Overvoltage के हो?
गत मंगलबार ओहायोमा प्याक इन्टिग्रेटरबाट कल आयो। तिनीहरूसँग 14S LFP प्याक थियो जुन 3.91V पढ्ने दुई सेलहरूको साथ सौर्य स्थापनाबाट फिर्ता आएको थियो। LFP। सामान्य प्रयोगमा 3.65V माथिको कुनै पनि चीज कहिल्यै देख्नु हुँदैन। कोशिकाहरू बाहिरबाट राम्रो देखिन्थे तर हामीले एउटा खोल्दा क्याथोड पन्नी किनारमा खैरो भएको थियो। क्लासिक ओभरचार्ज क्षति।
तिनीहरूले लिड-एसिड चार्जर प्रयोग गरिरहेका थिए। ग्राहकले यसलाई बदले किनभने मूल मरेको थियो। लीड-एसिड 48V चार्जरले 58.4V फ्लोट राख्छ। 14S LFP प्याकमा जसले प्रति सेल 4.17V मा काम गर्छ। सीसा एसिडको लागि समस्या होइन। LFP को लागि ठूलो समस्या।
यस प्रकारको कुरा मानिसहरूले स्वीकार गर्नु भन्दा बढि हुन्छ।
ओभरभोल्टेज भनेको सेललाई यसको अधिकतम मूल्याङ्कन गरिएको चार्ज भोल्टेजको पछाडि धकेल्नु हो। संख्या रसायन विज्ञान मा निर्भर गर्दछ। NMC र NCA 4.20V मा शीर्ष बाहिर। केही उच्च-एनर्जी एनएमसी भेरियन्टहरूलाई 4.35V मा मूल्याङ्कन गरिएको छ तर ती विशेष कक्षहरू हुन् र तपाईंले तिनीहरूसँग के गरिरहनु भएको छ भनेर जान्न आवश्यक छ। LFP रसायनमा 3.65V छत छ। LTO लगभग 2.85V छ। यी नम्बरहरू सेल विक्रेता डाटाशीटबाट आउँछन्। तिनीहरूलाई बेवास्ता गर्नुहोस् र तपाईंलाई समस्या हुनेछ।
आन्तरिक कोशिकाको क्षय
ओभरभोल्टेजमा सेल भित्र के हुन्छ त्यो जटिल छैन। क्याथोड सामग्रीले अक्सिजन छोड्न चाहन्छ जब तपाईले धेरै लिथियम बाहिर निकाल्नुहुन्छ। त्यो अक्सिजनले इलेक्ट्रोलाइटसँग प्रतिक्रिया गर्छ। यस बीचमा लिथियम धातुले एनोड सतहमा प्लेट आउट गर्न थाल्छ किनभने ग्रेफाइटले आयनहरूलाई पर्याप्त रूपमा अवशोषित गर्न सक्दैन। प्लेटिङ दुई कारणले खराब छ। यो अपरिवर्तनीय क्षमता हानि हो र यसले डेन्ड्राइटहरू सिर्जना गर्दछ जसले अन्ततः सेललाई आन्तरिक रूपमा छोटो बनाउन सक्छ।
धेरै मानिसहरू सोच्छन् कि त्यहाँ 4.20V स्पेसमा मार्जिन निर्मित छ। त्यहाँ छैन।
सेल निर्माताहरूले त्यो सीमालाई बिन्दुमा सेट गर्छन् जहाँ गिरावट अस्वीकार्य हुन्छ। एक पटक 4.25V मा जानु सम्भवतः ठीक छ। त्यहाँ गएर प्रत्येक चक्रले केही हजारको सट्टा सयौं चक्रमा सेल मार्नेछ। 4.30V माथि जाँदै र तपाईंले केही सय चक्रहरू प्राप्त गर्न सक्नुहुन्न। मैले एकल चार्ज पछि कोशिकाहरू 4.35V मा फुलिएको देखेको छु। सेल मा निर्भर गर्दछ।
BMS को भूमिका
BMS ले यसलाई समात्नु पर्छ। प्याकमा प्रत्येक सेलले आफ्नै सेन्स तार पाउँछ। AFE चिपले सबै सेल भोल्टेजहरू पढ्छ र थ्रेसहोल्डसँग तुलना गर्छ। यदि कुनै सेल माथि जान्छ भने, चार्ज बन्द हुन्छ। एकदम सरल।
बाहेक BMS असफल हुन सक्छ। मैले सेन्स वायर कनेक्टरहरूमा चिसो सोल्डर जोइन्टहरू भएका BMS बोर्डहरू देखेको छु। एउटा सेलले रिपोर्टिङ रोक्छ र फर्मवेयरले त्रुटिलाई फ्ल्याग गर्नुको सट्टा शून्यमा पूर्वनिर्धारित गर्छ। मैले AFE चिप्स देखेको छु जुन तापक्रममा क्यालोरीबाट बाहिर निस्कन्छ। TI को BQ76940 सामान्यतया ठोस छ तर पुरानो BQ76925 मा आन्तरिक सन्दर्भ परिवर्तनको साथ समस्याहरू थिए। सस्तो चिनियाँ AFE चिप्स सबै ठाउँमा हुन सक्छ।
