بطاريات الليثيوم ذاتية التسخين لأضواء الشوارع الشمسية الباردة المناخ

لماذا البرد هو المشكلة الصعبة بالنسبة لـ LiFePO4

فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) يتعامل مع الحرارة والشحنة الجزئية بشكل جيد ،ولكن البرد هو جناحه الضعيف. تحت التجمد ، تنخفض قدرة التفريغ القابلة للاستخدام بشكل حاد ،وفي درجات حرارة دون الصفر العميقة ،قد ترفض العبوة تقديم تيار مفيد على الإطلاق. بالنسبة لضوء الشارع الذي يجب أن يعمل من الغسق إلى الفجر على الطاقة المخزنة ،فهذا ليس منحنى تدهور ؛إنه حدث إطفاء الأنوار. نظام التسخين الذاتي موجود لإبقاء الخلايا في النافذة حيث لا يزال بإمكانها القيام بعملها.

كيف يتم بناء الجهاز

يلتف مجموعة السخان العبوة النهائية - الخلايا الملحومة بالفعل في سلسلة وبالتوازي - في ثلاث طبقات ومسبارين:

فيلم التدفئة. مصدر الحرارة ، ملفوفة بإحكام حول العبوة الخارجية. وعادة ما يكون عنصر بوليميد أو سيليكون من المطاط: خرج حراري موحد ، مقاوم للتآكل ، ومتوافق بما يكفي لمتابعة شكل العبوة. التيار من خلال الفيلم يحول الطاقة الكهربائية إلى الحرارة ويرفع درجة حرارة العبوة بالتساوي.

فيلم العزل. الطبقة الخارجية. إنه يقلل من فقدان الحرارة إلى البيئة ويغلق الحرارة المتولدة داخل العبوة ،وهو ما يجعل السخان فعالًا بما يكفي لتشغيل طاقة البطارية على الإطلاق.

تحقيقات درجة الحرارة المزدوجة. يجلس مسبار واحد على الجزء الخارجي من العزل ، ويقرأ درجة الحرارة المحيطة. عندما يعبر المحيط عتبة التنشيط المحددة مسبقًا ،فإنه يشير إلى BMS لبدء التسخين. يقرأ المسبار الثاني درجة حرارة سطح الخلية في الداخل ويغذي البيانات في الوقت الفعلي مرة أخرى إلى رقاقة التحكم.

حلقة التحكم، خطوة بخطوة

يعمل التسلسل بأكمله على شريحة تحكم ،عادة ما تكون جزءًا من نظام إدارة البطارية (BMS):

1. الاستيقاظ. المسبار الخارجي الساعات المحيطة بشكل مستمر. في درجة حرارة التنشيط المحددة مسبقا، تقرر الشريحة أن العبوة في خطر وتبدأ برنامج التدفئة.
2. التدفئة. يقوم الفيلم بتنشيط الحرارة ونقلها إلى الخلايا من خلال مادة لاصقة موصلة حرارياً أو الاتصال المباشر. تخرج هذه الطاقة من العبوة نفسها.
3. المراقبة. يقوم المسبار الداخلي بعينات من درجة حرارة الخلية على تردد المستوى الثاني ويقدم تقارير إلى BMS ،الذي يضبط التدفئة في الوقت الفعلي.
4. إيقاف التشغيل. عندما تصل درجة حرارة الخلية إلى قيمة السلامة المحددة مسبقًا ،تقوم الشريحة بقطع الطاقة عن الفيلم. هذا يمنع تلف ارتفاع درجة الحرارة ويوقف الطاقة المهدرة.
5. الصيانة الدورية. إذا بقيت البيئة باردة ، تنجرف درجة حرارة العبوة مرة أخرى ؛ عندما تعبر عتبة إعادة التشغيل ،يتم إعادة تنشيط التسخين. يتم الاحتفاظ بالعبوة داخل نطاق التشغيل الخاص بها طالما استمر البرد.

مقايضات التصميم لا أحد يضع في الكتيب

الفصادة. الفرق في درجة الحرارة بين الإغلاق وإعادة التشغيل يمنع السخان من الثرثرة وإيقاف التشغيل. بدون ذلك ،فإن دورات التتابع باستمرار ومنطق التحكم لا يسمح أبداً بالحزمة باستقرار.

