48 В литий-ионды аккумуляторды қалай дұрыс зарядтау керек?

48 В литий-иондық батареяны зарядтау процесін түсіну

Сатылы зарядтау: Тұрақты ток және тұрақты кернеу (CC-CV)

Литий ионды аккумуляторларды дұрыс зарядтау — тез зарядтау мен қауіпсіздікті сақтау арасындағы дұрыс тепе-теңдікті табуды білдіреді. Көбінесе зарядтағыштар СС СV әдісі деп аталатын әдісті қолданады. Олар аккумулятор аясының сыйымдылығының жартысы мен бір еселігі арасында болатын тұрақты токты аккумулятор арқылы жіберумен басталады. Кернеу шамамен 57,6 вольтқа жеткенде (стандартты 16 ұяшықты 48 вольттық пакетте бұл әрбір ұяшыққа шаққанда шамамен 3,6 вольтқа сәйкес келеді), зарядтағыш режимді өзгертеді. Тұрақты токты жіберу орнына, ток ағынын біртіндеп азайта отырып, тұрақты кернеуді сақтайды. Ток аккумулятордың сыйымдылығының 2 пайызынан төмен түскен кезде процесс толығымен тоқтатылады. Мысалы, 100 ампер-сағаттық аккумулятор 2 амперден төмен ток түскенде зарядталуды тоқтатады. Бұл екі кезеңді зарядтау әдісі электролиттердің ыдырауы немесе электродтарда қауіпті литий жиналуы сияқты мәселелерден аулақ болуға көмектеседі. Қауіпсіздік пен тиімділік тұрғысынан алғанда бұл тәсіл мағыналы болғандықтан, сала мамандары бұл тәсілді жылдар бойы ұсынып келеді.

Көп сатылы зарядтау режимі: Жалпы, Сіңіру және Жүзу түсіндірілді

Жақсы сапалы зарядтағыштар стандарттық CC-CV зарядтау процесіне оны пайдаланбаған кезде батареяларды дұрыс зарядталған күйде ұстауға көмектесетін, соны атап айтқанда, жүзу сатысын қосады. Жалпы зарядтау сатысында батарея сыйымдылығының шамамен 80-90 пайызы мүмкіндігінше жоғары ток деңгейін қолданып толтырылады. Содан кейін келеді сіңіру фазасы, онда кернеу дәл қана батарея толық зарядталатындай етіп реттеледі. Одан кейін жүзу фазасы іске қосылып, кернеуді шамамен 54,4 вольт немесе жеке әрбір элементке 3,4 вольтқа дейін төмендетеді. Бұл уақыт өте батареялардың өздігінен разрядталу үдерісіне қарсы тұруға көмектеседі. 2023 жылғы химиялық тұрғыдан батареялардың өнімділігін зерттеген кейбір соңғы тестерге сәйкес, бұл толық үш сатылы тәсіл басқа қарапайым зарядтау әдістерімен салыстырғанда батареялардың заряд арасындағы қызмет ету мерзімін шамамен 19-23 пайызға ұзартады.

48 В литий-ионды батареяны қауіпсіз зарядтау үшін кернеу мен ток шектері

58,4 вольттан жоғары (әрбір ұяшық үшін шамамен 3,65 вольт) кернеуге жеткізу қауіпті жылулық мәселелерге әкеп соғуы мүмкін, ал 44 вольттан төмен (әрбір ұяшық үшін шамамен 2,75 вольт) зарядтау уақыт өте келе аккумулятор сыйымдылығын тезірек төмендетеді. Ток күші аккумулятордың сыйымдылық рейтингінің 1,2 есесінен аспауы тиіс, бұл 100 А/сағ аккумулятор үшін максимум 120 А болады, осылайша қыздыруды болдырмауға болады. Қазіргі заманғы көпшілік аккумуляторларда зарядтау автоматты түрде тоқтатылатын басқару жүйелері бар, бұл істен шығу ықтималдығын азайтады. Құрылғыны қосар алдында зарядтағыш кернеу бойынша аккумулятордың күтілетін талаптарына сәйкес келетінін (жарты вольтқа дейінгі ауытқу рұқсат етіледі) және жоғарыда аталған ток шектерінде қалатынын екі рет тексеріп алыңыз. Әрқашан қауіпсіздік бірінші орында!

