በአሁኑ ጊዜ አብዛኛዎቹ የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች የደህንነት አደጋዎች የሚከሰቱት የመከላከያ ዑደት በመጥፋቱ ምክንያት የባትሪው ሙቀት መሸሽ እና እሳትና ፍንዳታ ያስከትላል. ስለዚህ, የሊቲየም ባትሪን ደህንነቱ የተጠበቀ አጠቃቀምን ለመገንዘብ, የመከላከያ ወረዳ ንድፍ በተለይ አስፈላጊ ነው, እና የሊቲየም ባትሪ ውድቀት የሚያስከትሉ ሁሉም አይነት ምክንያቶች ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው. ከምርት ሂደት በተጨማሪ ውድቀቶች በመሠረቱ በውጫዊ ጽንፍ ሁኔታዎች ላይ በሚደረጉ ለውጦች, ለምሳሌ ከመጠን በላይ መሙላት, ከመጠን በላይ ፈሳሽ እና ከፍተኛ ሙቀት. እነዚህ መለኪያዎች በእውነተኛ ጊዜ ክትትል የሚደረግባቸው ከሆነ እና በሚቀይሩበት ጊዜ ተጓዳኝ የመከላከያ እርምጃዎች ይወሰዳሉ, የሙቀት መሸሽ መከሰትን ማስወገድ ይቻላል. የሊቲየም ባትሪ ደህንነት ንድፍ በርካታ ገጽታዎችን ያካትታል፡ የሕዋስ ምርጫ፣ መዋቅራዊ ንድፍ እና የቢኤምኤስ ተግባራዊ ደህንነት ንድፍ።

የሕዋስ ምርጫ

የሕዋስ ቁሳቁስ ምርጫ መሠረት የሆነበት የሕዋስ ደህንነት ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ብዙ ምክንያቶች አሉ። በተለያዩ የኬሚካላዊ ባህሪያት ምክንያት, ደኅንነቱ በተለያዩ የሊቲየም ባትሪዎች የካቶድ ቁሳቁሶች ይለያያል. ለምሳሌ, ሊቲየም ብረት ፎስፌት ኦሊቪን-ቅርጽ ያለው ነው, እሱም በአንጻራዊነት የተረጋጋ እና በቀላሉ ሊፈርስ የማይችል ነው. ሊቲየም ኮባልቴት እና ሊቲየም ተርንሪ ግን በቀላሉ ሊፈርስ የሚችል የተነባበረ መዋቅር ናቸው። አፈፃፀሙ በቀጥታ ከሴሉ ደህንነት ጋር የተያያዘ ስለሆነ የመለያ ምርጫም በጣም አስፈላጊ ነው። ስለዚህ በሴል ምርጫ ውስጥ የምርመራ ሪፖርቶች ብቻ ሳይሆን የአምራች ምርት ሂደት, ቁሳቁሶች እና ግቤቶች ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው.

የመዋቅር ንድፍ

የባትሪው መዋቅር ንድፍ በዋናነት የሙቀት መከላከያ እና ሙቀትን መስፈርቶች ግምት ውስጥ ያስገባል.

