Знаете ли защо на някои литиево йонни батерии драстично спада капацитета или изобщо спират да работят след 1-2 години, а други работят безпроблемно дори и след 10 години (с бавна деградация в капацитета)?
За нас е крайно очевидно не само отговора на този въпрос, но и причината много от тези по-некачествени батерии да се запалват при експлоатация! Нека разгледаме по-долу някои от ключовите фактори които разграничават качествена от фалшива и опасна батерия.
Клетки
Качеството на li-ion клетките до огромна степен определят дълготрайността на батерията и до по-малка степен нейната безопасност. Но не само качеството, а и правилния модел за правилното приложение (максимален разряд, капацитет и тн.) Ние работим само с оригинални клетки от големите производители, които са сертифицирани за качество и безопасност. За китайските произведения обаче не можем да кажем същото. В най-добрия случай можем да намерим китайската марка DMEGC, която има скромни характеристики и ограничена мощност, но в повечето случаи намираме копия на Samsung, LG или Panasonic с неизвестно качество и характеристики
Окабеляване и връзките между клетките – вид пластина
Изключително важен фактор за дадената характеристика на мощност/максимален разряд, както и за безопасната работа под товар без прегряване и стопяване на елементи в кутията, което може да бъде фатално! Така например една китайска Hailong батерия в конфигурация 13 последователни (48V), 5 паралелни е изградена със точково заварена никелирана желязна пластина 0.15 или дори 0.10мм със само 2 свързващи пластини между клетките, което носи целия товар между тях. Това може да осигури само до 10А максимален товар ако трябва да работи в безопасни температури, които да не прегряват клетките, а реално дори 250W електрически велосипед надхвърля значително 10А. Да не говорим че етикета/характеристиката на такава батерия е обикновено означена с максимален разряд 30-40А, което е крайно опасно! Неподозиращия ползвател единствено ще вижда голям пад на напрежението ако има дисплей с който да го следи при подаване на газ и вероятно изключване на контролера при по-ниски нива на заряд заради големия пад. Ето един пример за такава батерия:
Дори да бъдат използвани истински клетки, те няма да имат шанс да се представят добре и ще бъдат повредени след кратък период на експлоатация заради високите температури. Дебелината на кабелите също често не е съобразена с товара за който е предназначена.
От друга страна ние ползваме нестандартна конфигурация, която осигурява много повече последователни връзки между клетките, а пластината е винаги чист никел, който е пъти по-проводим от желязото. Всичко това означава драстично по-ниски температури и възможности за ефективна работа при висок товар:
Изолации
Те са важна част от безопасността на батерийния пакет. Липсата им би причинила късо съединение вътре в батерията, а това е изключително опасно и е силно вероятно да подпали цялата батерия! Не само тяхното присъствие е важно, но и правилния вид и елиминирането на шанса тя да се протърка от вибрации във времето и без да подозираме нещо да изригне в пламъци по време на движение или докато се зарежда в къщи. Това се постига на първо място където е възможно чрез избягване на застъпването на елементи с различен потенциал на напрежение (не само основен плюс и минус, но и точки от отделните клетки). Пример за това са елиминиране на балансиращи кабели запоени по средата на пакета и стъпването на тези кабели върху други клетки. Най-добрия вариант е пластината от всяка клетка да достига точка извън обсега на останалите клетки, където да се осъществи кабелната връзка. Още един лесен за постигане и задължителен метод е винаги да се изполват държачи на клетките, което елиминира контакта между тях. В противен случай ако те се докосват единствения изолатор между корпуса (което е минуса на всяка клетка) и следващата последователна клетка ще е тънкото ПВЦ фолио с което са обвити, а то не е достатъчно!
Второто правило е там където се застъпват проводими точки с различно напрежение изолацията да е многослойна съобразена да припокрива потенциални провали на изолацията от различно естество – така например един от слоевете предпазва от висока температура, друг от вибрация и протриване, а трети от различни течности. В съвкупност постигаме гаранция на гаранцията че няма да има фатални последици дори един или два от факторите за повреда да настъпят. За съжаление повечето китайски производители не се интересуват от дълготрайна безопасност, а от бързи продажби и основното натрупване на изолация в Hailong кутиите им е отгоре върху самия батериен пакет между него и пластмасовата кутия, която не е проводима, вероятно за да е по-скрита при евентуално отваряне на кутията от клиент. От друга страна ето как се изгражда наша батерия със стриктно спазване на правилата за дълготрайна безопасност:
BMS – платка за управление
Тя отговаря за засичането на аномалии в поведението на клетките като изключва захранването при засечена аномалия. Качествените BMS модули засичат прецизно нивото на заряд на всяка отделна клетка (баланс), следят тока на заряд и разряд, предпазват от късо или претоварване, презареждане и преразреждане, разполагат с термо датчик, което осигурява защита от прегряване и много други. Важно е да работят безотказно и при евентуална повреда в самата платка да спират захранването от батерията за да не можем да я ползваме без работеща защита. За съжаление обаче и тук има лоши примери за некачествени модули, които не са особено прецизни, нямат термо датчик, а при повреда е възможно да останат постоянно в режим на пуснато захранване, което е много опасна ситуация – всяка li-ion батерия трябва да работи само с правилно конфигурирано управление по редица причини, а качествения BMS модул е ключов елемент!
