Hva gjør litiumbatterier smarte?

I batteriverdenen finnes det batterier med overvåkingskretser og så finnes det batterier uten. Litium regnes som et smart batteri fordi det inneholder et kretskort som styrer ytelsen til litiumbatteriet. På den annen side har ikke et standard forseglet blybatteri noen kortkontroll for å optimalisere ytelsen.

I en smart litiumbatteriDet finnes tre grunnleggende kontrollnivåer. Det første kontrollnivået er enkel balansering som kun optimaliserer spenningen til cellene. Det andre kontrollnivået er en beskyttelseskretsmodul (PCM) som beskytter cellene mot høye/lave spenninger og strømmer under lading og utlading. Det tredje kontrollnivået er et batteristyringssystem (BMS). BMS-en har alle funksjonene til balanseringskretsen og beskyttelseskretsmodulen, men har tilleggsfunksjonalitet for å optimalisere batteriets ytelse over hele levetiden (for eksempel overvåking av ladetilstand og helsetilstand).

LITHIUMBALANSERINGSKRETS

I et batteri med en balanseringsbrikke balanserer brikken ganske enkelt spenningen til de enkelte cellene i batteriet mens det lader. Et batteri anses som balansert når alle cellespenningene er innenfor en liten toleranse for hverandre. Det finnes to typer balansering, aktiv og passiv. Aktiv balansering skjer ved å bruke celler med høye spenninger til å lade celler med lavere spenninger, og dermed redusere spenningsforskjellen mellom cellene til alle cellene er tett tilpasset og batteriet er fulladet. Passiv balansering, som brukes på alle Power Sonic litiumbatterier, er når hver celle har en motstand parallelt som slås på når cellespenningen er over en terskel. Dette senker ladestrømmen i cellene med en høy spenning som lar de andre cellene ta igjen.

Hvorfor er cellebalansering viktig? I litiumbatterier vil hele batteriet slås av så snart cellen med lavest spenning når utladningsspenningsavbruddet. Dette kan bety at noen celler har ubrukt energi. På samme måte, hvis cellene ikke er balansert under lading, vil ladingen bli avbrutt så snart cellen med høyest spenning når avbruddsspenningen, og ikke alle cellene vil være fulladet.

Hva er så ille med det? Kontinuerlig lading og utlading av et ubalansert batteri vil redusere batteriets kapasitet over tid. Dette betyr også at noen celler vil være fulladet, og andre ikke, noe som resulterer i et batteri som kanskje aldri når 100 % ladetilstand.

Teorien er at balanserte celler alle utlades med samme hastighet, og derfor kuttes ved samme spenning. Dette stemmer ikke alltid, så det å ha en balanseringsbrikke sikrer at battericellene kan tilpasses fullt ut ved lading for å beskytte batteriets kapasitet og bli fulladet.

LITHIUMBESKYTTELSESKRETSMODUL

En beskyttelseskretsmodul inneholder en balansekrets og tilleggskretser som styrer batteriets parametere ved å beskytte mot overlading og overutlading. Den gjør dette ved å overvåke strøm, spenninger og temperaturer under lading og utlading og sammenligne dem med forhåndsbestemte grenser. Hvis noen av batteriets celler treffer en av disse grensene, slår batteriet seg av lading eller utlading deretter inntil utløsningsmetoden er oppfylt.

Det finnes noen måter å slå på lading eller utlading igjen etter at beskyttelsen har blitt utløst. Den første er tidsbasert, der en timer teller i en liten periode (for eksempel 30 sekunder) og deretter utløser beskyttelsen. Denne timeren kan variere for hver beskyttelse og er en beskyttelse på ett nivå.

Den andre er verdibasert, der verdien må falle under en terskel for å bli utløst. For eksempel må alle spenningene falle under 3,6 volt per celle for at overladingsbeskyttelsen skal utløses. Dette kan skje umiddelbart etter at utløsningsbetingelsen er oppfylt. Det kan også skje etter en forhåndsbestemt tidsperiode. For eksempel må alle spenningene falle under 3,6 volt per celle for overladingsbeskyttelse, og de må holde seg under denne grensen i 6 sekunder før PCM-en utløser beskyttelsen.

Den tredje er aktivitetsbasert, der en handling må iverksettes for å utløse beskyttelsen. Handlingen kan for eksempel være å fjerne lasten eller legge på en lading. Akkurat som den verdibaserte beskyttelsesutløsningen, kan denne utløsningen også skje umiddelbart eller være tidsbasert. Dette kan bety at lasten må fjernes fra batteriet i 30 sekunder før beskyttelsen utløses. I tillegg til tids- og verdi- eller aktivitets- og tidsbaserte utløsninger, er det viktig å merke seg at disse utløsningsmetodene kan skje i andre kombinasjoner. For eksempel kan overutladningsutløsningsspenningen skje når cellene har falt under 2,5 volt, men lading i 10 sekunder er nødvendig for å komme til den spenningen. Denne typen utløsning dekker alle tre typene utløsninger.

Vi forstår at det er mange faktorer som spiller inn når man velger det beste litiumbatteri, og våre eksperter er her for å hjelpe. Hvis du har ytterligere spørsmål om valg av riktig batteri for ditt bruksområde, kan du gjerne kontakte en av våre spesialister i dag.