• የኢንሱሌሽን መስፈርቶች በአጠቃላይ የሚከተሉትን ገጽታዎች ያካትታሉ: በአዎንታዊ እና አሉታዊ ኤሌክትሮዶች መካከል ያለው ሽፋን; በሴል እና በአጥር መካከል ያለው ሽፋን; በፖል ትሮች እና ማቀፊያዎች መካከል ያለው ሽፋን; ፒሲቢ የኤሌትሪክ ክፍተት እና የክሪፔጅ ርቀት፣ የውስጥ ሽቦ ንድፍ፣ የመሬት አቀማመጥ ንድፍ፣ ወዘተ.
• የሙቀት ማባከን በዋናነት ለአንዳንድ ትልቅ የኃይል ማከማቻ ወይም የመሳብ ባትሪዎች ነው። በእነዚህ ባትሪዎች ከፍተኛ ኃይል ምክንያት, በሚሞሉበት እና በሚሞሉበት ጊዜ የሚፈጠረው ሙቀት በጣም ትልቅ ነው. ሙቀቱ በጊዜ ውስጥ ሊጠፋ የማይችል ከሆነ, ሙቀቱ ይከማቻል እና አደጋዎችን ያስከትላል. ስለዚህ የማቀፊያ ቁሳቁሶች ምርጫ እና ዲዛይን (የተወሰኑ የሜካኒካል ጥንካሬ እና የአቧራ መከላከያ እና የውሃ መከላከያ መስፈርቶች ሊኖሩት ይገባል), የማቀዝቀዣ ዘዴን እና ሌሎች የውስጥ ሙቀት መከላከያዎችን, ሙቀትን ማስወገድ እና የእሳት ማጥፊያ ዘዴዎችን መምረጥ ሁሉም ግምት ውስጥ መግባት አለባቸው.

ለባትሪ ማቀዝቀዣ ዘዴ ምርጫ እና አተገባበር፣ እባክዎን ያለፈውን እትም ይመልከቱ።

ተግባራዊ የደህንነት ንድፍ

አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት ቁሱ የኃይል መሙያ እና የቮልቴጅ ኃይልን መገደብ እንደማይችል ይወስናሉ. አንዴ የመሙያ እና የመሙያ ቮልቴጁ ከተገመተው መጠን ካለፈ በሊቲየም ባትሪ ላይ የማይቀለበስ ጉዳት ያስከትላል። ስለዚህ የሊቲየም ባትሪ በሚሠራበት ጊዜ በተለመደው ሁኔታ ውስጥ ያለውን የቮልቴጅ እና የውስጣዊ ሴል አሁኑን ለመጠበቅ የመከላከያ ዑደትን መጨመር አስፈላጊ ነው. ለ BMS ባትሪዎች የሚከተሉት ተግባራት ያስፈልጋሉ፡

