I. Uvod
S hitrim razvojem nove energetske industrije so litijeve baterije našli široke aplikacije v električnih vozilih, brezpilotnih vozilih, mobilnih virih energije, sistemih za shranjevanje energije in drugih polj zaradi visoke gostote energije, življenjske dobe dolgega cikla in pomanjkanja učinka pomnilnika. Vendar so litijeve baterije zelo občutljive na nenormalne obratovalne pogoje, kot so pretirano polnjenje, prekomerno polnjenje, nadgradnja, kratki stik in visoke temperature, kar lahko privede do degradacije zmogljivosti, varnostnih tveganj in celo eksplozije ali požara. Zato je litijeva zaščitna plošča za baterijo kot temeljna sestavina sistema za upravljanje litijevih baterij izjemnega pomena.
Ii. Pregled Litijeva baterijaZaščitna plošča
Litijeva zaščitna plošča za baterije je temeljna sestavina inteligentnega sistema za upravljanje za litij-ionske baterije, ki je sestavljena predvsem iz kontrolnih ICS, preklopnih tranzistorjev (MOSFET), mikro-kapacitorjev in mikro-odzivnikov. Nenehno spremlja parametre, kot so napetost akumulatorja, tok in temperatura, pri čemer jih primerja s prednastavljenimi zaščitnimi pragovi za nadzor postopkov naboja in praznjenja baterije, s čimer prepreči poškodbe baterije zaradi nenormalnih pogojev delovanja. Funkcije litijeve baterije za zaščito akumulatorjev vključujejo zaščito pred prekomernim polnjenjem, zaščito pred prekomernim polnjenjem, zaščito pred prekomernostjo, zaščito pred nadgradnjo in zaščito pred kratkim stikom, zaradi česar je ključnega pomena za zagotavljanje varne uporabe in podaljšane življenjske dobe litijevih baterij.
Iii. Glavne funkcije litijeve baterije
(1) Zaščita za prekomerno polnjenje
Ko se litijeva baterija napolni na prednastavljeno napetost, zaščitna plošča samodejno prekine polnilno vezje, da prepreči prekomerno polnjenje. Prekomerno polnjenje lahko povzroči povečan notranji tlak v bateriji, razgradnjo elektrolita in strukturno poškodbo pozitivnega elektrodnega materiala, kar vodi do razgradnje zmogljivosti, toplotnega pobega ali celo eksplozije. Zaščitna plošča nenehno spremlja napetost akumulatorja in ob zaznavanju napetosti, ki presega prednastavljeni prag, nadzoruje preklopni tranzistor, da prekine povezavo in ustavi polnjenje, s čimer se izogne pretiranim tveganjem.
(2) Zaščita za prekomerno odvajanje
Ko se litijeva baterija izpusti na prednastavljeno napetost, zaščitna plošča samodejno prekine izpustno vezje, da prepreči prekomerno polnjenje. Prekomerno polnjenje lahko povzroči raztapljanje kolektorja bakrenega toka na negativni elektrodi in odvajanje aktivnega materiala na pozitivni elektrodi, kar ima za posledico zmanjšano zmogljivost baterije, povečano notranjo odpornost in celo nepopravljivo škodo. Zaščitna plošča spremlja napetost akumulatorja in ob zaznavanju napetosti pod prednastavljenim pragom nadzoruje stikalni tranzistor, da prekine in ustavi izpust, pri čemer se baterijo zaščiti pred škodo.
(3) Prevezelena zaščita
Litijeve baterije so dovzetne za poškodbe v okolju z visoko ali nizko temperaturo. Visoke temperature lahko pospešijo staranje akumulatorja in sprožijo toplotno pobeg, nizke temperature pa lahko zmanjšajo aktivnost baterije in vplivajo na učinkovitost polnjenja\/praznjenja. Zaščitna plošča uporablja temperaturne senzorje za nenehno spremljanje temperature baterije in ustrezne ukrepe, na primer izklop priključka akumulatorja ali zmanjšanje trenutnega izhoda, da zagotovi, da baterija deluje v varnem temperaturnem območju.
