ličio baterijos rado plačiai paplitusias elektrinėse transporto priemonėse, dronuose, mobiliųjų energijos šaltiniuose, energijos kaupimo sistemose ir kituose laukuose dėl jų didelio energijos tankio, ilgo ciklo laiko ir atminties efekto stokos. Tačiau ličio akumuliatoriai yra labai jautrūs nenormalioms darbo sąlygoms, tokioms kaip per didelis įkrovimas, per didelis skaldymas, viršįtampis, trumpi jungtys ir aukšta temperatūra, dėl kurios gali pablogėti našumas, saugos rizika ir net sprogimas ar gaisras. Todėl labai svarbi yra ličio akumuliatorių apsaugos lenta, kaip pagrindinis ličio akumuliatorių valdymo sistemos komponentas.
Ii. Overview of Ličio baterijaApsaugos lenta
Ličio akumuliatorių apsaugos plokštė yra pagrindinė intelektualios ličio jonų akumuliatorių valdymo sistemos komponentas, daugiausia susidedantis iš kontrolinio IC, perjungimo tranzistorių (MOSFET), mikro-kapicionierių ir mikro atstovų. Tai nuolat stebi parametrus, tokius kaip akumuliatoriaus įtampa, srovė ir temperatūra, palygindamas juos su iš anksto nustatytais apsaugos slenksčiais, kad būtų galima valdyti akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovos procesus, taip užkirsdamas kelią akumuliatoriaus pažeidimui dėl nenormalių eksploatavimo sąlygų. Ličio akumuliatorių apsaugos funkcijos apima apsaugą nuo įkrovos, apsauga nuo per didelio įkrovos, apsauga nuo per didelės temperatūros, apsauga nuo pertekliaus ir apsauga nuo trumpojo jungimo, todėl tai yra nepaprastai svarbi užtikrinant saugų ličio baterijų naudojimą ir prailgintą eksploatavimo laiką.
Iii. Pagrindinės ličio akumuliatorių apsaugos funkcijos
(1) Apsauga dėl perkrovos
Kai ličio baterija įkraunama iš anksto nustatyta įtampa, apsaugos plokštė automatiškai nutraukia įkrovimo grandinę, kad būtų išvengta per didelio įkrovimo. Dėl per didelio įkrovimo gali padidėti vidinis akumuliatoriaus slėgis, elektrolito suskaidymas ir teigiamos elektrodų medžiagos struktūrinė pažeidimas, sukeldamas veikimo skaidymą, šiluminį bėgimą ar net sprogimą. Apsaugos lenta nuolat stebi akumuliatoriaus įtampą ir aptikusi įtampą, viršijančią iš anksto nustatytą slenkstį, kontroliuoja perjungimo tranzistorių, kad būtų galima atjungti ir nustoti įkrauti, taip išvengdama perkrautos rizikos.
(2) Apsauga nuo per didelio išmetimo
Kai ličio akumuliatorius išleidžiamas į iš anksto nustatytą įtampą, apsaugos plokštė automatiškai nutraukia išleidimo grandinę, kad būtų išvengta per didelio įkrovimo. Per didelis išmetimas gali sukelti vario srovės kolektoriaus ištirpinimą ant neigiamo elektrodo ir aktyviosios medžiagos atsiribojimo ant teigiamo elektrodo, todėl sumažėja akumuliatoriaus talpa, padidėjęs vidinis atsparumas ir netgi negrįžtama žala. Apsaugos lenta stebi akumuliatoriaus įtampą ir aptikusi įtampą žemiau nustatyto slenksčio, kontroliuoja perjungimo tranzistorių, kad būtų galima atjungti ir nustoti iškrauti, apsaugodama akumuliatorių nuo žalos.
(3) Apsauga nuo temperatūros
Ličio baterijos yra pažeistos aukštoje ar žemoje temperatūros aplinkoje. Aukšta temperatūra gali pagreitinti akumuliatoriaus senėjimą ir suaktyvinti šiluminį bėgimą, o žema temperatūra gali sumažinti akumuliatoriaus aktyvumą ir paveikti krūvio\/iškrovos efektyvumą. Apsaugos lenta naudoja temperatūros jutiklius nuolat stebėti akumuliatoriaus temperatūrą ir imasi tinkamų priemonių, tokių kaip akumuliatoriaus sujungimo atjungimas arba srovės išėjimo mažinimas, kad akumuliatorius veiktų saugioje temperatūros diapazone.
