Hitrost praznjenja LiPo proti Li-ionu: razložena ocena C, najvišji tok in padec napetosti

LiPo baterije z visoko izpraznjenostjoso pogosto zasnovani za aplikacije z visokim tokom, vendarLi-ionske celice visoke močilahko zagotovi tudi precejšen neprekinjen in vršni tok. Sama oblika baterije ne določa učinkovitosti praznjenja.

Spodnja vrstica:Visoka ocena C ne pomeni malo, če paket ne more vzdrževati minimalne delovne napetosti vaše opreme med največjim povpraševanjem.

Kupci morajo preveriti trajni tok, trajanje impulza, obremenjeno napetost in dvig temperature pod enakimi preskusnimi pogoji.

Za širšo primerjavo tehnologije glejteVodnik Blumoti Li Polymer Battery proti Lithium Ion Battery. [1]

1. LiPo proti Li-ion C-oceni: Koliko toka lahko baterija dejansko odda?

C-razred praznjenja baterijeoznačuje tok glede na nazivno zmogljivost.

Tok praznjenja (A)=Kapaciteta (Ah) × C-ocenjevanje

Za a2.200 mAh (2,2 Ah) LiPo baterijaoglaševano pri 50C neprekinjeno:

2,2 Ah × 50C=110 A

Nalepka zahteva 110 A trajnega toka. To ne dokazuje, da paket lahko vzdrži to obremenitev brez pretiranega padca napetosti, pregrevanja ali sprožitve zaščitnega vezja. [2]

► Neprekinjen tok praznjenja v primerjavi z največjim tokom: kaj morajo kupci preveriti?

• Neprekinjen tok praznjenjaje tok, ki ga lahko vzdrži baterija znotraj določenih električnih in toplotnih meja.
• Temenski tok (izbruhni tok)dovoljeno za omejen čas pod določenimi pogoji.

Na primer, aStopnja razpoka 100Cpomeni malo brez določenega trajanja impulza, zagonstanje napolnjenosti (SoC), temperatura in interval okrevanja.

Ocene 5-sekundnega utripa ni mogoče samodejno uporabiti za 10-sekundno obremenitev.

Preverjanje nabave:Zahtevajte nazivne vrednosti trajnega in koničnega toka v amperih, s podpornimi meritvami napetosti in temperature.

2. LiPo z visoko praznjenjem v primerjavi z Li-ionom z veliko močjo: kaj določa trenutno zmogljivost?

Učinkovitost praznjenja LiPo proti Li-ionuodvisno predvsem od zasnove elektrod, odjemnikov toka,notranji upor (IR)in toplotne meje.

Namensko zgrajenaLiPo vrečke z visoko stopnjo Clahko uporablja strukture elektrod z nizkim uporom in več zavihkov za zbiranje toka.

Osredotočen na energijo18650 in 21700 Li-ionske celicelahko dajo prednost zmogljivosti, vendar pa lahko visokozmogljive cilindrične zasnove podpirajo zahtevne obremenitve praznjenja.

Na primer,Molicel INR-21700-P45Bdoloča:

Tipična zmogljivost: 4.5 Ah

Trajni tok praznjenja:45 A, z izklopnim pogojem 80 stopinj

Tipični notranji upor DC:15 mΩ pri 50 % SoC

To so specifikacije celic, ki jih je objavil proizvajalec, ne pa garancije za delovanje končnega paketa. Navedeni toplotni izklop ne zagotavlja sprejemljive delovne temperature za vsako aplikacijo. [3]

Učinkovitost praznjenja LiPo proti Li-ionu: Kaj morajo dokazati dobavitelji?

Nobena konfiguracija ne zmaga samodejno.

Preverjanje nabave:Primerjajte dokončane pakete pri enaki nazivni napetosti, tokovnem profilu, SoC in temperaturi. Ne primerjajte ocene na ravni paketa enega dobavitelja s specifikacijo na ravni celice drugega dobavitelja.

3. Najvišji tok: Kako dolgo mora baterija vzdrževati obremenitev?

 

 

Dobavitelj lahko oglašuje150 A vrhovni tok praznjenja, vendar je ta številka nepopolna brez pogojev pulza.

Za nabavo,zmogljivost vršnega tokamora vsebovati:
 

• Trajanje impulza:Koliko sekund mora paket vzdrževati navedeni tok?
• ponavljanje:Kako pogosto se bo zgodil ta vrh?
• Zagon SoC:Ali baterija ob koncu uporabne napolnjenosti še izpolnjuje zahteve?
• Temperatura:Ali lahko paket zagotavlja impulz pri najnižji delovni temperaturi opreme?
• Omejitev napetosti:Ali bo obremenjena napetost ostala nad minimalno vhodno zahtevo opreme?