48 В литий-ионды аккумулятор үшін дұрыс зарядтағышты таңдау

Литий-ионды химияға арналып жасалған зарядтағышты пайдаланыңыз

Литий-иондық аккумуляторлар химиялық жұмыс істеу принципіне сәйкес арнайы дайындалған заряд құрылғыларын қажет етеді, бұл ескі күміс қышқылды немесе никель негізіндегі жүйелерден өзгеше. Сапалы литий зарядтағыштар кернеудің күрделі үлгілеріне сәйкес зарядтауды тоқтату уақытын біледі, сондықтан олар тым көп электр тогын өткізбейді және қауіпті жағдайлар туғызбайды. Мысалы, 48 вольттық литий жүйелердің көбісі шынымен толық зарядталу үшін шамамен 54,4 — 54,6 вольтқа ие болуы керек, ал дәстүрлі күміс қышқылды аккумуляторлар абсорбциялық фаза кезінде әлдеқайда жоғары кернеумен зарядталады. Көптеген жаңа зарядтағыш модельдері температура сезгіштерімен және көп сатылы зарядтау режимдерімен жабдықталған, бұл жылулық шығып кетуден сияқты мәселелерді болдырмауға көмектеседі. Электрохимиялық Қоғам жыл бұрын жариялаған зерттеулерге сәйкес, литий-иондық аккумуляторлардың төрттен бір бөлігіндегі істен шығулар дұрыс емес зарядтау әдістеріне байланысты.

Зарядтағыш шығысын аккумулятордың техникалық сипаттамаларына сәйкестендіру (кернеу мен ток)

Үйлесімділікті анықтайтын үш негізгі фактор:

• Кернеу : ±0,5 В астам айырмашылық кернеудің тиімсіз дендриттік түзілуіне әкеп соғады
• Жүк : ≃±1C жылдамдықпен зарядтау 0,5C жылдамдығымен салыстырғанда ыдырау процесін 15% жылдамдатады
• Химия : LiFePO4 аккумуляторлар NMC нұсқаларына қарағанда төменірек кернеу шектерін (58,4 В-қа дейін) қажет етеді

Қосу алдында әрқашан номиналды кернеу (мысалы, 48 В) және максималды үздіксіз зарядтау тогы бойынша өндірушінің техникалық сипаттамаларын тексеріңіз.

Сәйкестік пен қауіпсіздік үшін өндірушінің ұсыныстарын қатаң сақтаңыз

Батареяны басқару жүйелері (BMS) зарядтау параметрлеріне сәйкес орнатылады. Егер кімдір осы ережелерді елемесе, кепілдік жауапкершіліктен бас тартылуы мүмкін немесе тіпті қауіпсіздіктің маңызды функциялары мүлдем өшірілуі мүмкін. Көптеген 48 вольттық жүйелер нақты шамадан тыс кернеулер болған кезде толығымен жұмысын тоқтататынын ескеріңіз. Зарядтағыштарды таңдаған кезде әрқашанда батарея өндірушісінің ұсынған нұсқаулығын басшылыққа алыңыз. Жалпы альтернативалық құрылғылар жиі температура өзгерістеріне байланысты зарядты реттеу немесе батареяларды жартылай зарядталған кезде қалпына келтіру сияқты бағдарламалық қосылыстардан айырылады. Батареяларымыздың ерте шығып кетуіне жол бермеу үшін осындай кішігірім детальдар шынымен маңызды.