ميزانية الطاقة. التدفئة تستهلك القدرة ، التوقف الكامل. يجب على التصميم موازنة سرعة التسخين ضد القدرة على التحمل بحيث حتى من خلال الأيام الغائمة أو الممطرة المتتالية - عندما لا تقوم اللوحة بإعادة ملء ما ينفقه السخان - لا تزال السعة المتبقية تغطي الإضاءة الأساسية. في مصنعنا ،يبدأ حساب الاستقلالية لحزمة ساخنة من حمل التدفئة ،وليس تحميل المصباح.

تتداخل السلامة. اثنين من الحماية غير قابلة للتفاوض في بناياتنا. الحماية من درجة الحرارة الزائدة هي دائرة ثانوية مستقلة تقطع السخان بالقوة إذا فشلت الشريحة نفسها وهربت درجة الحرارة. يؤدي حظر التسخين منخفض الجهد إلى تعطيل التسخين عندما تكون العبوة منخفضة للغاية ، وبالتالي فإن النظام ينفق آخر إلكتروناته على الضوء بدلاً من الحرارة ويتجنب التفريغ العميق. ترتيب الأولوية متعمد: الإضاءة أولاً ، التدفئة ثانياً

التفاصيل الهيكلية. منصات السيليكون موصلة حراريا تجلس بين الفيلم والخلايا لنشر الحرارة بالتساوي ومنع النقاط الساخنة المحلية. طبقة العزل يجب أن توازن الاحتفاظ الحرارة ضد تسرب المياه، لأن الرطوبة التي تحصل الماضي تجد طريقها إلى ماس كهربائى.

ماذا يعني هذا في الميدان

• التش خي ص . عندما يف شل ال ضو ءفي الإ ضاء ةفي الط ق س ال بار د، تح قق من م كون يالس خان الوا ضح ين قبل أي شيء آخر : مس بار درجة الحر ارة الفا شل ،أو دائ رة مفت وحة في فيلم الت دف ئة . في برنامج قطع الغ يار لد ينا ،هذ ان هما جزء ان من الس خان الذي نخ ز نه ،لهذا الس ب ب بال ضبط .
• تكو ين الس عة . يبدأ حجم الع بو ةلم وقع بار دمن درجة الحر ارة الد نيا المح لية والن م ط المح لي للأ يام الغ ائ مة المت ت الية ،ثم يت طابق مع القد رة على تس خين الطا قة . لا تن جو الق وة الكه رب ائية لور قة البي انات العامة من فصل ال شت اء الح قي قي .
• الع مر . إ ب قاء الخ لا يا بع يدة عن در جات الحر ارة الق ص وى لفت رات ط و يلة هو ال هدف من كل هذا : في ظل ظروف در جات الحر ارة المث لى ،يمكن أن تت جاوز حزم Li Fe PO 4 3,000 دور ة، والإ دارة الحر ارية هي ما يح مي هذا العد د .

عندما نميز الت دف ئة الذ ات ية ،وع ند ما لا نف عل

الت دف ئة الذ ات ية ليست تر قية افت راض ية . نحن موا صف ات عندما يت زامن شرط ان : فت رات مست مرة تحت درجة التج مد ،وت مت دغ ائ مة لفت رة ط و يلة بما فيه الك فا ية بح يث لا يمكن للو حة إعادة مل ءما ين فق هسخ ان . تل تقي الموا قع الق ارية ال بار دة وخ طوط الع رض الع الية بك ليه ما . لا تل تقي المنا طق الم عت دلة وال شت اء بأ يمنه ما ،وهن اك سخ ان هو الت ك لف ة والت ع ق يد مع عدم وجود رد - نق ول ذلك على الا قت باس بد لا من حشو B OM . للب طار ية -أساس يات الاخت يار وراء هذه الصفحة ،ان ظر بط اري ات لأن ظمة الإ ضاء ةالش مس ية . للح جم ،لد ينا تح كم التح جي مآ لة حاسبة يد ير نفس الرياض يات الاست قل الية مع تحميل الت دف ئة المدر جة .

ما لا تغ طي ههذه الصفحة

تغ طي هذه الصفحة حزم الت دف ئة الذ ات ية لأ ضواء الش وار عالش مس ية المست قل ة . وهي لا تغ طي معا يير اخت بار درجة الحر ارة المن خ ف ضة على مستوى الخ لية ، وت صام يم سخ انات للت خ ز ين المق ترن بال تي ار المت رد دأو الش ب كة ، أو كيم ياء اللي ث ي وم بخ لاف Li Fe PO 4. تر كي بات المنا خال بار دالك املة ، مع حزمة سا خنة وو حدة تح كم مط ابقة في المص نع ،هي في خط نا ال كل في واحد أ ض واء الش وار عالش مس ية .