چۆن باتریی باشی نگه‌شتانی وزە بەبێ سوکتی ژینگە و کارایی BMS دیاری بکەین

بنەمای ژیانی سایکل: چۆن قوڵاکی داخستن درێژایی ژیانی بەتیری نگینی هێز دیاری دەکات

واتە ژیانی سایکل چییە بۆ سیستەمی بەتیری نگینی هێز

ژیانی سایکلی باتری لە بنچینه دەگەڕێتەوە بە ئەو چەند جارەی کە دەتوانین بە تەواوی باری بکەین و داباری بکەین پێش ئەوەی شێوەیەکی گرنگی قازانج لەدەست بدات، زۆربەی جار لە کاتێکدا کە خاڵی خوارەتر لە ٨٠٪ دا دادەبەزێت لەو شێوەیەی کە لە سەرەتادا هەبوو. بەم شێوەیە بیر لەسەر بکە: ئەگەر باتری مۆبایلەکەت لە ١٠٠٪ بچێتەوە بۆ تەواوی تەنها و دواتر بچێتەوە بۆ سەرەوە، ئەو یەک سایکلی تەواو دەگەرێتەوە. بەڵام تەنانەت دابارکردنە ناوازەکانیش دەگەڕێنەوە. وەک ئەو دوو جارەی کە لەپتۆپەکەت بەکارهێناوە بۆ ئەوەی نیوی تەواو ببات لە کاتی کۆبونەوەکانی کار؟ ئەوەش یەک سایکلی تەواو دەگەرێتەوە لە چاوی زانا باطرییەکان. بۆچی ئەمە زۆر گرنگە؟ باترییەکانیش کە ژیانی سایکلیان درێژترە سادەترین شێوەیان درێژتر دەخەون، کە واتای ئەوەیە کەمترین جار جێگرەوەی هەیە و نرخی کەمتر لە ماوەیەکی درێژدا. وەک نمونە باترییەکانی لیتیۆم-ئایرون-فۆسفات بەرچاو بگرە، بە شێوەیەکی گشتی لە نێوان ٣,٠٠٠ بۆ ٦,٠٠٠ سایکلدا دەخەن، کە زۆرتر لە باترییە کلاسیکی سەربەستەکانە کە کەمترین جار سێ یان چوار جار لەسەر دەبەزێنن. کاتێک خەڵکی بە باشی عادەتە بارکردنەکان بپارێزن، شتێکی سەرنجڕاکێش لە ناو ئەم باترییانەدا ڕوو دەدات. ڕاکردنە کیمیایییەکان ماوەیەکی درێژتر دەمێننەوە بەردەوام، کە کێشەکانی وەک شکاندن لە سەر ئەلێکترۆدەکان، گەشەی زۆر لە لاوەکانی پاراستن، و شکاندن لە بەشە شلەکانی کە باری کارەبایی دەباتەوە لە سیستەمەکەدا کەم دەکات.

چۆنکە دۆخی قوڵتری DoD تێکچوون بە خێرایی دەباتەوە—و چۆن لەوە داڕاز بین

ق Depths of Discharge (DoD) ڕێژەی ئەو شێوازەی کارابانی باتری بۆ هەر سایکلێک دەردەبڕێت. بە شێوەیەکی زۆر گرنگ، تێکچوون پێوەندی هەیە بە ناهێشتی بە DoD: داخستنی 100% نزیکەی سێ جار زیاتر لە تەنهاش و کیمیایی سەبارەت بە DoDی 50% دروست دەکات. ئەمەش هەڵکەوتنه‌كانی ئالکترۆد و گەشەی ناکонтڕۆڵکراوی ڕووکاری ئالکترۆلیتی جامد (SEI) بە خێرایی دەباتەوە. بۆ زیاتر کردنی ماوەی بەردەوامی:

• ئامانجی دۆخی ناوه‌ندی DoD لە نێوان 50–80% بە کۆنتڕۆڵکردنی BMSی پێناسەکراو
• داخستنی 100% تەنها بۆ مەرجی هە emergenciesی نادرۆتیدا هەڵبگرە
• پاراستنی ژمارەی گەرمی کارکردن لە نێوان 15–25°C، کە لێرەدا ڕێگاکانی کینەتیکی تێکچوون بە شێوەیەکی گرنگ دواوتر دەبن

چالاکی کردن لە دۆخی کەمتر بەرەو پێشچوونی زۆر دەبێت—هەندێک سیستەمی LiFePO₄ زیاتر لە 10,000 سایکل بەدست دێنەن لە DoDی 50% لەبری نزیکەی 3,000 لە DoDی 100%.