Зарядтау қауіпсіздігіндегі батареяны басқару жүйесінің (BMS) маңызды рөлі

BMS-тің зарядтау процесін қалай бақылауы және басқаруы

48 В литий-иондық аккумулятор жүйелерінің негізінде әрбір жеке ұяшықтан кернеу деңгейлерін, ток ағынын және температура көрсеткіштерін секундына 20 рет дейін тексеріп отыратын Ток Көзін Басқару Жүйесі (BMS) жатыр. Жүйе әдетте әр ұяшықта 2,8 вольттан 3,6 вольтқа дейінгі қауіпсіз жұмыс істеу шектерін сақтайды, толық зарядталған кезде жалпысында шамамен 54,6 вольт құрайды. Қажет болған жағдайда жүйе аккумулятордың өзін-өзі зарядтау жылдамдығын реттейді. Көбінесе жаңа модельдер CAN bus желісі арқылы зарядтағышпен байланысады да, жүйеде қазіргі уақытта болып жатқан процестерге сәйкес кірістегі қуатты басқара алады.

Артық зарядталудан, терең разрядтан және тепе-теңдіктің бұзылуынан BMS қорғау

Негізгі BMS қорғаныс шараларына мыналар жатады:

• Зарядталу күйі 100% болғанда (±1% дәлдікпен) зарядтауды тоқтату
• Қалдық сыйымдылық шамамен 20% болғандығын көрсететін 40 В төмен кернеу кезінде жүктемелерді ажырату
• Пассивті немесе белсенді әдістерді қолдана отырып, ұяшықтардың кернеулерін ±0,03 В ішінде теңестіру
  2024 жылғы батареялық аналитика есептеріне сәйкес, осындай функциялар литий-иондық жүйелердегі мүмкін болатын 78% істен шығу түрлерін болдырмақ үшін қолданылады.

Неліктен тез зарядтау үшін BMS-ті қосып алуға болмайтыны

Тез зарядтау үшін BMS қорғанысын өшіру ауыр қауіптерді туғызады:

1. Ұяшықтардағы бақылаусыз кернеу тұмсықтары 4 В/ұяшықтан (жалпы 64 В) асады
2. 1C рейтингінен жоғары токтың артық жүгінде (мысалы, 50 Аh батареяда 50 А)
3. 45°C (113°F) асатын температураның көтерілуі
4. Параллель тізбектер арасындағы 0,25 В асатын ұяшықтардың тепе-теңдігінің бұзылуы
   Тестілеулерге сәйкес, жобалау шектерінен тыс жұмыс істегенде, BMS-сіз жүйелер дұрыс басқарылатындарына қарағанда жылулық денсаулықсыздыққа 23 есе тезірек ұшырайды.

48 В Литий Иондық Батареяны Зарядтау Кезіндегі Температураны Басқару

Зарядтау Үшін Тиімді Температура Ауқымы және Суық Ауадағы Сақтық Шаралар

Біз осы 48 В литий-иондық аккумуляторларды шамамен 25°C мен 40°C (77°F пен 104°F) арасындағы температура диапазонынан тыс зарядтаған кезде, қауіпсіздік және бұл аккумуляторлардың қанша уақыт жұмыс істейтіні тұрғысынан алғанда болашақта қиындықтарға дайындалуымыз керек. Жеке элементтердегі температура да жақын болуы керек – идеалды түрде айырмашылық 5°C (9°F) аспауы тиіс. Егер олар бір-бірінен қатты алыстаса, теңдестіру бұзыла бастайды. 0°C (32°F) төменгі мұзды суықта зарядтау ерекше қауіпті, себебі электродтарда литий пластинасы деп аталатын құбылыс пайда болады. Бұл мәселе әрбір зарядтау циклы сайын аккумулятор сыйымдылығын 20%-ға дейін төмендетуі мүмкін және бұл жоғалту мәңгілік болып қалады. Бақытқа орай, заманауи көпшілік аккумуляторларды басқару жүйелері температура шамамен 5°C (41°F) төмендеген кезде толығымен зарядтауды тоқтататын «ақылды» функциялармен жабдықталған. Нағыз суық климат жағдайында жұмыс істегенде операторлар осы аккумуляторларды қауіпсіз жұмыс істеу диапазонында ұстау үшін алдын ала жылу оқшаулау немесе қыздыру шешімдерін жоспарлауы қажет.

