LiPo vs Li-ion-purkausnopeus: C-luokitus, huippuvirta ja jännitteen lasku selitettynä

Purkautuvat LiPo-akutne on usein suunniteltu suurvirtasovelluksiin, muttasuuritehoiset Li-ion kennotvoi myös tuottaa huomattavaa jatkuvaa ja huippuvirtaa. Akun muoto ei yksin määritä purkautumiskykyä.

Alarivi:Korkea C-luokitus tarkoittaa vähän, jos pakkaus ei pysty ylläpitämään laitteesi vähimmäiskäyttöjännitettä huipputarpeen aikana.

Ostajien tulee tarkistaa jatkuva virta, pulssin kesto, kuormitettu jännite ja lämpötilan nousu identtisissä testiolosuhteissa.

Laajempi teknologiavertailu, katsoBlumotin Li-polymeeriakku vs litiumioniakkuopas. [1]

1. LiPo vs Li-ion C-luokitus: kuinka paljon virtaa akku voi todella tuottaa?

Akun purkaus C-luokitusosoittaa virran suhteessa nimelliskapasiteettiin.

Purkausvirta (A)=Kapasiteetti (Ah) × C-luokitus

a2 200 mAh (2,2 Ah) LiPo-akkumainostetaan jatkuvasti 50 C:ssa:

2,2 Ah × 50 C=110 A

Tarra väittää 110 A jatkuvaa virtaa. Se ei todista, että pakkaus kestää tämän kuorman ilman liiallista jännitteen laskua, ylikuumenemista tai laukaisua. [2]

► Jatkuva vs. huippupurkausvirta: mitä ostajien tulee tarkistaa?

• Jatkuva purkausvirtaon virta, jonka akku voi ylläpitää määrätyissä sähkö- ja lämpörajoissa.
• Huippuvirta (purskevirta)on sallittu rajoitetun ajan tietyin edellytyksin.

Esimerkiksi a100C räjähdysluokitustarkoittaa vähän ilman määrättyä pulssin kestoa, käynnistystälataustila (SoC), lämpötila ja palautumisväli.

5 sekunnin pulssiluokitusta ei voida automaattisesti käyttää 10 sekunnin kuormituksella.

Hankintatarkastus:Pyydä jatkuvan ja huippuvirran nimellisarvot ampeereina ja tukevia jännite- ja lämpötilamittauksia.

2. Korkean purkautuman LiPo vs. suuritehoinen Li-ion: Mikä määrittää nykyisen kapasiteetin?

LiPo vs Li-ion -purkaustehoriippuu ensisijaisesti elektrodisuunnittelusta, virrankeräilijöistä,sisäinen vastus (IR)ja lämpörajat.

Tarkoituksenmukainenkorkean C-nopeuden LiPo-pussisolutvoi käyttää pieniresistanssisia elektrodirakenteita ja useita virranottoliuskoja.

Energiakeskeinen18650 ja 21700 Li-ion kennoavoi asettaa kapasiteetin etusijalle, mutta suuritehoiset sylinterimäiset mallit voivat tukea vaativia purkauskuormia.

Esimerkiksi,Molicel INR-21700-P45Btäsmentää:

Tyypillinen kapasiteetti: 4.5 Ah

Jatkuva purkausvirta:45 A, 80 asteen katkaisutilassa

Tyypillinen DC sisäinen vastus:15 mΩ 50 % SoC:ssa

Nämä ovat valmistajan julkaisemia kennomäärityksiä, eivät valmiin pakkauksen suorituskykytakuita. Ilmoitettu lämpökatkaisu ei aseta hyväksyttävää käyttölämpötilaa jokaiselle sovellukselle. [3]

LiPo vs Li-ion -purkausteho: mitä toimittajien pitäisi todistaa?

Kumpikaan kokoonpano ei voita automaattisesti.

Hankintatarkastus:Vertaa valmiita paketteja samalla nimellisjännitteellä, virtaprofiililla, SoC:lla ja lämpötilalla. Älä vertaa yhden toimittajan pakkaustason luokitusta toisen toimittajan solutason spesifikaatioihin.

3. Huippuvirta: kuinka kauan akun on kestettävä kuormitusta?

 

 

Toimittaja voi mainostaa150 A huippupurkausvirta, mutta tämä luku on epätäydellinen ilman pulssiehtoja.

Hankintoja varten,huippuvirran kapasiteettitulee sisältää:
 

• Pulssin kesto:Kuinka monta sekuntia paketin tulee ylläpitää määritettyä virtaa?
• Toisto:Kuinka usein se huippu tulee?
• SoC:n käynnistys:Täyttääkö akku edelleen vaatimukset lähellä käyttökelpoisen latauksensa loppua?
• Lämpötila:Voiko pakkaus antaa pulssin laitteen alimmassa käyttölämpötilassa?
• Jänniterajoitus:Pysyykö kuormitettu jännite laitteen minimitulovaatimuksen yläpuolella?

 

► Esimerkki: Huippuvirran hyväksymistestin määrittäminen

Harkitse hypoteettista OEM-laitetta, jossa on 4S-litiumparisto.