 

► Primer: Kako določiti prevzemni preskus temenskega toka

Razmislite o hipotetični napravi OEM, ki uporablja paket litijevih baterij 4S.

Predlagane zahteve glede obremenitve so:
 

Testni parameter	Primer zahteve
Trajni obratovalni tok	10 A
Najvišji tok praznjenja	30 A
Največje trajanje	5 sekund
Ponavljanje pulza	3 impulzi, ločeni s 30 sekundami pri 10 A
Zagon SoC	20%
Temperatura okolja	25 stopinj
Najmanjša napetost obremenjenega paketa	13.0 V
Zaščitni odziv	Brez nepričakovanega izklopa BMS

Te vrednosti so ilustrativne zahteve RFQ in ne univerzalne omejitve delovanja litijeve baterije. Proizvajalec celic mora dovoliti tudi navedene tokove, napetosti in temperature.

 

Merilo sprejemljivosti:Predlagani paket mora dokončati definirano zaporedje impulzov, ne da bi padel pod 13,0 V, sprožil zaščito ali presegel dogovorjene toplotne meje.

Baterija, ki eno sekundo oddaja 30 A, a odpove v peti sekundi, ne izpolnjuje te specifikacije.

 

Preverjanje nabave:Zahtevajte izmerjene sledi toka, napetosti in temperature za celotno zaporedje impulzov – ne za eno številko temenskega toka.

4. Padec napetosti LiPo v primerjavi z Li-ionom: Kako ugotovite, da je uspešno ali ne?

Padec napetostije padec napetosti na sponki, ko baterija dovaja tok.

Njegovo uporovno komponento je mogoče oceniti z uporabo:

Padec napetosti (V) ≈ tok obremenitve (A) × efektivni enosmerni upor (Ω)

To je izračun prvega reda. Dejanska obremenjena napetost je odvisna tudi od elektrokemijske polarizacije, SoC, temperature in trajanja impulza. [4]

► Izračun padca napetosti: dva paketa baterij pod enako obremenitvijo

Predpostavimo, da sta dva hipotetična predloga baterije 4S ocenjena pri isti SoC in temperaturi.

Oba se začneta z napetostjo paketa v mirovanju 14,0 V.

Oprema zahteva vsaj13,0 V pod obremenitvijo 30 A.

Uporovna toplotna izguba je ocenjena z uporabo:

P = I² × R

Pri 30 A je ocenjena uporovna izguba paketa B trikrat večja od paketa A.

To so modelirane vrednosti, ne dejanski rezultati preskusa praznjenja. Predvideva se, da vrednosti efektivnega upora predstavljajo navedene pogoje impulza. Prenos izračunane napetosti paketa A ne zagotavlja popolne skladnosti s preskusom; ponovitev impulza, polarizacija, temperatura in zaščitno obnašanje morajo prav tako prestati.

► Zakaj je padec napetosti pomemben pri nabavi baterij?

Pretiranonapetost akumulatorja pod obremenitvijolahko povzroči:

• Prezgodajnizkonapetostni izklop (LVC).
• Zmanjšana moč motorja ali nestabilno delovanje opreme.
• Nepričakovana zaustavitev BMS med trenutnimi konicami.

 

Preverjanje nabave:Najprej določite minimalno obremenjeno napetost. Nato od dobaviteljev zahtevajte, da dokažejo, da celoten paket ostane nad njim v celotnem določenem profilu obremenitve.

5. Zakaj se padec napetosti spreminja glede na SoC, temperaturo in zasnovo paketa?

Baterija, ki uspešno opravi test vršnega toka pri polni napolnjenosti, lahko ne uspe na istem testu ob koncu praznjenja.

Preverjanje nabave:IzmeriNotranji upor enosmernega toka in obremenjena napetost na končnih sponkah paketa, z uporabo istega SoC, temperature, trajanja impulza in metode merjenja.

Ne primerjajte neposredno vrednosti impedance AC in upora DC, kot da bi bili zamenljivi. [4]

6. Katere podatke o preskusu praznjenja morajo kupci zahtevati pred odobritvijo dobavitelja?

Za aprilagojena LiPo baterija z visoko izpraznjenostjoozlitij-ionski akumulator z veliko porabospremenite zahtevani profil delovanja v merljiva merila sprejemljivosti RFQ.

Učinkovitost praznjenja baterije OEM: tabela preverjanja RFQ

Vsi testi morajo uporabljati navedeno konfiguracijo baterije, delovno temperaturo in profil obremenitve. O načrtih vzorčenja in sprejemljivih pragih se je treba dogovoriti pred kvalifikacijo proizvodnje.

Odobritev dobavitelja mora biti odvisna od preverjene učinkovitosti praznjenja – ne od najvišje oglaševane ocene C.