• Аккумуляторларды зарядтау алдында жылулық изоляцияланған қораптарда сақтаңыз
• Бөлме температурасына бейімделу үшін 2–3 сағат уақыт бөліңіз
• Температура 10°C (50°F) төмен болған кезде зарядтау тогын 50% азайтыңыз

Жылулық қорғаныс механизмдері мен ең жақсы практикалар

Қазіргі заманғы 48 В жүйелері әртүрлі салқындату стратегияларын қолданады:

Екі контурлы салқындату сияқты алдыңғы қатарлы конструкциялар пассивті жүйелерге қарағанда ең жоғары температураны 12°C-ге төмендетуі мүмкін. Зарядтау кезінде міндетті түрде желдетілетін орындарды пайдаланыңыз және батарея температурасы 50°C (122°F) асса, пайдалануды тоқтатыңыз.

48 В литий-ионды батареяның қызмет ету мерзімін ұзарту бойынша ұсыныстар

Батареяға кернеу түсіруді азайту үшін 20% мен 80% аралығында зарядтаңыз

48 В литий-ионды батареяңызды 20% пен 80% арасында зарядталу деңгейінде ұстау электродтағы кернеуді азайтады және толық разрядты жиі қайталауға қарағанда цикл өмірін үш есе арттыруы мүмкін. Бұл жартылай зарядталу (PSOC) стратегиясы литийдің пластиналасуынан сақтайды, ол жоғары кернеу кезінде батареяның нашарлауының негізгі себебі болып табылады.

Толық разрядтаудан және ұзақ уақыттық жоғары кернеу күйлерінен қаштаныңыз

10% төменгі терең разрядта анодтың бұзылуы жылдамдайды, ал 4,1 В/ячейка астам сақтау уақыт өте келе электролиттердің тұрақсыздығына әкеледі. Тұрақты пайдалану кезінде BMS-ті зарядты 80% деңгейінде шектеуге баптаңыз, толық зарядтауды тек жоғары сұраныс болатын жағдайлар үшін сақтаңыз.

Регулярлы техникалық қызмет көрсету, зарядтау және сақтау бойынша нұсқауларды енгізу

30 күннен астам сақтау үшін 25°C (77°F) төменгі орталарда заряд деңгейін 40% мен 60% аралығында ұстаңыз. Толық зарядталып сақталған аккумуляторлар 6 ай ішінде 60–80% аралығында сақталғандарға қарағанда 20% көбірек сыйымдылықты жоғалтады. Өз-өзінен разрядталудың алдын алу үшін әр 90 күнде тасымалдаушының рұқсат еткен зарядтағыштарын пайдаланып 50%-ге дейін қайта зарядтаңыз, бірақ аспау режиміне ұшырамаңыз.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

CC-CV зарядтау әдісі деген не?

CC-CV (Тұрақты ток - Тұрақты кернеу) әдісі белгіленген кернеуге жеткенше тұрақты токпен аккумуляторды зарядтауды, одан кейін токтың төмендеуімен қатар кернеудің тұрақты болып қалуын қамтиды.

Зарядтау кезінде 58,4 вольттан асу қандай қаупі бар?

58,4 вольттан жоғары зарядтау қауіпті жылулық жағдайлар мен аккумулятордың істен шығуына әкелуі мүмкін.

Мен неге литий-иондық аккумуляторлар үшін арналған заряд құрылғысын пайдалануым керек?

Литий-иондық аккумуляторларға арналған заряд құрылғылары осындай аккумуляторлардың ерекше зарядталу қажеттіліктерін ескеріп жасалады және зарядтың шектен тыс көбеюі мен жылулық басқарылмауы сияқты мәселелерді болдырмауға бағытталған.

Батареяны басқару жүйесінің (BMS) рөлі қандай?

BMS аккумулятордың зарядын бақылап, кернеу мен ток үшін қауіпсіз шектерде сақталуын қамтамасыз етеді және жиі кездесетін істен шығулардан қорғайды.