מה הופך סוללות ליתיום לחכמות?

בעולם הסוללות, ישנן סוללות עם מעגל ניטור וישנן סוללות ללא מעגל ניטור. ליתיום נחשבת לסוללה חכמה מכיוון שהיא מכילה מעגל מודפס השולט בביצועי סוללת הליתיום. מצד שני, לסוללת עופרת חומצה אטומה סטנדרטית אין כל בקרה למיטוב ביצועיה.

ב- סוללת ליתיום חכמהישנן 3 רמות בקרה בסיסיות. רמת הבקרה הראשונה היא איזון פשוט שרק מייעל את מתחי התאים. רמת הבקרה השנייה היא מודול מעגל הגנה (PCM) המגן על התאים מפני מתחים וזרמים גבוהים/נמוכים במהלך טעינה ופריקה. רמת הבקרה השלישית היא מערכת ניהול סוללות (BMS). ל-BMS יש את כל היכולות של מעגל האיזון ומודול מעגל ההגנה, אך יש לו פונקציונליות נוספת לייעל את ביצועי הסוללה לאורך כל חייה (כגון ניטור מצב הטעינה ומצב הבריאות).

מעגל איזון ליתיום

בסוללה עם שבב איזון, השבב פשוט מאזן את המתחים של התאים הבודדים בסוללה בזמן שהיא נטענת. סוללה נחשבת מאוזנת כאשר כל מתחי התאים נמצאים בטווח סבילות קטן זה מזה. ישנם שני סוגים של איזון, אקטיבי ופסיבי. איזון אקטיבי מתרחש על ידי שימוש בתאים עם מתחים גבוהים כדי לטעון תאים עם מתחים נמוכים יותר ובכך להפחית את הפרש המתחים בין התאים עד שכל התאים מתאימים זה לזה והסוללה טעונה במלואה. איזון פסיבי, המשמש בכל סוללות הליתיום של Power Sonic, הוא כאשר לכל תא יש נגד במקביל שמופעל כאשר מתח התא מעל סף מסוים. זה מוריד את זרם הטעינה בתאים עם מתח גבוה המאפשר לתאים האחרים להדביק את הפער.

מדוע איזון תאים חשוב? בסוללות ליתיום, ברגע שהתא בעל המתח הנמוך ביותר מגיע למתח הנתק של הפריקה, הוא יכבה את כל הסוללה. משמעות הדבר היא שחלק מהתאים אינם בשימוש באנרגיה. באופן דומה, אם התאים אינם מאוזנים בעת הטעינה, הטעינה תופסק ברגע שהתא בעל המתח הגבוה ביותר יגיע למתח הנתק ולא כל התאים יהיו טעונים במלואם.

מה כל כך רע בזה? טעינה ופריקה מתמשכת של סוללה לא מאוזנת תוריד את קיבולת הסוללה לאורך זמן. משמעות הדבר היא גם שחלק מהתאים יהיו טעונים במלואם ואחרים לא, וכתוצאה מכך ייתכן שהסוללה לעולם לא תגיע למצב טעינה של 100%.

התאוריה היא שכל התאים המאוזנים נפרקים באותו קצב, ולכן נחתכים באותו מתח. זה לא תמיד נכון, כך שבב איזון מבטיח שבעת הטעינה, תאי הסוללה יתאימו במלואם כדי להגן על קיבולת הסוללה ולהיטען במלואה.

מודול מעגל הגנה ליתיום

מודול מעגל הגנה מכיל מעגל איזון ומעגלים נוספים השולטים בפרמטרים של הסוללה על ידי הגנה מפני טעינה ופריקה יתר. הוא עושה זאת על ידי ניטור זרם, מתחים וטמפרטורות במהלך טעינה ופריקה והשוואתם למגבלות שנקבעו מראש. אם אחד מתאי הסוללה מגיע לאחד ממגבלות אלה, הסוללה תפסיק את הטעינה או הפריקה בהתאם עד שתתבצע שיטת השחרור.

ישנן מספר דרכים להפעיל מחדש טעינה או פריקה לאחר שההגנה הופעלה. הראשונה היא מבוססת זמן, שבה טיימר סופר למשך זמן קצר (לדוגמה, 30 שניות) ולאחר מכן משחרר את ההגנה. טיימר זה עשוי להשתנות עבור כל הגנה והוא הגנה ברמה אחת.

השני מבוסס על ערך, כאשר הערך חייב לרדת מתחת לסף מסוים כדי שישוחרר. לדוגמה, כל המתחים חייבים לרדת מתחת ל-3.6 וולט לתא כדי שההגנה מפני טעינת יתר תשוחרר. זה יכול לקרות מיד לאחר מתקיים תנאי השחרור. זה יכול לקרות גם לאחר פרק זמן מוגדר מראש. לדוגמה, כל המתחים חייבים לרדת מתחת ל-3.6 וולט לתא לצורך הגנה מפני טעינת יתר, ועליהם להישאר מתחת לגבול זה למשך 6 שניות לפני שה-PCM משחרר את ההגנה.

השלישי הוא מבוסס פעילות, שבו יש לנקוט פעולה כדי לשחרר את ההגנה. לדוגמה, הפעולה עשויה להיות הסרת העומס או הפעלת טעינה. בדיוק כמו שחרור הגנה מבוסס ערך, שחרור זה יכול להתרחש גם באופן מיידי או להיות מבוסס זמן. משמעות הדבר היא שיש להסיר את העומס מהסוללה למשך 30 שניות לפני שחרור ההגנה. בנוסף לשחרורים מבוססי זמן וערך או פעילות וזמן, חשוב לציין ששיטות שחרור אלו עשויות להתרחש בשילובים אחרים. לדוגמה, מתח שחרור פריקת יתר עשוי להתרחש לאחר שהתאים ירדו מתחת ל-2.5 וולט, אך נדרשת טעינה במשך 10 שניות כדי להגיע למתח זה. סוג זה של שחרור מכסה את שלושת סוגי השחרורים.

אנו מבינים שישנם גורמים רבים המשפיעים על בחירת הטוב ביותר סוללת ליתיום, והמומחים שלנו כאן כדי לעזור. אם יש לכם שאלות נוספות לגבי בחירת הסוללה המתאימה ליישום שלכם, אל תהססו לפנות לאחד המומחים שלנו עוד היום.