UPS Uygulamaları için Lityum Bataryalar: Batarya Yönetimi ve Kimya Seçimleri Yolu Açıyor

Özet

UPS görevi sabit güçlü deşarj, 1 ile 10 dakika arası kısa süreler ve yüksek akımdır; bataryalar çalışma süresine küçük bir marj eklenerek boyutlandırılır. Makale LMO, LFP, NMC ve NCA katotlarını oran kabiliyeti ve emniyet (termal kaçakta oksijen salımı) açısından karşılaştırır. Termal kaçak 300-500 C'ye ulaşabilir; LFP bu sıcaklıklarda oksijen salmaz ve daha güvenli seçimdir.

Yüksek hızlı UPS görevinde lityumun beklenen yüzer servis ömrü 7-10 yıldır (çevrim testlerinden tahmin); yaklaşık 0,55C ile yaklaşık beş ile altı saatte veya daha kısa sürede yeniden şarj olur. Makale yüzer ömrü, şarj süresini, raf ömrünü ve aşırı şarj/aşırı deşarja toleranssızlığı da ele alır.

Batarya yönetim sistemi (BMS) işlevleri dengeleme, gerilim, akım, kasa sıcaklığı, SOC/SOH ve ayırma sınırlarını kapsar. Dengelemesiz 12S3P LFP paketinde sekiz çevrim sonrası hücreler 2,0 V minimumun altına düşmüş ve 0,59 V şarj yayılımı görülmüştür; dengeli paketler 3,65 V yüzer civarında sıkı kalmıştır. Hücre kasa sıcaklığı doğrudan ölçülmelidir çünkü iç hava sıcaklığı termal kaçağın başlangıcını algılamak için çok yavaş tepki verebilir.

Isı yönetimi paralel dizi eklemek, seri hücre sayısını artırmak (sabit güçte daha düşük akım) veya yüksek yük/ortam sıcaklığında kesme gerilimini yükseltmek yoluyla yapılabilir.

Öne çıkan noktalar

1. UPS görevi sabit güçlüdür, tipik deşarj 1-10 dakika ve yüksek akımdır; bataryalar çalışma süresi artı küçük bir marjla boyutlandırılır.
2. Termal kaçak 300-500 C'ye ulaşabilir; LFP bu sıcaklıklarda oksijen salmaz ve daha güvenlidir.
3. Yüksek hızlı UPS görevinde lityum yüzer servis ömrü 7-10 yıl (çevrim testinden tahmin); ~0,55C ile yaklaşık beş-altı saatte veya daha kısa sürede şarj.
4. Dengelemesiz 12S3P LFP paketinde sekiz çevrim sonrası hücreler 2,0 V minimumun altına düştü ve 0,59 V şarj yayılımı oluştu; dengeli paketler 3,65 V yüzer civarında kaldı.
5. Hücre kasa sıcaklığı doğrudan ölçülmeli; iç hava sıcaklığı termal kaçağı algılamak için çok yavaş olabilir.
6. Isı; paralel dizi eklemek, seri hücre eklemek (sabit güçte düşük akım) veya yüksek yük/ortamda kesme gerilimini yükseltmekle yönetilebilir.

Tasarımda kullanımı

• Batarya kataloğuna katot kimyası, oksijen salımı bayrağı, yüzer ömür, azami şarj C oranı ve BMS ayırma sınırlarını (V, I, T) ekleyin.
• UPS şarj cihazı ve deşarj akımının BMS sınırları içinde kaldığını doğrulayın ve Li-ion kabinlerde kasa sıcaklık algılamasını zorunlu kılın.
• Yangın riski ağırlıklıysa LFP'yi tercih edin.
• Çalışma süresini sabit güç ve kesme gerilimiyle hesaplayın ve BMS'in UPS kesmeden önce açma uyarılarını gösterin.

Kimler okumalı

UPS batarya kimyası ve BMS gereksinimlerini belirleyen tasarımcılar ve yangın güvenliği değerlendiricileri.

İlgili standartlar

• IEC 62619
• UL 1973
• UL 9540A
• IEC 62040-1

Yayın bilgileri

Yazarlar

Webb Burgess

Yayıncı

Eaton

Yıl

2018

Belge numarası

WP162003EN

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Üretici

Erişim

Ücretsiz okunur

Lisans

Telif hakkı saklı; yalnızca künye — özgün belge için yayıncının kullanım koşulları geçerlidir

Künye