• በቮልቴጅ ጥበቃ ላይ መሙላት፡- ከመጠን በላይ መሙላት ለሙቀት መሸሽ ዋና ምክንያቶች አንዱ ነው። ከመጠን በላይ ከሞላ በኋላ የካቶድ ንጥረ ነገር ከመጠን በላይ በሊቲየም ion መለቀቅ ምክንያት ይወድቃል ፣ እና አሉታዊ ኤሌክትሮዱ እንዲሁ የሊቲየም ዝናብ ይከሰታል ፣ ይህም የሙቀት መረጋጋትን መቀነስ እና የጎንዮሽ ምላሾች መጨመር ያስከትላል ፣ ይህም የሙቀት መሸሽ እድል አለው። ስለዚህ, በተለይም የኃይል መሙያው የሴሉ ከፍተኛው የቮልቴጅ መጠን ከደረሰ በኋላ የአሁኑን ጊዜ መቁረጥ አስፈላጊ ነው. ይህ BMS በቮልቴጅ ጥበቃ ላይ የመሙላት ተግባር እንዲኖረው ይጠይቃል, ስለዚህም የሴሉ ቮልቴጅ ሁልጊዜ በስራ ገደብ ውስጥ እንዲቆይ ያደርጋል. መከላከያ ቮልቴጁ የርዝማኔ እሴት አለመሆኑ እና በስፋት ቢለዋወጥ የተሻለ ይሆናል ምክንያቱም ባትሪው ሙሉ በሙሉ ቻርጅ በሚደረግበት ጊዜ የአሁኑን ጊዜ እንዳያቋርጥ ስለሚያደርግ እና ከመጠን በላይ መሙላት ሊያስከትል ስለሚችል. የ BMS የመከላከያ ቮልቴጅ ብዙውን ጊዜ ከሴሉ የላይኛው ቮልቴጅ ተመሳሳይ ወይም ትንሽ ዝቅተኛ እንዲሆን ተደርጎ የተሰራ ነው.
• አሁን ካለው ጥበቃ በላይ መሙላት፡- ባትሪን ከቻርጅ ወይም ከማፍሰሻ ገደብ በላይ ባትሪ መሙላት ሙቀት እንዲከማች ያደርጋል። ዲያፍራም ለማቅለጥ በቂ ሙቀት ሲከማች ውስጣዊ አጭር ዙር ሊያስከትል ይችላል. ስለዚህ አሁን ባለው ጥበቃ ላይ በወቅቱ መሙላት አስፈላጊ ነው. አሁን ካለው ጥበቃ በላይ በንድፍ ውስጥ ካለው የሕዋስ ወቅታዊ መቻቻል በላይ ሊሆን እንደማይችል ትኩረት መስጠት አለብን።
• በቮልቴጅ ጥበቃ ስር መፍሰስ፡- በጣም ትልቅ ወይም ትንሽ ቮልቴጅ የባትሪውን አፈጻጸም ይጎዳል። በቮልቴጅ ውስጥ ቀጣይነት ያለው ፈሳሽ መዳብ እንዲዘንብ እና አሉታዊ ኤሌክትሮጁ እንዲወድቅ ያደርገዋል, ስለዚህ በአጠቃላይ ባትሪው በቮልቴጅ ጥበቃ ተግባር ውስጥ ፈሳሽ ይኖረዋል.
• በአሁኑ ጥበቃ ላይ መፍሰስ፡- አብዛኛው የ PCB ክፍያ እና መልቀቅ በተመሳሳዩ በይነገጽ ነው፣ በዚህ ሁኔታ የኃይል መሙያ እና የፍሳሽ መከላከያ ጅረት ወጥነት ያለው ነው። ነገር ግን አንዳንድ ባትሪዎች, በተለይም ለኤሌክትሪክ መሳሪያዎች, ፈጣን ባትሪ መሙላት እና ሌሎች የባትሪ ዓይነቶች ትልቅ የአሁኑን ፈሳሽ ወይም ባትሪ መሙላትን መጠቀም አለባቸው, የአሁኑ ጊዜ በዚህ ጊዜ ወጥነት የለውም, ስለዚህ በሁለት ዑደት መቆጣጠሪያ ውስጥ መሙላት እና ማስወጣት የተሻለ ነው.
• የአጭር ዙር ጥበቃ፡- የባትሪ አጭር ዑደት በጣም ከተለመዱት ጥፋቶች አንዱ ነው። አንዳንድ ግጭት፣ አላግባብ መጠቀም፣ መጭመቅ፣ መርፌ፣ የውሃ መግባት፣ ወዘተ. አጭር ዙር ለማነሳሳት ቀላል ናቸው። አጭር ዑደት ወዲያውኑ ትልቅ የፍሳሽ ፍሰት ያመነጫል, በዚህም ምክንያት የባትሪው ሙቀት በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል. በተመሳሳይ ጊዜ, ተከታታይ ኤሌክትሮኬሚካላዊ ምላሾች ብዙውን ጊዜ በሴል ውስጥ ከውጫዊ አጭር ዑደት በኋላ ይከሰታሉ, ይህም ወደ ተከታታይ ውጫዊ ምላሾች ይመራል. የአጭር ዙር መከላከያ እንዲሁ አሁን ካለው ጥበቃ በላይ ዓይነት ነው። ነገር ግን የአጭር ዙር ጅረት ማለቂያ የሌለው ይሆናል, እና ሙቀቱ እና ጉዳቱ ማለቂያ የለውም, ስለዚህ መከላከያው በጣም ስሜታዊ መሆን አለበት እና በራስ-ሰር ሊነሳ ይችላል. የተለመዱ የአጭር ወረዳ ጥበቃ እርምጃዎች ኮንታክተሮች፣ ፊውዝ፣ mos፣ ወዘተ ያካትታሉ።
• ከሙቀት ጥበቃ በላይ፡ ባትሪው ለአካባቢው የሙቀት መጠን ስሜታዊ ነው። በጣም ከፍተኛ ወይም በጣም ዝቅተኛ የሙቀት መጠን በአፈፃፀሙ ላይ ተጽእኖ ይኖረዋል. ስለዚህ ባትሪው በተወሰነ የሙቀት መጠን ውስጥ እንዲሠራ ማድረግ አስፈላጊ ነው. የሙቀት መጠኑ በጣም ከፍተኛ ወይም በጣም ዝቅተኛ በሚሆንበት ጊዜ BMS ባትሪውን ለማቆም የሙቀት መከላከያ ተግባር ሊኖረው ይገባል። እንዲያውም ወደ ቻርጅ የሙቀት መከላከያ እና የፍሳሽ ሙቀት መከላከያ ወዘተ ሊከፋፈል ይችላል.
• የማመዛዘን ተግባር፡- ለደብተር እና ለሌሎች ባለብዙ-ተከታታይ ባትሪዎች፣ በምርት ሂደት ውስጥ ባለው ልዩነት ምክንያት በሴሎች መካከል አለመመጣጠን አለ። ለምሳሌ, አንዳንድ ሕዋሳት ውስጣዊ ተቃውሞ ከሌሎቹ የበለጠ ነው. ይህ አለመመጣጠን ቀስ በቀስ በውጫዊ አካባቢ ተጽእኖ እየተባባሰ ይሄዳል. ስለዚህ የሕዋስ ሚዛንን ተግባራዊ ለማድረግ የተመጣጠነ አስተዳደር ተግባር መኖር አስፈላጊ ነው. በአጠቃላይ ሁለት ዓይነቶች ሚዛናዊነት አሉ-