BMS وەک پاسەوان: چۆن بەڕێوبەرایەتی تێگەشتوو ماوەی کارکردنی باترییەکانی پاراستنی وزە دەپارێزێت

فانکشنە بنچینەییەکانی BMS کە بەشێوەیەکی هاتوو ماوەی کارکردنی باترییەکانی پاراستنی وزە زیاد دەکەن

سیستمی بە ئەگەری بەرزی کاتبینی بەتیری (BMS) بە شێوەی ئەکتیف ژیانی بەتیری دڕێژ دەکاتەوە بە بەکارهێنانی سێ فانکشنی پەیوەندیدار:

• پشکنینی ناچار بۆ ڤۆڵتەج و پلەی گەرمی هەر مەودایەک (دەرەوەی ±0.5%)، کە دەستپێکردنی پێشبینیکراو دەگونجێنێت پێش ئەوەی سیکرۆکان تێپەڕ بکرێن
• هاوتایی کردنی مەودا , کە یەکسانکردنی بڵاوکردنەوەی بارگە لەسەر مەوداکان دەخاتە ڕوو و لە زۆرترین فشاری هەرێمی دەگرێتەوە لەبەر جیاوازی توانا
• ڕێکخستنی SoC کە دیمەنی کارکردن دەباتەوە بۆ 20–80%، کە وا دەکات ڕەفتارە کیمیایییەکان کەمتر بن—ئاستی زوال دەکاتەوە تا 300% لە قۆناغی تەواو

لە کۆی ڕێگەیەکدا، ئەم فانکشنانە ڕێگە لە میکانیزمە سەرەکی پیرییەکان دەگرن و دەستوری سیستمی بەرژەوەندی بەردەوام دەکەن بۆ 20–40% زیاتر لە ژیانی دیمەنی دیاریکراو.

ئەنجامە راستەقینەکانی شکستنی BMS: پاراستن لە بارکردنی زۆر، دابارکردنی قوڵ و کۆنتڕۆڵکردنی گەرمی

کاتێک پاراستنەکانی BMS شکست بێنن، زیانی بەسوکا بە شێوەی خێرا دەگاتە ناو سیستم:

1. باری زۆر (>4.25 V/گەشە بۆ NMC/LiCoO₂) هاوسەنگبوونی ئالکترۆلایت و شێوازکردنی لیتیۆم دابخستن دەبێت، کە دوایی سالانەی جێگیری بار بە 25–40% زیاد دەکات
2. باری قوڵ (<2.5 V/گەشە) چاوپێکەوەی مسی کۆلێکتۆری مس و تێکشکانی ناوخۆیی دابین دەکات، کە بەردەوام جێگیری بەکارهاتوو داوا دەکات
3. ڕەفتاری نادروستی گەرمی , بەتایبەت کارکردنی ناوبانگ لەسەروو 60°C، دەبێتە هۆی شکاندنی ئێکسۆتھیرمیک—کە لە کەمتر لە 10 چرکە دەتوانێت بگاتە دۆخی گەرمیداوانی

تەنها یەک شکستی سەرەکی دەتوانێت ژیانی چاودێری کاتی کومل بکا بڕوات بە نیوە—یان هەموو نرخی دابینکردن بگاتە زیاتر لە $740,000 بۆ دامەزراندنی گشتی (پۆنیمان ئینستیتووت، 2023). سیستمی BMSی قەڵەوی خەتماندنی خەلەک دەکاتەوە بە بەکارهێنانی سینسەوری جێگیر، دابەشکردنی هاردوەر، و کاتی پەسوڵاندن کەمتر لە 10ms.