Sen ehdotetut kuormitusvaatimukset ovat:
 

Testiparametri	Esimerkkivaatimus
Jatkuva käyttövirta	10 A
Huippupurkausvirta	30 A
Huipun kesto	5 sekuntia
Pulssin toisto	3 pulssia 30 sekunnin välein 10 A:lla
Käynnistetään SoC	20%
Ympäristön lämpötila	25 astetta
Pienin ladattu pakettijännite	13.0 V
Suojausvaste	Ei odottamatonta BMS-katkaisua

Nämä arvot ovat suuntaa antavia tarjouspyyntövaatimuksia, eivät yleisiä litiumakun toimintarajoja. Kennojen valmistajan on myös sallittava määritellyt virrat, jännitteet ja lämpötilat.

 

Hyväksymiskriteeri:Ehdotetun paketin on suoritettava määritetty pulssisarja ilman, että jännite putoaa alle 13,0 V, laukaisee suojauksen tai ylittää sovitut lämpörajat.

Akku, joka tuottaa 30 A yhden sekunnin mutta epäonnistuu viidennen sekunnin aikana, ei täytä tätä vaatimusta.

 

Hankintatarkastus:Vaadi mitattu virta-, jännite- ja lämpötilajäljet ​​koko pulssisarjalle - ei yksittäistä huippuvirran numeroa.

4. LiPo vs Li-ion Voltage Sag: Kuinka määrität läpäisyn tai epäonnistumisen?

Jännitteen laskuon napajännitteen lasku, kun akku syöttää virtaa.

Sen resistiivinen komponentti voidaan arvioida käyttämällä:

Jännitteen lasku (V) ≈ kuormitusvirta (A) × tehollinen tasavirtavastus (Ω)

Tämä on ensimmäisen asteen laskelma. Todellinen kuormitettu jännite riippuu myös sähkökemiallisesta polarisaatiosta, SoC:sta, lämpötilasta ja pulssin kestosta. [4]

► Jännitteen laskun laskeminen: Kaksi akkua samalla kuormituksella

Oletetaan, että kaksi hypoteettista 4S-akkuehdotusta arvioidaan samalla SoC:lla ja lämpötilalla.

Molemmat alkavat 14,0 V:n lepopakkausjännitteellä.

Varusteet vaativat vähintään13,0 V 30 A:n kuormalla.

Resistiivinen lämpöhäviö arvioidaan käyttämällä:

P = I² × R

30 A:lla Pack B:n arvioitu resistiivinen häviö on kolme kertaa pakkaus A:n.

Nämä ovat mallinnettuja arvoja, eivät todellisia purkaustestin tuloksia. Tehollisten vastuslukujen oletetaan edustavan määritettyjä pulssiolosuhteita. Pakkauksen A laskettu jännitteen läpäisy ei takaa täyttä testin noudattamista; pulssin toiston, polarisaation, lämpötilan ja suojauskäyttäytymisen on myös läpäistävä.

► Miksi jännitteen laskulla on merkitystä akun hankinnassa?

Liiallinenakun jännite laskee kuormituksen alaisenavoi aiheuttaa:

• Ennenaikaistapienjännitekatkaisu (LVC).
• Moottorin tehon heikkeneminen tai laitteen epävakaa toiminta.
• Odottamaton BMS:n sammutus nykyisten huippujen aikana.

 

Hankintatarkastus:Määritä ensin pienin kuormitettu jännite. Vaadi sitten toimittajia todistamaan, että koko pakkaus pysyy sen yläpuolella koko määritellyn kuormitusprofiilin ajan.

5. Miksi jännitteen lasku muuttuu SoC:n, lämpötilan ja pakkaussuunnittelun myötä?

Akku, joka läpäisee huippuvirtatestin täydellä latauksella, voi epäonnistua samassa testissä lähellä purkauksen loppua.

Hankintatarkastus:MitataDC sisäinen vastus ja kuormitettu jännite valmiissa paketin liittimissä, käyttäen samaa SoC:ta, lämpötilaa, pulssin kestoa ja mittausmenetelmää.

Älä vertaa AC-impedanssin ja tasavirtaresistanssin arvoja suoraan ikään kuin ne olisivat keskenään vaihdettavissa. [4]

6. Mitä purkaustestitietoja ostajien tulee pyytää ennen toimittajan hyväksyntää?

amukautettu korkeapurkainen LiPo-akkutaipaljon kuluttava Li-ion-akkupaketti, muuta vaadittu toimintaprofiili mitattavissa oleviksi tarjousten hyväksymiskriteereiksi.

OEM-akun purkautumiskyky: RFQ-vahvistustaulukko

Kaikissa testeissä tulee käyttää määritettyä akkukokoonpanoa, käyttölämpötilaa ja kuormitusprofiilia. Näytteenottosuunnitelmat ja hyväksymiskynnykset tulee sopia ennen tuotannon hyväksymistä.

Toimittajan hyväksynnän tulisi riippua todetusta tyhjennyssuorituskyvystä – ei korkeimmasta ilmoitetusta C-luokituksesta.