Prinsip lan definisi

2020-08-11 08:07

Kapasitas lan energi baterei utawa sistem panyimpenan

Kapasitas baterei utawa accumulator yaiku jumlah energi sing disimpen miturut suhu tartamtu, biaya lan ngisi regane saiki lan wektu ngisi utawa ngisi.

Tingkat kapasitas lan C-rate

C-rate digunakake kanggo skala biaya lan mbuwang saiki baterei. Kanggo kapasitas sing diwenehake, C-rate minangka ukuran sing nuduhake saiki baterei dicas lan dibuwang nganti tekan kapasitas sing ditetepake. 

Daya 1C (utawa C / 1) ngemot baterei sing dirating, ujar, 1000 Ah ing 1000 A sajrone siji jam, saengga ing pungkasan jam baterei wis entuk kapasitas 1000 Ah; discharge 1C (utawa C / 1) ngirit batere kanthi kacepetan kasebut.
Ngisi batere 0.5C utawa (C / 2) ngemot baterei sing dirating, ujar, 1000 Ah ing 500 A, butuh rong jam kanggo ngisi baterei kanthi kapasitas rating 1000 Ah;
Daya 2C ngemot baterei sing dirating, ujar, 1000 Ah ing 2000 A, saengga mbutuhake wektu 30 menit kanggo ngisi baterei kanthi kapasitas rating 1000 Ah;
Rating Ah biasane ditandhani baterei.
Contone pungkasan, baterei asam timah kanthi kapasitas C10 (utawa C / 10) kanthi 3000 Ah kudu diisi utawa dibuwang sajrone 10 jam kanthi biaya sing ana utawa ngetrapake 300 A.

Napa penting ngerti C-rate utawa C-rating baterei

C-rate minangka data penting kanggo baterei amarga kanggo baterei energi sing disimpen utawa kasedhiya gumantung saka kecepatan muatan utawa saiki. Umumé, kanthi kapasitas sing diwenehake sampeyan bakal kurang energi yen sampeyan ngeculake sajroning siji jam tinimbang yen ngeculake sajrone 20 jam, kanthi mbalikke sampeyan bakal nyimpen energi sing kurang ing baterei kanthi biaya saiki 100 A sajrone 1 jam tinimbang karo pangisian daya saiki 10 A sajrone 10 h.

Formula kanggo ngitung Saiki kasedhiya ing output sistem baterei

Kepiye ngetung output, tenaga lan energi baterei miturut C-rate?
Rumus paling gampang yaiku:

I = Cr * Er
utawa
Cr = I / Er
Ing pundi
Er = energi sing disimpen ing Ah (kapasitas batere sing diwenehake dening pabrikan)
I = saiki biaya utawa discharge ing Amperes (A)
Cr = C-rate batere
Persamaan kanggo entuk wektu ngisi utawa ngisi utawa nilis "t" miturut kapasitas sing saiki lan dirating yaiku:
t = Er / I
t = wektu, durasi utawa ngisi (runtime) sajrone pirang-pirang jam
Hubungane ing Cr lan t:
Cr = 1 / t
t = 1/1 Cr

Cara Baterai Lithium-ion

Bateri-ion ion apik banget ing jaman saiki. Sampeyan bisa nemokake ing laptop, PDA, ponsel lan iPod. Dheweke dadi umum amarga, pound pound, dheweke sawetara batre sing bisa diisi ulang sing paling akeh.

Bateri litium-ion uga wis ana ing berita kasebut. Iku amarga baterei kasebut nduweni kemampuan kanggo nyembur geni. Ora umum banget - mung rong utawa telung bungkus baterei saben yuta duwe masalah - nanging yen kedadeyan, nemen. Ing sawetara kahanan, tingkat kegagalan bisa munggah, lan yen kedadeyan sampeyan bakal kelingan karo eling baterei ing saindenging jagad sing bisa ngasilake jutaan dolar.

Dadi pitakonane, apa sing ndadekake batere kasebut dadi semangat lan kondhang? Kepiye carane nyemburake geni? Lan ana apa wae sing bisa ditindakake kanggo nyegah masalah kasebut utawa mbantu baterei luwih suwe? Ing artikel iki, kita bakal mangsuli pitakon iki lan liya-liyane.