1.Passive balance: እንደ የቮልቴጅ ማነፃፀሪያ ያሉ ሃርድዌርን ይጠቀሙ እና ከዚያም ከፍተኛ አቅም ያለው የባትሪ ሃይል ለመልቀቅ የመቋቋም ሙቀትን ይጠቀሙ። ነገር ግን የኃይል ፍጆታው ትልቅ ነው, የእኩልነት ፍጥነት ቀርፋፋ ነው, እና ውጤታማነቱ ዝቅተኛ ነው.

2.Active balance: ከፍተኛ ቮልቴጅ ያላቸውን ሴሎች ኃይል ለማከማቸት capacitors ይጠቀሙ እና ዝቅተኛ ቮልቴጅ ወደ ሴል ይለቀቃል. ይሁን እንጂ በአጎራባች ሴሎች መካከል ያለው የግፊት ልዩነት ትንሽ ከሆነ, የእኩልነት ጊዜ ረጅም ነው, እና የእኩልነት የቮልቴጅ ገደብ የበለጠ በተለዋዋጭ ሊዘጋጅ ይችላል.

መደበኛ ማረጋገጫ

በመጨረሻ፣ ባትሪዎችዎ በተሳካ ሁኔታ ወደ አለምአቀፍ ወይም የሀገር ውስጥ ገበያ እንዲገቡ ከፈለጉ የሊቲየም-አዮን ባትሪን ደህንነት ለማረጋገጥ ተዛማጅ መስፈርቶችን ማሟላት አለባቸው። ከሴሎች እስከ ባትሪዎች እና አስተናጋጅ ምርቶች ተጓዳኝ የሙከራ ደረጃዎችን ማሟላት አለባቸው። ይህ ጽሑፍ ለኤሌክትሮኒካዊ የአይቲ ምርቶች የቤት ውስጥ ባትሪ ጥበቃ መስፈርቶች ላይ ያተኩራል.