جارێوانی BMS: تەواوی، کالیبرکردن، و ڕاپۆرتکردنی SoC بۆ پێشبینی باترییەکانی گە storeەدانی وزە

جێگیری BMS دابزاندن—بۆچی هەڵەی ±3% SoC گرنگە بۆ تەندروستی درێژخایەنی باترییەکانی گە storeەدانی وزە

دەتوانرێت دووجار کردنەوەی نائاسایی لە ناوچە ئالکترۆکیمیایی ساڵامەتیدا، هەتا ٣٠٪ لە مۆدێلە ڕەق بوونە بەزەکراوەکاندا زیادبکات. ئەنجامەکە بە شێوەی ژمارە دەتوانرێت:

باشترین سیستمەکانی بەرهەمهێنانی باتری دەرئاسای خۆیان لە شتێک دەگرن کە پێی دەوترێت کاونتینگی فیوزد کولۆمب کە پەیوەستە بە فلترەکانی کالمانی ئاگادار. ئەمانە لە بنچینەدا ئەلگۆریتمی زیرەکن کە هەنگامی گۆڕانکاری وەکو تێپەڕبوونی ماوە، گۆڕانی پلەی گەرمی، کەمبوونەوەی توانای باتری و داواکارییە ناگۆڤارەکان چاکسازی دەکەن. لەبەرامبەردا، سیستمە سادەترەکان کە تەنها پلەی فشار دەجێبەن، ئەم گۆڕانکاریانە قسەیان نییە. لەماوەی ماوەیەکدا ڕابردەکەن و دوور دەکەونەوە، زیاتر لە ٨% دوور دەکەونەوە دوای نزیکەی ١٠٠ سایکلی بارکردن. ئەم جۆرە هەڵەیە بەهۆی ماوەیەکەوە دروست دەبێت و کێشەیەکی ڕاستەقینە دەگەیەنێت، بەتایبەتی زیاترین باترییان کەمبوونەوەی گەورەی توانا نیشان دەدەن لە ماوەی نزیکەی ١٨ مانگی کارکردن.

ئاگاداربن لە سیستمە بەرهەمهێنەرە باترییە بەخەنجینەی کەم: کالیبرکردنی نادروست و گواستنەوەی نهێنی SoC

گواستنەوەی کالیبرکردنی نەشتی SoC ڕوونترین نیشانەی چاک نەبوونی چاکسازی BMS. سیستمە بودجەییەکان بەدرێژایی زیاتر لە >٥% گۆڕانی SoC دوای ٥٠ سایکل نیشان دەدەن لەبەر:

• گواستنەوەی سێنسۆر کە تەرمەلی سایکلینگ چاکنەکراو
• کەمی تەصحیحی داخراو بەرامبەر توێژینەوەکانی رەفەرەنس
• ئالگۆریتمی سایت ناتوانێت فڕسەندنی باڵا بخاتە مۆدێل

کاتێک بەتەرییەکان بە نهێنی دوور دەبن لەسەر ڕادەکانی بارکردن، زۆربەی جاران زۆر باریان تێدەچێت پێش ئەوەی کەسێک فێربێت شتێک هەڵەیە. کاتێک سیستمی واقعی ماڵەکانی دیاریدەکەین کە پەیوەندیان بە ڕیزبەری کارەبایی هەیە، ئەم جۆرە سیستمانەی کۆنتڕۆڵکردنی باترییانە زیاتر لە ٢.٣ جار زیاتر شکاوبن لەو شێوازەی کە پێویستە. زۆربەی ئەم شکاوتنانەی یەکەم دەگەڕێنەوە سەر کێشە لە سەرکەوتنه‌کانی لیتیۆم لەسەر ئەلیکترۆد و ئەو درێژبوونەوە مێتالی بچووکانەی پێی دەوترێت دیندریت کە هۆکاری کورتکردنەوەی سروشتی داخواروو دەبن. خەباتی باش ئەوەیە کە هەرچەندە هەڵبژاردە باشتر هەن. سیستمە باوەڕپێکراوەکان بەڕاستی کۆنتڕۆڵی خۆکاری نائاسایی دەکەن و پشتبەستن بە چەندین خاڵ لە ماوەی کارکردن. ئەمە بەرستی هەمووی نزیکەی ٢.٥٪ دەبێت لە ڕادەکانی بارکردن بۆ زۆربەی ئەوەی لە جیهانی باتری دەتوانین چاوەڕوانی بکەین، کە نزیکەی ٨0% داگیر دەکات لەو کاتەی خەڵکی پێویستیان بە کارایی باش هەیە لە سیستمی توێژدان.