Batré litium-ion populer amarga nduwe kaluwihan penting kanggo teknologi saingan:

• Kabeh umume luwih entheng tinimbang jinis baterei sing bisa diisi maneh kanthi ukuran sing padha. Elektron baterei litium-ion digawe saka litium lan karbon sing entheng. Litium uga minangka unsur sing reaktif, tegese energi akeh bisa disimpen ing ikatan atom. Iki nerjemahake menyang Kapadhetan energi sing dhuwur banget kanggo baterei lithium-ion. Mangkene cara kanggo entuk perspektif babagan Kapadhetan energi. Baterai ion-ion khas bisa nyimpen listrik udakara 150 watt-jam ing baterei 1 kilogram. Paket baterei NiMH (nikel-metal hydride) bisa nyimpen bok manawa 100 watt-jam kilogram, sanajan 60 nganti 70 watt-jam bisa uga luwih khas. Baterei timbal asam bisa nyimpen mung 25 watt-jam kilogram. Nganggo teknologi timah asam, butuh 6 kilogram kanggo nyimpen energi sing padha karo baterei lionium-1 kilogram. Iku prabédan gedhe
• Dheweke nyekel tanggung jawabe. Paket baterei litium-ion ilang mung sekitar 5 persen saka biaya saben wulan, dibandhingake kerugian 20 persen saben wulan kanggo baterei NiMH.
• Dheweke ora duwe efek memori, tegese sampeyan ora kudu ngilangi kabeh sadurunge ngisi ulang, kaya karo sawetara laboratorium baterei liyane.
• Bateri litium-ion bisa nangani siklus atusan biaya / discharge.

Yaiku ora, yen baterei lithium-ion ana sing cacat. Dheweke uga duwe cacat sawetara:

• Dheweke mulai ngrusak nalika metu saka pabrik. Dheweke bakal mung rong utawa telung taun wiwit tanggal nggawe apa sampeyan nggunakake utawa ora.
• Dheweke sensitif banget kanggo suhu sing dhuwur. Panas nyebabake bungkus baterei litium-ion mudhun luwih cepet tinimbang sing biasane.
• Yen sampeyan ngilangi baterei litium-ion, kabeh bakal rusak.
• Paket baterei litium-ion kudu duwe komputer ing papan kanggo ngatur baterei kasebut. Iki ndadekake dheweke luwih larang tinimbang sing biyen.
• Ana kemungkinan cilik, yen paket baterei lithium-ion gagal, bakal nyembur.

Akeh karakteristik kasebut bisa dingerteni kanthi ndeleng kimia ing sel lithium-ion. Kita bakal ndeleng iki sabanjure.

Pack baterei litium-ion teka kabeh wujud lan ukuran, nanging kabeh padha katon ing jero. Yen sampeyan bakal njupuk loro bungkus baterei laptop (sing ora disaranake amarga kemungkinan kurang batere lan miwiti geni), sampeyan bakal nemokake ing ngisor iki:

• Sel-sel litium bisa dadi baterei silinder sing meh padha karo sel AA, utawa bisa uga prismatik, tegese komputer persegi utawa persegi, sing kalebu:
• Sensor suhu siji utawa luwih ngawasi suhu baterei
• Konverter voltase lan sirkuit pengatur kanggo njaga voltase lan arus voltase sing aman
• Konektor notebook terlindung sing ngidini daya lan informasi mili lan metu saka bungkus baterei
• Tutul voltase, sing ngawasi kapasitas energi sel-sel individu ing paket baterei
• Monitor negara baterei, yaiku komputer cilik sing ngatasi proses pangisi daya kabeh supaya batere bakal cepet lan kanthi cepet.

Yen paket baterei dadi panas nalika ngisi utawa nggunakake, komputer bakal mateni aliran kekuwatan kanggo nyoba gawe kelangan. Yen sampeyan ninggalake laptop ing mobil sing panas banget lan nyoba nggunakake laptop, komputer iki bisa nyegah sampeyan ora aktif nganti ora becik. Yen sel ora bisa dibuwang kabeh, bungkus baterei bakal ditutup amarga sel-sel kasebut rusak. Sampeyan uga bisa nglacak nomer siklus / ngeculake lan ngirim informasi supaya baterei laptop baterei bisa nyritakake kepiye biaya sing ana ing baterei.

Iki komputer sithik sing canggih, lan entuk daya saka baterei. Tarik daya iki minangka salah sawijining sebab kenapa baterei lithium-ion kelangan 5 persen kekuwatane saben wulan nalika lungguh.