(4) Previsoka zaščita
Ko napolni ali izpustni tok baterije postane prevelik, zaščitna plošča samodejno zmanjša naboj ali izpustitev, da prepreči poškodbe baterije zaradi prekomernega toka. Prekomerni tok lahko povzroči notranje ogrevanje v bateriji, razgradnjo elektrolita in uničenje elektrodnega materiala, kar lahko vodi do kratkih stikov. Zaščitna plošča zazna tok baterije in ob zaznavanju toka, ki presega prednastavljeni prag, nadzoruje stikalni tranzistor, da prekine in omeji izhod toka, pri čemer zaščita baterijo pred škodo.
(5) Zaščita kratkega stika
Ko litijeva baterija doživi kratek stik, zaščitna plošča hitro odreže izhod akumulatorja, da prepreči, da bi prekomerni tok povzročil toplotni pobeg, požar ali eksplozijo v bateriji. Zaščita kratkega stika je ključna funkcija litijeve zaščitne plošče za baterije in je bistvenega pomena za zagotavljanje varnosti baterije
(6) uravnoteženo polnjenje in odvajanje
Litijeve baterije so sestavljene iz več posameznih baterij, od katerih ima lahko različne lastnosti. Zaščitna plošča lahko nadzoruje polnjenje in praznjenje vsake posamezne baterije, da se zagotovi, da sta parametri, kot sta napetost in zmogljivost, med baterijami uravnoteženi, izboljšajo življenjsko dobo in delovanje celotnega baterije. Uravnotežene funkcije polnjenja in odvajanja dosežejo ravnovesje baterijskih paketov z aktivnim ali pasivno izpuščanjem baterij z večjo napetostjo in polnjenjem baterij z nižjo napetostjo.
Iv. Delovno načelo litijeve baterije za zaščito pred baterijo
Delovno načelo litijeve zaščitne plošče akumulatorja je mogoče na kratko opisati na naslednji način: s povezovanjem med pozitivnimi in negativnimi sponkami litijeve baterije nenehno spremlja parametre, kot so napetost akumulatorja, tok in temperatura; Primerja rezultate odkrivanja s prednastavljenimi pragovi zaščite; in nadzoruje ustrezna stanja preklopa, da doseže funkcije zaščite baterije. Zlasti notranji krmilni vezje zaščitne plošče nadzoruje stanje vklopa\/izklopa MOSFET -jev na podlagi sprememb parametrov napetosti, toka in temperature, s čimer se zmanjša ali poveže vezja za naboj in praznjenje baterije.
V. Scenariji uporabe litijeve baterije za zaščito baterij
S hitrim razvojem novih energetskih električnih vozil, dronov, mobilnih virov in drugih polj so scenariji uporabe litijevih baterijskih zaščitnih plošč vse bolj razširjeni. Na teh poljih igrajo litijeve zaščitne plošče za baterije ključno vlogo pri zagotavljanju varnega delovanja opreme in varnosti uporabnikovega življenja in lastnine. Na primer, v električnih vozilih lahko litijeve zaščitne plošče za baterije preprečijo nenormalne obratovalne pogoje, kot so pretirano polnjenje, prekomerno polnjenje, nadgradnja in kratki stik, kar zagotavlja varno vožnjo električnih vozil; Pri dronih lahko zaščitijo baterije pred okoljskimi dejavniki, kot so visoke in nizke temperature, kar podaljša čas letenja dronov; In v mobilnih virih električne energije lahko preprečijo, da bi se baterije poškodovale zaradi prekomernega polnjenja ali prekomernega polnjenja, izboljšanja življenjske dobe in varnosti mobilnih virov energije.
Vi. Pomembni tehnični parametri litijeve plošče za zaščito baterij
Pomembni tehnični parametri litijevih baterijskih zaščitnih odborov vključujejo zaščito pred prekomernim polnjenjem, zaščito pred prekomernim polnjenjem, zaščito pred prekomernim tokom, zaščito pred kratkim stikom, zaščito pred prekomernostjo, notranjo odpornost in porabo energije. Izbira teh parametrov vpliva na delovno učinkovitost in varnost litijevih baterijskih zaščitnih plošč, zato jih je treba izbrati in konfigurirati na podlagi posebnih zahtev v praktičnih aplikacijah. Na primer, pragovi za pretirano polnjenje in zaščito pred odborom je treba razumno določiti na podlagi dejavnikov, kot so tipa baterije, zmogljivost in okolje uporabe; pragove za zaščito pred prekomernim tokom in kratkim stikom je treba določiti na podlagi največjega toka naboja\/praznjenja in lastnosti obremenitve baterije; in prag za zaščito pred prekomerno temperaturo je treba nastaviti na podlagi območja obratovalnega temperature baterije.