ጂቢ 31241-2022

ይህ መመዘኛ ለተንቀሳቃሽ የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ባትሪዎች ነው. በዋናነት የቃሉን 5.2 አስተማማኝ የስራ መለኪያዎች፣ ከ10.1 እስከ 10.5 የደህንነት መስፈርቶች ለ PCM፣ ከ11.1 እስከ 11.5 የደህንነት መስፈርቶች በስርዓት ጥበቃ ወረዳ ላይ (ባትሪው ራሱ ጥበቃ በማይደረግበት ጊዜ)፣ 12.1 እና 12.2 ወጥነት ያላቸው መስፈርቶች እና አባሪ ሀ (ለሰነዶች) .

u ቃል 5.2 የሕዋስ እና የባትሪ መለኪያዎች መመሳሰል አለባቸው፣ ይህም የባትሪው የሥራ መለኪያዎች ከሴሎች ክልል መብለጥ እንደሌለባቸው መረዳት ይቻላል። ይሁን እንጂ የባትሪ ጥበቃ መለኪያዎች የባትሪ ሥራ መለኪያዎች ከሴሎች ክልል በላይ አለመሆናቸውን ማረጋገጥ አለባቸው? የተለያዩ ግንዛቤዎች አሉ, ነገር ግን ከባትሪ ዲዛይን ደህንነት አንጻር, መልሱ አዎ ነው. ለምሳሌ የአንድ ሕዋስ (ወይም የሴል ብሎክ) ከፍተኛው የኃይል መሙያ 3000mA ነው፣ የባትሪው ከፍተኛው የስራ ጅረት ከ 3000mA መብለጥ የለበትም፣ የባትሪው ጥበቃም እንዲሁ በኃይል መሙላት ሂደት ውስጥ ያለው የአሁኑን መብለጥ የለበትም። 3000mA. በዚህ መንገድ ብቻ አደጋዎችን በብቃት መከላከል እና ማስወገድ እንችላለን። ለጥበቃ መለኪያዎች ንድፍ፣ እባክዎን አባሪ ሀን ይመልከቱ። በጥቅም ላይ ያለውን የሕዋስ - ባትሪ - አስተናጋጅ መለኪያ ንድፍን ይመለከታል ፣ በአንጻራዊ ሁኔታ አጠቃላይ።

u መከላከያ ዑደት ላላቸው ባትሪዎች 10.1 ~ 10.5 የባትሪ ጥበቃ የወረዳ ደህንነት ፈተና ያስፈልጋል። ይህ ምእራፍ በዋናነት በቮልቴጅ ጥበቃ ላይ መሙላትን፣ አሁን ባለው ጥበቃ ላይ መሙላት፣ በቮልቴጅ ጥበቃ ስር መሙላት፣ አሁን ባለው ጥበቃ እና የአጭር ዙር ጥበቃ ላይ መሙላትን ይመረምራል። እነዚህ ከላይ የተጠቀሱት ናቸውተግባራዊ የደህንነት ንድፍእና መሰረታዊ መስፈርቶች. GB 31241 ለ 500 ጊዜ ማረጋገጥን ይጠይቃል።

u ባትሪው ያለ መከላከያ ዑደት በቻርጅ መሙያው ወይም በመጨረሻው መሳሪያ የተጠበቀ ከሆነ የ 11.1 ~ 11.5 የስርዓት መከላከያ ዑደት የደህንነት ሙከራ ከውጭ መከላከያ መሳሪያው ጋር ይካሄዳል. የቮልቴጅ፣ የአሁን እና የሙቀት መቆጣጠሪያ ክፍያ እና ፍሳሽ በዋናነት ይመረመራሉ። ጥበቃ ወረዳዎች ጋር ባትሪዎች ጋር ሲነጻጸር, ጥበቃ ወረዳዎች ያለ ባትሪዎች ብቻ በትክክል ጥቅም ላይ መሣሪያዎች ጥበቃ ላይ መተማመን የሚችል መሆኑን ማስተዋሉ ጠቃሚ ነው. አደጋው ከፍ ያለ ነው, ስለዚህ የተለመደው ቀዶ ጥገና እና ነጠላ ጥፋቶች በተናጠል ይሞከራሉ. ይህ የመጨረሻው መሳሪያ ሁለት መከላከያ እንዲኖረው ያስገድዳል; አለበለዚያ በምዕራፍ 11 ውስጥ ፈተናውን ማለፍ አይችልም.