Sel-ion Litium

Kaya sing paling baterei sampeyan duwe kasus njaba sing digawe saka logam. Panganggone logam penting banget ing kene amarga baterei tekanan. Kasus logam iki duwe bolongan bolongan sensitif tekanan. Yen baterei saya panas banget banjur ngalami risiko njeblug saka kakehan tekanan, ventilasi iki bakal ngeculake tekanan ekstra. Batréné bakal ora ana gunane, mula, supaya iki ora bisa dibukak. Bolong kasebut pancen ketat minangka langkah keamanan. Mangkono uga switch Coefficient suhu (PTC) Positif, piranti sing mesthine njaga batere supaya ora pati panas.

Kasus logam iki nduwe spiral dawa sing kasusun saka telung lembar tipis:

• A elektroda positif
• A elektroda Negatif
• Pemisahan

Ing njero kasus lembaran iki diremehake ing pelarut organik sing dadi elektrolit. Ether minangka pelarut umum.

Pemisah minangka lapisan plastik plastik berlubang sing tipis. Minangka jeneng kasebut, misahake elektroda positif lan negatif nalika ngidini ion liwat.

Elektrod positif digawe saka Lithium kobalt oxide, utawa LiCoO2. Elektroda negatif digawe saka karbon. Nalika ngisi baterei, ion litium pindhah liwat elektrolit saka elektroda positif menyang elektroda negatif lan nempelake karbon. Sajrone discharge, ion lithium bali menyang LiCoO2 saka karbon.

Gerakan ion litium kasebut kedadeyan kanthi voltase kanthi dhuwur, saéngga saben sel ngasilake 3,7 volt. Iki luwih dhuwur tinimbang 1,5 volt khas sel alkalin AA normal sing sampeyan tuku ing supermarket lan mbantu nggawe baterei lithium-ion luwih kompak ing piranti cilik kaya ponsel. Waca Cara Baterai Bisa kanggo rincian babagan administrasi baterei beda.

Kita bakal ndelok kepiye bisa ndawakake baterei litium-ion lan njelajah kenapa bisa njeblug sabanjure.

Urip baterei Lithium-ion lan Pati

Paket baterei litium-ion iku larang, dadi yen sampeyan pengin nggawe sing luwih suwe, yaiku sawetara perkara sing kudu dielingi:

• Bahan kimia ion litium milih penyisihan separa kanggo pembuangan jero, saéngga luwih becik ngilangi baterei. Wiwit kimia lithium-ion ora duwe "memori", sampeyan ora ngrusak bungkus baterei kanthi separa medhot. Yen voltase sel lithium-ion mudhun ing level tartamtu, rusak.
• Umur batre Litium-ion. Dheweke mung loro nganti telung taun, sanajan dheweke lagi lungguh ing rak sing ora digunakake. Dadi, aja "ngindhari" baterei kanthi mikir yen bungkus baterei bakal limang taun. Ora bakal. Kajaba iku, yen sampeyan tuku paket baterei anyar, sampeyan pengin mesthekake anyar. Yen wis lungguh ing rak ing setaun suwene, ora bakal suwe. Tanggal pabrikan penting.
• Ngindhari panas, sing bakal ngeculke baterei.

Baterei njeblug

Saiki kita ngerti carane njaga baterei lithium-ion bakal luwih suwe, ayo ndelok kenapa dheweke bisa njeblug.

Yen baterei dadi panas banget kanggo nyebarke elektrolit, sampeyan bakal kobong. Ana klip video lan foto ing Web sing nuduhake kepiye kedadeyan kasebut. Artikel CBC, "Musim Panas njeblug," sawetara kedadeyan kasebut.

Yen geni kaya ngono, biasane disebabake batere internal batere. Elingi saka bagean sadurunge yen sel lithium-ion ngemot lembaran pemisah sing njaga elektrod positif lan negatif. Yen lembaran kasebut bakal ditumbuk lan elektrods ndemek, batere saya cepet banget. Sampeyan bisa uga wis ngalami jinis panas sing bisa diproduksi baterei yen sampeyan wis nate ngetrapake baterei 9-volt normal ing kanthong sampeyan. Yen duwit receh ngliwati rong terminal, baterei bakal dadi panas.