(4) Apsauga nuo viršįtampio
Kai akumuliatoriaus įkrovos ar išleidimo srovė tampa per didelė, apsaugos plokštė automatiškai nutraukia įkrovos ar išleidimo grandinę, kad išvengtų akumuliatoriaus pažeidimo dėl per didelės srovės. Viršūnė gali sukelti vidinį akumuliatoriaus kaitinimą, elektrolito skilimą ir elektrodo medžiagos sunaikinimą, kuris gali sukelti trumpus junginius. Apsaugos lenta nustato akumuliatoriaus srovę ir aptikusi srovę, viršijančią iš anksto nustatytą slenkstį, kontroliuoja perjungimo tranzistorių, kad būtų galima atjungti ir apriboti srovės išėjimą, apsaugodama akumuliatorių nuo žalos.
(5) Apsauga nuo trumpojo jungimo
Kai ličio baterija patiria trumpą jungimą, apsaugos plokštė greitai nutraukia akumuliatoriaus išėjimą, kad per didelė srovė nesukeltų šilumos bėgimo, ugnies ar sprogimo akumuliatoriuje. Apsauga nuo trumpojo jungimo yra kritinė ličio akumuliatoriaus apsaugos lentos funkcija ir yra būtina norint užtikrinti akumuliatoriaus saugą
(6) Subalansuotas įkrovimas ir išmetimas
Ličio akumuliatorių pakuotės susideda iš kelių atskirų baterijų, kurių kiekviena gali turėti skirtingas savybes. Apsaugos lenta gali valdyti kiekvienos atskiros akumuliatoriaus įkrovimą ir išleidimą, kad užtikrintų, jog parametrai, tokie kaip įtampa ir talpa, yra subalansuoti tarp baterijų, pagerinant visą akumuliatoriaus pakuotės tarnavimo laiką ir našumą. Subalansuotos įkrovimo ir iškrovimo funkcijos pasiekia akumuliatoriaus balansą, aktyviai arba pasyviai išleidžiant aukštesnės įtampos baterijas ir įkraunant žemesnės įtampos baterijas.
Iv. Ličio akumuliatorių apsaugos lentos darbo principas
Ličio akumuliatorių apsaugos lentos darbo principą galima trumpai apibūdinti taip: jungiant teigiamą ir neigiamą ličio akumuliatoriaus gnybtus, jis nuolat stebi parametrus, tokius kaip akumuliatoriaus įtampa, srovė ir temperatūra; palygina aptikimo rezultatus su iš anksto nustatytais apsaugos slenksčiais; ir kontroliuoja atitinkamas perjungimo būsenas, kad pasiektų akumuliatoriaus apsaugos funkcijas. Tiksliau, apsaugos plokštės vidinė valdymo grandinė kontroliuoja MOSFET įjungimo\/išjungimo būseną, pagrįstą įtampos, srovės ir temperatūros parametrų pokyčiais, tokiu būdu nupjaunant arba sujungiant akumuliatoriaus įkrovos ir išleidimo grandines.
V. Ličio akumuliatorių apsaugos plokštės taikymo scenarijai
Sparčiai plėtojant naujas energetines elektrines transporto priemones, dronus, mobiliuosius maitinimo šaltinius ir kitus laukus, ličio akumuliatorių apsaugos lentų taikymo scenarijai tampa vis labiau paplitę. Šiose srityse ličio akumuliatorių apsaugos lentos vaidina lemiamą vaidmenį užtikrinant saugų įrangos eksploatavimą ir vartotojų gyvenimo bei turto saugumą. Pavyzdžiui, elektrinėse transporto priemonėse ličio akumuliatorių apsaugos lentos gali užkirsti kelią nenormalioms darbo sąlygoms, tokioms kaip per didelis įkrovimas, per didelis apmokestinimas, viršįtampis ir trumpi jungtys, užtikrinant saugų elektrinių transporto priemonių vairavimą; Dronuose jie gali apsaugoti baterijas nuo aplinkos veiksnių, tokių kaip aukšta ir žema temperatūra, pratęsdami dronų skrydžio laiką; Ir mobiliųjų maitinimo šaltiniuose jie gali užkirsti kelią akumuliatorių pažeidimui dėl per didelio įkrovimo ar per didelio įkrovimo, pagerindami mobiliųjų energijos šaltinių gyvenimo trukmę ir saugumą.
Vi. Svarbūs ličio akumuliatorių apsaugos lentos techniniai parametrai
Svarbūs ličio akumuliatorių apsaugos lentų techniniai parametrai apima apsaugą nuo perkrovos, apsauga nuo per didelio mokesčio, apsauga nuo viršįtampio, apsauga nuo trumpo jungimo, apsauga nuo temperatūros, vidinis pasipriešinimas ir energijos suvartojimas. Šių parametrų pasirinkimas daro įtaką ličio akumuliatorių apsaugos lentų darbiniam efektyvumui ir saugai, todėl jos turėtų būti pasirinktos ir sukonfigūruotos atsižvelgiant į specifinius praktinių programų reikalavimus. Pvz., Apsauga nuo per didelio įkrovimo ir per didelio mokesčio slenksčių turėtų būti pagrįstai nustatomos atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip akumuliatoriaus tipas, talpa ir naudojimo aplinka; Reikėtų nustatyti apsaugos nuo viršįtampio ir trumpojo jungimo slenksčius, atsižvelgiant į maksimalią krūvio\/išleidimo srovę ir akumuliatoriaus apkrovos charakteristikas; o apsaugos nuo temperatūros slenkstis turėtų būti nustatytas atsižvelgiant į akumuliatoriaus veikimo temperatūros diapazoną.
