Дар айни замон, аксари садамаҳои бехатарии батареяҳои литий-ионӣ аз сабаби вайрон шудани схемаи муҳофизатӣ ба амал меоянд, ки боиси фироршавии гармии батарея ва боиси сӯхтор ва таркиш мегардад. Аз ин рӯ, барои амалӣ намудани истифодаи бехатари батареяи литий, тарҳрезии схемаи муҳофизатӣ махсусан муҳим аст ва ҳама гуна омилҳое, ки боиси нокомии батареяи литий мешаванд, бояд ба назар гирифта шаванд. Илова ба раванди истеҳсолӣ, нокомиҳо асосан аз тағирёбии шароити шадиди беруна, ба монанди аз ҳад зиёд заряд, разряд ва ҳарорати баланд ба вуҷуд меоянд. Агар ин параметрҳо дар вақти воқеӣ назорат карда шаванд ва ҳангоми тағир додани онҳо чораҳои дахлдори муҳофизатӣ андешида шаванд, аз пайдоиши фирори гармӣ пешгирӣ кардан мумкин аст. Тарҳи бехатарии батареяи литий якчанд ҷанбаҳоро дар бар мегирад: интихоби ҳуҷайра, тарҳи сохторӣ ва тарҳи бехатарии функсионалии BMS.

Интихоби ҳуҷайра

Омилҳои зиёде мавҷуданд, ки ба бехатарии ҳуҷайра таъсир мерасонанд, ки дар онҳо интихоби маводи ҳуҷайра асос аст. Аз сабаби хосиятҳои гуногуни кимиёвӣ, бехатарӣ дар маводи гуногуни катодҳои батареяи литий фарқ мекунад. Масалан, фосфати оҳани литий шакли оливин аст, ки нисбатан устувор аст ва шикастани он осон нест. Бо вуҷуди ин, кобальтати литий ва сегонаи литий сохтори қабатӣ мебошанд, ки фурӯпошӣ осон аст. Интихоби сепаратор низ хеле муҳим аст, зеро кори он бевосита ба бехатарии ҳуҷайра вобаста аст. Аз ин рӯ, ҳангоми интихоби ячейка на танҳо гузоришҳои ошкор, балки раванди истеҳсоли истеҳсолкунанда, мавод ва параметрҳои онҳо низ ба назар гирифта мешаванд.

Тарҳрезии сохтор

Тарҳрезии сохтори батарея асосан талаботи изолятсия ва паҳншавии гармиро ба назар мегирад.

• Талаботи изолятсия одатан ҷанбаҳои зеринро дар бар мегирад: Изолятсия байни электроди мусбат ва манфӣ; Изолятсияи байни ҳуҷайра ва корпус; Изолятсияи байни лавҳаҳои сутунҳо ва корпус; Масофаи барқии PCB ва масофаи резиши, тарҳи ноқилҳои дохилӣ, тарҳи заминсозӣ ва ғайра.
• Парокандашавии гармӣ асосан барои баъзе батареяҳои бузурги нигоҳдории энергия ё кашиш мебошад. Аз сабаби энергияи баланди ин батареяҳо гармии ҳангоми пур кардан ва холӣ кардан хеле калон аст. Агар гармиро дар вакташ пароканда накунанд, гармй чамъ шуда, боиси фалокат мегардад. Аз ин рӯ, интихоб ва тарҳрезии масолеҳи иҳота (Он бояд дорои қувваи муайяни механикӣ ва талаботҳои чанг ва обногузар бошад), интихоби системаи хунуккунӣ ва дигар изолятсияи гармидиҳии дохилӣ, паҳншавии гармӣ ва системаи оташнишонӣ бояд ба назар гирифта шавад.

Барои интихоб ва татбиқи системаи хунуккунии батарея, лутфан ба нашри қаблӣ муроҷиат кунед.

Тарҳрезии бехатарии функсионалӣ

Хусусиятҳои физикӣ ва химиявӣ муайян мекунанд, ки мавод шиддати барқ ​​​​ва разрядро маҳдуд карда наметавонад. Вақте ки шиддати пуркунӣ ва холӣ аз диапазони муқарраршуда зиёд мешавад, он ба батареяи литий зарари бебозгашт мерасонад. Аз ин ру, барои дар холати муътадил нигох доштани шиддат ва чараёни ҳуҷайраи дохилӣ ҳангоми кор кардани батареяи литий схемаи муҳофизатро илова кардан лозим аст. Барои BMS-и батареяҳо вазифаҳои зерин лозиманд:

• Ҳифзи барқ ​​аз болои шиддат: аз ҳад зиёд пуркунии барқ ​​яке аз сабабҳои асосии гурези гармӣ мебошад. Пас аз пуркунии зиёдатӣ, маводи катодӣ аз сабаби аз ҳад зиёд ихроҷи ионҳои литий фурӯ хоҳад рафт ва дар электроди манфӣ низ боришоти литий ба амал меояд, ки боиси паст шудани устувории гармӣ ва афзоиши реаксияҳои тарафӣ мегардад, ки хатари эҳтимолии гурези гармиро доранд. Аз ин рӯ, махсусан муҳим аст, ки ҷараёнро сари вақт қатъ кунед, ки барқ ​​​​ба шиддати ҳадди болоии ҳуҷайра мерасад. Ин аз BMS талаб мекунад, ки функсияи муҳофизати барқро дошта бошад, то шиддати ҳуҷайра ҳамеша дар ҳудуди кор нигоҳ дошта шавад. Беҳтар мебуд, ки шиддати муҳофизатӣ арзиши диапазон нест ва ба таври васеъ фарқ мекунад, зеро он метавонад боиси он гардад, ки батарея ҳангоми пурра пур кардани он ҷараёнро қатъ накунад ва дар натиҷа аз ҳад зиёд пур шавад. Шиддати муҳофизатии BMS одатан барои якхела ё каме пасттар аз шиддати болоии ҳуҷайра тарҳрезӣ шудааст.
• Пуркунии барқи муҳофизат аз болои ҷорӣ: Пур кардани ҷараёни батарея аз ҳадди ниҳоии барқ ​​ё холӣ метавонад боиси ҷамъшавии гармӣ гардад. Вақте ки гармии кофӣ барои обшавии диафрагма ҷамъ мешавад, он метавонад расиши кӯтоҳи дохилиро ба вуҷуд орад. Аз ин рӯ, сари вақт пур кардани барқ ​​аз болои муҳофизати ҷорӣ низ муҳим аст. Мо бояд диққат диҳем, ки муҳофизати аз ҳад зиёди ҷорӣ наметавонад аз таҳаммулпазирии ҷараёни ҳуҷайра дар тарҳрезӣ болотар бошад.
• Хориҷ дар зери муҳофизати шиддат: Шиддати аз ҳад калон ё хеле хурд ба кори батарея зарар мерасонад. Ихроҷи доимии зери шиддат боиси пошидани мис ва фурӯпошии электроди манфӣ мегардад, аз ин рӯ умуман батарея дар зери функсияи муҳофизати шиддат холӣ хоҳад дошт.
• Пардохт аз болои муҳофизати ҷорӣ: Аксарияти пуркунии PCB ва разряд тавассути ҳамон интерфейс, дар ин ҳолат ҷараёни муҳофизати барқ ​​​​ва разряд мувофиқ аст. Аммо баъзе батареяҳо, махсусан батареяҳо барои асбобҳои барқӣ, пуркунии зуд ва дигар намудҳои батареяҳо бояд разряди бузурги ҷорӣ ё пуркунии барқро истифода баранд, ҷараён дар ин вақт номувофиқ аст, аз ин рӯ беҳтар аст, ки дар ду назорати ҳалқа пур кунед ва холӣ кунед.
• Муҳофизати ноқилҳои кӯтоҳ: Расиши кӯтоҳи батарея низ яке аз хатогиҳои маъмултарин аст. Баъзе бархӯрдҳо, нодуруст истифода бурдан, фишурдан, сӯзанзанӣ, воридшавии об ва ғайра ба осонӣ боиси ноқилҳои кӯтоҳ мебошанд. Расиши кӯтоҳ фавран ҷараёни бузурги разрядро ба вуҷуд меорад, ки дар натиҷа ҳарорати батарея якбора баланд мешавад. Дар баробари ин, одатан дар ҳуҷайра баъди расиши кӯтоҳи берунӣ як қатор реаксияҳои электрохимиявӣ ба амал меоянд, ки боиси як қатор реаксияҳои экзотермикӣ мегардад. Муҳофизати ноқилҳои кӯтоҳ инчунин як намуди муҳофизати аз ҳад зиёд аст. Аммо ҷараёни ноқилҳои кӯтоҳ беохир хоҳад буд ва гармӣ ва зарар низ беохир аст, бинобар ин муҳофизат бояд хеле ҳассос бошад ва метавонад ба таври худкор фаъол карда шавад. Тадбирҳои маъмулии муҳофизати ноқилҳои кӯтоҳ аз контакторҳо, муҳофизаткунанда, мос ва ғайра иборатанд.
• Муҳофизати ҳарорат аз ҳад зиёд: Батарея ба ҳарорати муҳити атроф ҳассос аст. Ҳарорати хеле баланд ё хеле паст ба кори он таъсир мерасонад. Аз ин рӯ, муҳим аст, ки батареяро дар ҳарорати маҳдуд нигоҳ доред. BMS бояд функсияи муҳофизати ҳарорат дошта бошад, то батареяро ҳангоми хеле баланд ё хеле паст будани ҳарорат қатъ кунад. Онро ҳатто ба муҳофизати ҳарорати барқ ​​​​ва ҳифзи ҳарорати холӣ ва ғайра тақсим кардан мумкин аст.
• Функсияи мувозинат: Барои ноутбук ва дигар батареяҳои бисёрсерия, дар байни ҳуҷайраҳо аз сабаби фарқият дар раванди истеҳсол номувофиқӣ вуҷуд дорад. Масалан, муқовимати дохилии баъзе ҳуҷайраҳо нисбат ба дигарон калонтар аст. Ин номутобиқатӣ дар зери таъсири муҳити беруна тадриҷан бадтар мешавад. Аз ин рӯ, барои амалӣ намудани тавозуни ҳуҷайра вазифаи идоракунии мувозинатро доштан лозим аст. Умуман ду намуди мувозинат вуҷуд дорад:

1.Тавозуни ғайрифаъол: Истифодаи сахтафзор, ба монанди муқоисакунандаи шиддат, ва он гоҳ истифода аз пошидани гармии муқовимат барои озод кардани қувваи зиёдатии батареяи иқтидори баланд. Аммо сарфи энергия калон аст, суръати баробаркунӣ суст ва самаранокии он паст аст.

2.Тавозуни фаъол: конденсаторҳоро барои нигоҳ доштани қувваи ҳуҷайраҳои дорои шиддати баландтар истифода баред ва онро ба ҳуҷайра бо шиддати камтар интиқол диҳед. Аммо, вақте ки фарқияти фишор байни ҳуҷайраҳои ҳамсоя хурд аст, вақти баробарсозӣ дароз аст ва ҳадди ниҳоии шиддати баробаркуниро метавон чандиртар муқаррар кард.

Санҷиши стандартӣ

Дар ниҳоят, агар шумо хоҳед, ки батареяҳои шумо ба бозори байналмилалӣ ё дохилӣ бомуваффақият ворид шаванд, онҳо инчунин бояд ба стандартҳои дахлдор ҷавобгӯ бошанд, то бехатарии батареяи литий-иониро таъмин кунанд. Аз ҳуҷайраҳо то батареяҳо ва маҳсулоти асосӣ бояд ба стандартҳои санҷишии мувофиқ мувофиқат кунанд. Ин мақола ба талаботи ҳифзи батареяи дохилӣ барои маҳсулоти электронии IT тамаркуз хоҳад кард.

ГБ 31241-2022

Ин стандарт барои батареяҳои дастгоҳҳои сайёри электронӣ мебошад. Он асосан истилоҳи 5.2 параметрҳои кории бехатар, аз 10.1 то 10.5 талаботи бехатарӣ барои PCM, 11.1 то 11.5 талаботи бехатарӣ дар схемаи муҳофизати система (вақте ки худи батарея бе муҳофизат аст), 12.1 ва 12.2 талабот оид ба мувофиқат ва Замимаи А (барои ҳуҷҷатҳо) баррасӣ мекунад. .

u Мӯҳлати 5.2 параметрҳои ҳуҷайра ва батареяро талаб мекунад, ки бояд мувофиқат карда шавад, ки инро фаҳмидан мумкин аст, ки параметрҳои кории батарея набояд аз диапазони ҳуҷайраҳо зиёд бошанд. Аммо, оё параметрҳои муҳофизати батарея бояд таъмин карда шаванд, ки параметрҳои кори батарея аз доираи ҳуҷайраҳо зиёд набошанд? Фаҳмишҳои гуногун мавҷуданд, аммо аз нуқтаи назари бехатарии тарроҳии батарея, ҷавоб ҳа аст. Масалан, ҷараёни максималии пуркунии ҳуҷайра (ё блоки ҳуҷайра) 3000 мА аст, ҷараёни максималии кории батарея набояд аз 3000 мА зиёд бошад ва ҷараёни муҳофизати батарея инчунин бояд таъмин кунад, ки ҷараён дар раванди пуркунӣ набояд зиёд бошад. 3000мА. Танҳо бо ин роҳ мо метавонем аз хатарҳо самаранок муҳофизат кунем ва пешгирӣ кунем. Барои тарҳрезии параметрҳои муҳофизатӣ, лутфан ба Замимаи А муроҷиат кунед. Он тарҳи параметрҳои ҳуҷайра – батарея – ҳости истифодашавандаро баррасӣ мекунад, ки нисбатан фарогир аст.