u በመጨረሻም፣ በባትሪ ውስጥ ብዙ ተከታታይ ህዋሶች ካሉ፣ ሚዛናዊ ያልሆነ ባትሪ መሙላትን ክስተት ግምት ውስጥ ማስገባት አለቦት። የምዕራፍ 12 የተስማሚነት ፈተና ያስፈልጋል። የ PCB ሚዛን እና ልዩነት የግፊት ጥበቃ ተግባራት በዋናነት እዚህ ይመረመራሉ። ይህ ተግባር ለአንድ-ሴል ባትሪዎች አያስፈልግም.

ጂቢ 4943.1-2022

ይህ መመዘኛ ለኤቪ ምርቶች ነው። በባትሪ የሚንቀሳቀሱ የኤሌክትሮኒክስ ምርቶች አጠቃቀም እየጨመረ በመምጣቱ አዲሱ የጂቢ 4943.1-2022 እትም በአባሪ ኤም ላይ ለባትሪዎች ልዩ መስፈርቶችን ይሰጣል ፣ ባትሪዎችን እና የመከላከያ ዑደቶቻቸውን ይገመግማል። በባትሪ መከላከያ ዑደት ግምገማ ላይ በመመርኮዝ ሁለተኛ ደረጃ ሊቲየም ባትሪዎችን ለያዙ መሳሪያዎች ተጨማሪ የደህንነት መስፈርቶች ተጨምረዋል ።

u የሁለተኛው የሊቲየም ባትሪ ጥበቃ ዑደት በዋናነት ከመጠን በላይ መሙላትን፣ ከመጠን በላይ መፍሰስን፣ ተቃራኒ መሙላትን፣ የኃይል መሙላትን የደህንነት ጥበቃ (ሙቀትን)፣ የአጭር ዙር ጥበቃን ወዘተ ይመረምራል። ይህ መስፈርት በባትሪው ውስጥ አልተጠቀሰም መደበኛ GB 31241. ስለዚህ የባትሪ ጥበቃ ተግባር ንድፍ ውስጥ, የባትሪ እና አስተናጋጅ መደበኛ መስፈርቶች ማዋሃድ ያስፈልገናል. ባትሪው አንድ መከላከያ ብቻ ካለው እና ተጨማሪ ክፍሎች ከሌለው ወይም ባትሪው የመከላከያ ዑደት ከሌለው እና የመከላከያ ዑደቱ በአስተናጋጁ ብቻ የሚቀርብ ከሆነ አስተናጋጁ ለዚህ የፈተና ክፍል መካተት አለበት።

ማጠቃለያ

ለማጠቃለል, ደህንነቱ የተጠበቀ ባትሪ ለመንደፍ, ከቁሱ ምርጫ በተጨማሪ, ቀጣይ መዋቅራዊ ንድፍ እና ተግባራዊ የደህንነት ንድፍ እኩል አስፈላጊ ናቸው. ምንም እንኳን የተለያዩ መመዘኛዎች ለምርቶች የተለያዩ መስፈርቶች ቢኖራቸውም የባትሪ ዲዛይኑን ደህንነት ሙሉ ለሙሉ የተለያዩ የገበያ መስፈርቶችን ማሟላት ከተቻለ የመሪነት ጊዜን በእጅጉ ይቀንሳል እና ምርቱን ወደ ገበያ ማፋጠን ይቻላል. የተለያዩ ሀገራት እና ክልሎች ህግ፣ደንብ እና ደረጃዎችን ከማጣመር በተጨማሪ በተርሚናል ምርቶች ላይ የባትሪ አጠቃቀምን መሰረት በማድረግ ምርቶችን መንደፍ ያስፈልጋል።