Vii. Ličio akumuliatorių apsaugos lentos būsimos plėtros tendencijos
Sparčiai plėtojant naują energetikos rinką ir nuolatines susijusių technologijų naujoves, ličio akumuliatorių apsaugos lentos vystosi didelės integracijos, daugiafunkcionalumo, intelekto, sustiprinto saugos rezultatų ir priėmimo į ekologišką medžiagą.
(1) aukšta integracija
Būsimos ličio akumuliatorių apsaugos lentos judės link didelės integracijos, kad pasiektų mažesnį dydį ir lengvesnį svorį, tenkinančios įvairių nešiojamųjų įrenginių poreikius. Labai integruotos apsaugos lentos gali sumažinti komponentų skaičių, sumažinti energijos suvartojimą, pagerinti patikimumą ir palengvinti montavimą bei priežiūrą.
(2) daugiafunkciškumas
Be pagrindinio perkrovos, per didelio įkrovos, perkrovos ir per didelės temperatūros apsaugos, būsimos ličio akumuliatorių apsaugos lentos integruos daugiau funkcijų, tokių kaip akumuliatoriaus lygio įvertinimas ir subalansuotas įkrovimas. Akumuliatoriaus lygio įvertinimo funkcijos gali nuolat stebėti likusią akumuliatoriaus talpą ir suteikti vartotojams tikslią akumuliatoriaus lygio informaciją; Subalansuotos įkrovimo funkcijos gali dar labiau pagerinti akumuliatorių pakuočių pusiausvyrą ir eksploatavimo laiką.
(3) Intelektas
Kuriant tokias technologijas kaip daiktų internetas ir debesų kompiuterija, būsimos ličio akumuliatorių apsaugos lentos taps protingesnės. Prisijungę prie išmaniųjų įrenginių, apsaugos lentos gali nuolat stebėti akumuliatoriaus būseną ir aplinkos sąlygas, suteikdama vartotojams patogesnę ir saugesnę akumuliatoriaus naudojimo patirtį. Be to, naudojant „Big Data“ analizę ir dirbtinio intelekto technologijas, apsaugos lentos gali pasiekti intelektualų akumuliatorių valdymą ir pratęsti akumuliatoriaus eksploatavimo laiką.
(4) Patobulintas saugos našumas
Augant ličio baterijų taikymo diapazonui, taip pat didėja jų saugos veikimo reikalavimai. Būsimose ličio akumuliatorių apsaugos lentose daugiau dėmesio bus skiriama saugos našumo gerinimui, pritaikant sudėtingesnes aptikimo ir valdymo technologijas, kad būtų užtikrintas saugus akumuliatoriaus naudojimas. Pvz., Naudojant tikslesnę įtampos, srovės ir temperatūros jutiklius, siekiant pagerinti apsaugos lentų aptikimo tikslumą ir atsako greitį; ir patikimesnių perjungimo tranzistorių ir apsaugos grandinių priėmimas siekiant pagerinti apsaugos lentų patikimumą ir stabilumą.
(5) ekologiškų medžiagų priėmimas
Padidėjus supratimui apie aplinką, būsimose ličio akumuliatorių apsaugos lentose daugiau dėmesio bus skiriama aplinkai palankių medžiagų priėmimui. Apsaugos lentos, pagamintos iš ekologiškų medžiagų, yra ne tik draugiškos aplinkai, bet ir gali sumažinti gamybos sąnaudas ir skatinti tvarų ličio akumuliatorių pramonės plėtrą.
Viii. Išvada
Apibendrinant galima pasakyti, kad ličio akumuliatorių apsaugos lentos vaidina lemiamą vaidmenį užtikrinant saugų ličio akumuliatorių naudojimą ir ilgesnę eksploatavimo laiką. Sparčiai plėtojant naują energijos rinką ir nuolatines naujoves susijusiose technologijose, ličio akumuliatorių apsaugos lentų taikymo perspektyvos yra labai plačios. Ateityje tikimės, kad atsiras veiksmingesnės, saugesnės ir intelektualios ličio akumuliatorių apsaugos lentos, įšvirkščiant naują gyvybingumą naujos energetikos pramonės plėtrai. Tuo pat metu mes taip pat turėtume atkreipti dėmesį į aplinkosaugos problemas ir skatinti Ličio akumuliatorių apsaugos valdybos pramonės plėtrą link ekologiškesnės krypties.