सन्तुलन मानिसहरूले सोचे भन्दा बढी महत्त्वपूर्ण छ। शृङ्खलामा दस सेलहरू भएको प्याक क्षमतामा केही फैलिएको हुनेछ। एउटा सेलले अर्को सेल भन्दा पहिले फुल चार्ज गर्छ। यदि सन्तुलन धेरै ढिलो छ भने उच्च सेल 4.20V मा बस्छ जबकि वर्तमान प्याकमा प्रवाह गरिरहन्छ। त्यो सेलमा भोल्टेज बढ्छ। निष्क्रिय सन्तुलनको साथ तपाईं ब्लीड प्रतिरोधकहरू मार्फत कति तातो डम्प गर्न सक्नुहुन्छ भनेर सीमित हुनुहुन्छ। धेरै जसो डिजाइनहरू 50mA देखि 100mA ब्यालेन्स वर्तमानमा चल्छन्। यदि तपाईंको कक्षहरू केहि प्रतिशत भन्दा बढी बेमेल छन् भने त्यो पर्याप्त नहुन सक्छ।
सक्रिय सन्तुलनले चार्जलाई जलाउनुको सट्टा उच्च कक्षहरूबाट निम्न कक्षहरूमा सार्छ। थप महँगो। थप जटिल। ठूला प्याकहरूको लागि अर्थ बनाउँछ जहाँ बर्बाद ऊर्जा थपिन्छ वा अनुप्रयोगहरूको लागि जहाँ तपाईं कुनै पनि क्षमता फैलाउन सहन सक्नुहुन्न।
चार्जर डिजाइन समीकरणको अर्को आधा हो। स्लोपी फिडब्याक नियमन भएको स्विचिङ कन्भर्टर हल्का लोडमा ओभरशूट हुनेछ। मैले चार्जरहरू नापेको छु जसले 42.5V बाहिर निकाल्छ जब प्याकले चार्जको अन्त्यमा 100mA भन्दा कम तान्छ। दस सेलहरूमा वितरित त्यो अतिरिक्त आधा भोल्ट प्रत्येक 50mV हो। प्रकोप होइन तर यसले अन्य सहिष्णुताहरू थप्छ।
चार्जरमा तापक्रम क्षतिपूर्ति पनि महत्त्वपूर्ण छ। लिथियम कोशिकाहरू तातो हुँदा कम भोल्टेजमा चार्ज गर्नुपर्छ। केही चार्जरहरूले थर्मिस्टरको आधारमा CV सेटपोइन्ट समायोजन गर्छन्। धेरै सस्तोले गर्दैनन्। 45C मा घाममा बसेर सामान्य 4.20V प्रति सेलमा चार्ज हुने प्याक प्रभावकारी रूपमा अधिक चार्ज भइरहेको छ।
दुई सुरक्षा तहहरू एक भन्दा राम्रो छन्। BMS ले सेल भोल्टेजहरू हेर्छ। माध्यमिक सुरक्षा IC ले प्याक भोल्टेज हेर्न सक्छ र यदि केहि गलत भयो भने FET काट्न सक्छ। ओहायो प्याकको लागि जुन यो सम्पूर्ण छलफल सुरु भयो, न त अवस्थित थियो। तिनीहरूसँग एक गूंगा BMS थियो जसले केवल सन्तुलन गर्दछ। संरक्षण छैन। ग्राहकले चार्जरले यसलाई ह्यान्डल गर्छ भन्ने ठाने। गलत अनुमान।
डिजाइन चेकलिस्ट
यदि तपाइँ प्याकहरू डिजाइन गर्दै हुनुहुन्छ भने चेकलिस्ट एकदम छोटो छ।
- वास्तविक सेल -स्तर OVP सँग BMS प्रयोग गर्नुहोस्।
- केही मार्जिनको साथ थ्रेसहोल्ड सेट गर्नुहोस्, हुनसक्छ NMC को लागी 4.18V।
- सुनिश्चित गर्नुहोस् कि सन्तुलनले तपाइँको सेल स्प्रेड संग राख्न सक्छ।
- बेन्चमा कोठाको तापक्रममा मात्र नभएर यसको सञ्चालन खाममा चार्जरलाई योग्य बनाउनुहोस्।
- यदि अनुप्रयोगले यसलाई जायज ठहराउँछ भने माध्यमिक सुरक्षा मार्ग थप्नुहोस्।
ओहायो प्याक एक उचित BMS र LFP को लागि एक चार्जर निर्दिष्ट संग पुनर्निर्माण हुँदैछ। महँगो पाठ। अझ खराब हुन सक्थ्यो। कसैलाई चोटपटक लागेन र केहि पनि आगो लागेन। यी कथाहरू सधैं यसरी समाप्त हुँदैनन्।