Ing gagal pemisah, kedadeyan kaya sing padha karo baterei lithium-ion. Wiwit baterei litium-ion banget semangat, mula saya panas banget. Panas nyebabake baterei ngeculake pelarut organik sing digunakake minangka elektrolit, lan panas (utawa blumbang cedhak) bisa menehi cahya. Sawise kedadeyan ing salah sawijining sel, panase geni panas dadi sel liyane lan kemasan kabeh nyala.

Penting kanggo dicathet yen kobongan kasebut arang banget. Isih, mung butuh fires lan media sithik jangkoan kanggo njaluk kelingan.

Beda Teknologi Lithium

Sepisanan, kudu dielingake manawa ana akeh jinis batere "Lithium Ion". Titik kanggo nyathet ing definisi iki nuduhake "kulawarga batre".
Ana sawetara baterei "Lithium Ion" beda ing kulawarga iki sing nggunakake macem-macem bahan kanggo katod lan anod. Asile, dheweke nuduhake ciri sing beda banget lan mulane cocog kanggo macem-macem aplikasi.

Litium Iron Fosfat (LiFePO4)

Lithium Iron Phosphate (LiFePO4) minangka teknologi lithium sing kondhang ing Australia amarga nggunakake lan cocog karo macem-macem aplikasi.
Karakteristik rega murah, safety dhuwur lan energi khusus sing apik, dadi pilihan iki kanggo aplikasi akeh.
Voltase sel LiFePO4 3,2V / sel uga nggawe teknologi lithium sing dipilih kanggo panggantos asam timbal sing didelehake ing pirang-pirang aplikasi utama.

Baterai LiPO

Saka kabeh pilihan litium sing ana, ana sawetara sebab kenapa LiFePO4 wis dipilih minangka teknologi lithium sing becik kanggo ngganti SLA. Alasan utama ditrapake karakteristik nalika ndelok aplikasi utama sing saiki ana SLA. Iki kalebu:

• Voltase padha karo SLA (3.2V saben sel x 4 = 12,8V) nggawe sing cocog kanggo panggantos SLA.
• Wangun teknologi litium sing paling aman.
• Mesra lingkungan –fosfat ora mbebayani lan uga lingkungane ramah lingkungan lan dudu resiko kesehatan.
• Kisaran suhu amba.

Fitur lan keuntungan saka LiFePO4 yen dibandhingake karo SLA

Ing ngisor iki sawetara fitur penting baterei Lithium Iron Phosphate sing menehi kaluwihan sing signifikan saka SLA ing sawetara aplikasi. Iki ora minangka dhaptar lengkap babagan kabeh, nanging iki kalebu barang-barang utama. Baterei 100AH AGM dipilih minangka SLA, amarga iki minangka salah sawijining ukuran sing paling umum digunakake ing aplikasi siklus jero. 100M AGM iki wis dibandhingake karo Liyang LiFePO4 100AH supaya bisa dibandhingake.

Fitur - Bobot:

Perbandingan

• LifePO4 kurang saka separo bobote SLA
• Siklus jero AGM - 27.5Kg
• LiFePO4 - 12.2Kg

Mupangat

• Nambah efisiensi bahan bakar
  • Ing aplikasi kafilah lan prau, bobote ngerek wis dikurangi.
• Nambah kacepetan
  • Ing aplikasi kapal kecepatan bisa ditambah
• Pengurangan bobot sakabèhé
• Saya suwe runtime

Bobot nduweni pengaruh akeh kanggo aplikasi, utamane ing ngendi ngukur utawa kacepetan melu, caravan lan boating. Aplikasi liyane kalebu lampu portebel lan aplikasi kamera ing ngendi baterei kudu digawa.

Fitur - Urip Siklus Luwih:

Perbandingan

• Nganti 6 wektu urip siklus
• Siklus jero AGM - 300 siklus @ 100% DoD
• LiFePO4 - 2000 siklus @ 100% DoD

Mupangat

• Manajemen kepemilikan total (biaya saben kWh luwih murah tinimbang baterei kanggo LiFePO4)
• Pengurangan biaya panggantos - ganti AGM nganti 6 kaping sadurunge LiFePO4 kudu ngganti

Urip siklus luwih tegese biaya regane tambahan baterei LiFePO4 luwih akeh tinimbang digunakake kanggo urip baterei. Yen digunakake saben dina, AGM kudu diganti kira-kira. 6 kaping sadurunge LiFePO4 kudu ngganti

Fitur - Keluk Flat Discharge:

Perbandingan

• Ing mbuang 0.2C (20A)
• AGM - nyelehake ing ngisor iki 12V sawise
• 1.5 jam runtime
• LiFePO4 - nyelehake ing ngisor iki 12V sawise jam suwene 4 jam

Mupangat

• Panganggone kapasitas baterei luwih efisien
• Daya = volt x Amps
• Sawise voltase wiwit ngeculake, baterei bakal kudu nyedhiyakake amps sing luwih dhuwur kanggo nyedhiyakake jumlah daya sing padha.
• Voltase sing luwih dhuwur luwih apik kanggo elektronik
• Luwih dawa runtime kanggo peralatan
• Panganggone kapasitas kebak sanajan tingkat kurang dhuwur
• Pengirangan AGM @ 1C = Kapasitas 50%
• LiFePO4 @ 1C discharge = kapasitas 100%

Fitur iki kurang dingerteni nanging minangka keuntungan sing kuwat lan bisa menehi macem-macem keuntungan. Kanthi kurva ngeculake saka LiFePO4, voltase terminal nduwe ndhuwur 12V nganti panggunaan kapasitas 85-90%. Amarga iki, kurang amps dibutuhake kanggo nyedhiyakake jumlah kekuwatan sing padha (P = VxA) lan mulane panggunaan sing luwih efisien nyebabake wektu sing luwih suwe. Pangguna uga ora bakal sok dong mirsani kalemetan piranti (cart golf umpamane) sadurunge.

Bebarengan karo efek kasebut ing angger-angger Peukert ora pati penting karo litium tinimbang ing AGM. Iki nyebabake kasedhiya bathi persentase akeh batere, ora ana sing ngilangi. Ing 1C (utawa discharge 100A kanggo bathi 100AH) pilihan LiFePO4 isih bakal menehi 100AH vs mung 50AH kanggo AGM.

Fitur - Ningkatake Kapabilitas:

Perbandingan

• AGM nyaranake DoD = 50%
• LiFePO4 dianjurake DoD = 80%
• Siklus jero AGM - 100AH x 50% = 50Ah iso digunakke
• LiFePO4 - 100Ah x 80% = 80Ah
• Bentenane = 30Ah utawa panggunaan kapasitas 60% luwih

Mupangat

• Tambah baterei utawa baterei kapasitas luwih cilik kanggo diganti

Kapasitas panggunaan sing kasedhiya tegese pangguna bisa uga nganti 60% luwih akeh saka pilihan kapasitas sing padha ing LiFePO4, utawa milih bathi LiFePO4 sing luwih cilik nalika isih entuk runtuh sing padha karo kapasitas AGM sing luwih gedhe.

Fitur - Efisiensi Sing Dhewe:

Perbandingan

• AGM - Daya kebak njupuk kira-kira 8 jam
• LiFePO4 - Pangisi daya lengkap bisa nganti 2 jam

Mupangat

• Baterei dikenani lan siyap digunakake maneh kanthi cepet

Keuntungan liyane sing kuat ing pirang-pirang aplikasi. Amarga resistensi internal sing luwih murah ing antarane faktor liyane, LiFePO4 bisa nampa biaya sing luwih gedhe tinimbang AGM. Iki ngidini dheweke diisi lan siap nggunakake luwih cepet, ndadékaké akeh mupangat.

Fitur - Tarif Dhidhahan Dhiri

Perbandingan

• AGM - Ngeculake 80% SOC sawise 4 wulan
• LiFePO4 - Disenengi 80% sawise 8 wulan

Mupangat

• Bisa ditinggalake ing panyimpenan luwih suwe

Fitur iki minangka salah sawijining kendaraan rekreasi sing bisa digunakake sajrone sawetara wulan setaun sadurunge mlebu panyimpenan kanggo urip liyane kayata caravans, kapal, motor lan Jet Skis, lan liya-liyane, LiFePO4 ora kalser lan supaya sawise ditinggalake nganti suwe, baterei cenderung rusak kanthi permanen. Baterei LiFePO4 ora dibebayani kanthi ora tetep disimpen ing negara sing wis kebak.

Dadi, yen aplikasi sampeyan menehi katrangan babagan fitur kasebut ing ndhuwur, sampeyan bakal entuk dhuwit sing dibayar kanggo bathi LiFePO4. Artikel sing bakal dilanjutake bakal ngetutake minggu-minggu sing bakal kalebu aspek keselamatan ing LiFePO4 lan beda Lithium chemistries.