Vii. Prihodnji razvojni trendi litijeve baterije za zaščito baterij
S hitrim razvojem novega energetskega trga in neprekinjenih inovacij v sorodnih tehnologijah se litijeve zaščitne plošče za baterije razvijajo za visoko integracijo, večfunkcionalnost, inteligenco, izboljšane varnostne zmogljivosti in sprejemanje okolju prijaznih materialov.
(1) Visoka integracija
Prihodnji litijevi zaščitni odbori za akumulatorje se bodo premaknile k visoki integraciji, da bi dosegli manjšo velikost in lažjo težo, pri čemer bi zadovoljili potrebe različnih prenosnih naprav. Zelo integrirani zaščitni odbori lahko zmanjšajo število komponent, nižjo porabo energije, izboljšajo zanesljivost in olajšajo namestitev in vzdrževanje.
(2) večnamenskost
Poleg osnovnega prekomernega polnjenja, prekomernega polnjenja, nadgradnje in prekomerne temperature bodo prihodnje litijeve zaščitne plošče akumulatorjev vključile več funkcij, kot so ocena nivoja baterije in uravnoteženo polnjenje. Funkcije ocenjevanja ravni baterije lahko neprestano spremljajo preostalo zmogljivost baterije in uporabnikom zagotavljajo natančne informacije o ravni baterije; Uravnotežene funkcije polnjenja lahko še izboljšajo ravnovesje in življenjsko dobo baterijskih paketov.
(3) inteligenca
Z razvojem tehnologij, kot so internet stvari in računalništvo v oblaku, bodo prihodnje litijeve zaščitne deske za baterije postale bolj inteligentne. Zaščitne plošče lahko s povezavo s pametnimi napravami nenehno spremljajo status baterije in okoljske razmere, kar uporabnikom zagotavlja bolj priročno in varno izkušnjo uporabe baterije. Poleg tega lahko z analizo velikih podatkov in tehnologij umetne inteligence zaščitne plošče dosežejo inteligentno upravljanje baterij in podaljšajo življenjsko dobo baterije.
(4) Izboljšana varnostna zmogljivost
Ko se razširitve litijevih baterij širi, se tudi zahteve za njihovo varnostno zmogljivost povečujejo. Prihodnji litijevi zaščitni odbori za baterije bodo dali večji poudarek na izboljšanju varnostnih zmogljivosti s sprejetjem naprednejših tehnologij za odkrivanje in nadzor, da bi zagotovili varno porabo baterije. Na primer, z natančnejšimi senzorji napetosti, toka in temperature za izboljšanje natančnosti zaznavanja in hitrosti odziva zaščitnih plošč; in sprejetje zanesljivejših preklopnih tranzistorjev in zaščitnih vezij za izboljšanje zanesljivosti in stabilnosti zaščitnih plošč.
(5) Sprejetje okolju prijaznih materialov
S povečanjem okoljske ozaveščenosti bodo prihodnji odbori za zaščito pred litijevimi akumulatorji večji poudarek na sprejemanju okolju prijaznih materialov. Zaščitne plošče, narejene iz okolju prijaznih materialov, niso samo prijazne do okolja, ampak lahko tudi zmanjšajo proizvodne stroške in spodbujajo trajnostni razvoj industrije litijevih baterij.
Viii. Zaključek
Če povzamemo, litijeve zaščitne plošče za baterije igrajo ključno vlogo pri zagotavljanju varne uporabe in podaljšane življenjske dobe litijevih baterij. S hitrim razvojem novega energetskega trga in neprekinjenimi inovacijami v sorodnih tehnologijah so možnosti uporabe litijevih baterijskih zaščitnih plošč zelo široke. V prihodnosti se veselimo, da bomo videli učinkovitejše, varne in inteligentne litijeve zaščitne plošče za baterije, ki bodo v razvoj nove energetske industrije vbrizgali novo vitalnost. Hkrati bi morali biti pozorni tudi na okoljska vprašanja in spodbujati razvoj industrije litijeve baterije za zaščito baterij v bolj okolju prijaznejšo smer.
