Що таке зарядний струм?
Клієнт приходить із специфікацією та запитує, чи можна заряджати в 1С. Ви можете. Але 1С – це стеля, а не рекомендація. Багато людей не розуміють цієї відзнаки, або отримують її, але їм байдуже. Поки батарея не розрядиться рано і хтось повинен пояснити, що пішло не так.
Струм заряджання – це те, з якою швидкістю ви вводите електроенергію в акумулятор. ампер. Дивитися лише на підсилювачі марно, вам потрібно побачити зв’язок із ємністю. 100Акумулятор на 100 А на 100 А становить 1 С, теоретично заряджається за годину. При 50A це 0,5C, дві години. Елемент 18650 з номінальною ємністю 2600 мАг, 0,5C означає 1,3A. C-рейтинг — це стандартний спосіб порівняння батарей різних розмірів на рівних.
Більшість літієвих батарей добре працюють при температурі 0,5C для щоденного використання. Ми виробляємо батареї для навантажувачів достатньо довго, щоб побачити, як зарядка 1C вбиває багато батарей. Не кажу, що 1С не може працювати, короткочасно це добре, але після чотирьохсот-п'ятисот циклів різниця проявляється. Пакети 0,5C все ще працюють добре, а 1C вже втрачає ємність. Ви можете пояснювати хімію скільки завгодно, люди не повірять, поки не побачать дані зі свого автопарку.
чому це відбувається Під час заряджання іони літію повинні проникати в шари графіту на аноді. Струм надто високий, іони не можуть вишикуватися досить швидко, щоб потрапити всередину, натомість вони накопичуються на поверхні у вигляді металевого літію. Металевий літій росте в дендрити, пробивається через сепаратор, внутрішнє коротке замикання, теплова втеча. Інциденти на виробництві акумуляторів стають новинами кожні кілька місяців. Зазвичай кілька причин, але проблеми із зарядкою виявляються в аналізі першопричини частіше, ніж хочуть визнавати виробники.
Зарядка літієвої батареї має три етапи.
Усі в бізнесі це знають, але не всі звертають увагу на всі три.
Попередня-плата
Напруга нижче 3 В, ви не можете досягти його повним струмом. Структура матеріалу анода стає нестабільною після глибокого розряду, нагнітання струму викликає незворотні пошкодження. Ступінь попереднього заряджання споживає близько 10% звичайного струму, повільно відновлює напругу. Можливо, 0,05C, поки напруга не перевищить порогове значення. Багато дешевих зарядних пристроїв це повністю пропускають. Батарея стоїть всю зиму в неопалюваному складі, напруга падає до 2-баллів-щось, настає весна і хтось вмикає її прямо на повну. Через півроку починають проявлятися проблеми. Ми спостерігаємо таку модель кожного року від північних клієнтів. Та сама розмова, той же результат.
Постійний струм
Постійний струм робить важку роботу. Струм залишається постійним, поки напруга зростає, 0,5C дає вам приблизно 80% менш ніж за дві години. Сюди йде більша частина енергії. Про цю частину не потрібно багато пояснювати, вона працює так, як ви очікуєте.
Постійна напруга
Ступінь постійної напруги - це те, що люди люблять пропускати. Після того, як напруга досягає максимальної позначки-4,2 В на комірку для потрійної хімії, як-от NMC, 3,65 В для LFP-струму має зменшуватися самостійно. Напруга зберігається стабільною, струм падає, коли елемент наближається до повного заряду, закінчення при температурі близько 0,01C. Для 2600 мАг 18650 це означає приблизно 26 мА в самому кінці. Цей етап займає близько години. Коли ви дивитеся на годинник і вам потрібно, щоб навантажувач повернувся на підлогу, цей етап уривається. Результатом є або недозаряд на 10-15%, або ви навантажуєте катод, намагаючись збільшити ємність. Ні те, ні інше не добре, але люди все одно це роблять.
Температурний фактор
Температура змінює речі. Холодний електроліт в’язкий, іони погано рухаються. Ті самі 0,5°C, які добре працюють за кімнатної температури, можуть спричинити літієве покриття нижче температури замерзання. Для холодильних і холодильних складів потрібні батареї з вбудованою системою опалення. Розігрійте елементи щонайменше до 5 градусів, перш ніж приймати зарядний струм. Клієнти вважають опалення непотрібними витратами, поки батареї не розряджаються раніше. Потім приходять і запитують, чому їх ніхто не попередив. Ми їх попередили. У специфікації не дарма вказано діапазон робочих температур.
LFP справляється зі зловживаннями краще, ніж потрійний, тому він зараз домінує в обробці матеріалів. Деякі елементи розраховані на зарядку при 15C. Може впоратися, не означає, що повинен це робити. Ми провели порівняльні тести, довготривале заряджання 1C проти 0,5C, дворічна еквівалентна циклічна робота. Різниця в потужності становила 8-12% залежно від того, наскільки добре контролювалася температура. Не катастрофічно, але це реальні гроші, коли ви дивитесь на витрати на заміну парку.
Експлуатаційна небезпека
Ще одна проблема, яка постійно виникає, – це підбір зарядного пристрою. Зарядний пристрій 0,5C, створений для 200Ah, видає 100A. Замініть батарею на 100 Ач, і раптом ви на 1С, незалежно від того, хотіли ви цього чи ні. Трапляється постійно під час модернізації обладнання та заміни акумулятора. Ніхто не перевіряє, чи підходить зарядний пристрій для нової пачки. Акумулятор працює добре, поки не працює.
У бізнесі з акумуляторами для навантажувачів є приказка, що вартість акумулятора становить 30% усієї вантажівки. OSHA має спеціальні правила для зон заряджання, 1910.178, вимоги до водневої вентиляції, станцій для промивання очей, поводження з розливом кислоти. В епоху свинцевої-кислотності вони були обов’язковими, оскільки утворення водню під час заряджання є вибухонебезпечним. У літієву еру проблема водню зникла, але ризик термічної втечі просто змінився. Інша небезпека, все ще потребує уваги.
Струм заряджання – це лише число в технічних характеристиках. За ним вказується, як довго працює акумулятор і чи щось піде не так раніше. Зробіть правильний вибір під час визначення обладнання, дешевше, ніж заміна батарей після виявлення проблем.