u Барои батареяҳои дорои схемаи муҳофизатӣ санҷиши бехатарии схемаи муҳофизатии батарея 10,1~10,5 лозим аст. Ин боб асосан пуркунии барқро аз болои муҳофизати шиддат, барқгирии аз болои муҳофизати ҷорӣ, холӣ кардани зери муҳофизати шиддат, разряди аз болои муҳофизати ҷараён ва муҳофизати ноқилҳои кӯтоҳ таҳқиқ мекунад. Инҳо дар боло зикр шудаандТарҳрезии бехатарии функсионалӣва талаботи асосӣ. GB 31241 500 маротиба тафтишро талаб мекунад.

u Агар батареяи бидуни схемаи муҳофизатӣ тавассути пуркунандаи барқ ​​ё дастгоҳи охири он ҳифз карда шавад, санҷиши бехатарии схемаи муҳофизати система 11.1 ~ 11.5 бояд бо дастгоҳи муҳофизати беруна гузаронида шавад. Назорати шиддат, ҷорӣ ва ҳарорати заряд ва разряд асосан тафтиш карда мешавад. Бояд қайд кард, ки дар муқоиса бо батареяҳои дорои схемаҳои муҳофизатӣ, батареяҳои бе схемаҳои муҳофизатӣ метавонанд танҳо ба муҳофизати таҷҳизот ҳангоми истифодаи воқеӣ такя кунанд. Хавф баландтар аст, бинобар ин, кори муқаррарӣ ва шароити як хатогӣ алоҳида санҷида мешавад. Ин маҷбур мекунад, ки дастгоҳи ниҳоӣ муҳофизати дугона дошта бошад; вагарна аз имтихони боби 11 гузашта наметавонад.

u Ниҳоят, агар дар батарея якчанд ҳуҷайраҳои силсила мавҷуд бошанд, шумо бояд падидаи пуркунии номутаносибро ба назар гиред. Санҷиши мутобиқати боби 12 талаб карда мешавад. Функсияҳои дифференсиалӣ ва дифференсиалии фишори PCB дар ин ҷо асосан таҳқиқ карда мешаванд. Ин функсия барои батареяҳои якҳуҷайра талаб карда намешавад.

ГБ 4943.1-2022

Ин стандарт барои маҳсулоти AV мебошад. Бо истифодаи афзояндаи маҳсулоти электронии бо батарея, версияи нави GB 4943.1-2022 талаботҳои мушаххасро барои батареяҳо дар Замимаи М, баҳодиҳии таҷҳизот бо батареяҳо ва схемаҳои муҳофизатии онҳо медиҳад. Дар асоси арзёбии схемаи муҳофизати батарея, инчунин талаботи иловагии бехатарӣ барои таҷҳизоте, ки батареяҳои дуюмдараҷаи литий доранд, илова карда шуданд.

u Силсилаи дуюмдараҷаи муҳофизати батареяи литийӣ асосан пуркунии аз ҳад зиёд, разряди аз ҳад зиёд, барқгирии баръакс, ҳифзи бехатарии барқ ​​(ҳарорат), муҳофизати ноқилҳои кӯтоҳ ва ғайраро тафтиш мекунад. Бояд қайд кард, ки ҳамаи ин санҷишҳо як хатои ягонаро дар схемаи муҳофизат талаб мекунанд. Ин талабот дар стандарти батареяи GB 31241 зикр нашудааст. Ҳамин тавр, дар тарҳрезии функсияи муҳофизати батарея, мо бояд талаботи стандартии батарея ва мизбонро якҷоя кунем. Агар батарея танҳо як муҳофизат дошта бошад ва ҷузъҳои зиёдатӣ надошта бошад ё батарея схемаи муҳофизатӣ надошта бошад ва схемаи муҳофизат танҳо аз ҷониби мизбон таъмин карда шавад, ҳост бояд ба ин қисми санҷиш дохил карда шавад.

Хулоса

Хулоса, барои тарҳрезии батареяи бехатар, ба ғайр аз интихоби худи мавод, тарҳи минбаъдаи сохторӣ ва тарҳи бехатарии функсионалӣ яксон муҳим аст. Гарчанде ки стандартҳои гуногун барои маҳсулот талаботҳои гуногун доранд, агар бехатарии тарроҳии батареяро пурра ба назар гирифтан мумкин аст, то ба талаботи бозорҳои гуногун ҷавобгӯ бошад, вақти интиқол метавонад хеле кам карда шавад ва маҳсулот ба бозор суръат бахшад. Илова ба омезиши қонунҳо, қоидаҳо ва стандартҳои кишварҳо ва минтақаҳои гуногун, инчунин зарур аст, ки маҳсулотро дар асоси истифодаи воқеии батареяҳо дар маҳсулоти терминал тарроҳӣ кунанд.