寒気候の太陽街灯のための自己暖房するリチウム電池

なぜ寒さはLiFePO 4にとって難しい問題なのか

リチウム鉄リン酸塩（LiFePO4）は熱および部分的な充満をよく扱いますが、風邪は弱い側面です。凍結の下で、使用可能な排出容量は急激に低下し、深い氷点下の温度でパックは有用な流れをまったく提供することを拒否するかもしれません。貯蔵されたエネルギーで夕暮れから夜明けまで走らなければならない街灯のために、それは劣化曲線ではありません。それは消灯イベントです。自己加熱システムはまだ彼らの仕事をすることができる窓の細胞を保つために存在します。

ハードウェアの構築方法

ヒーターアセンブリは、完成したパック（すでに直列および並列に溶接されているセル）を3層と2つのプローブで包みます。

加熱フィルム。 熱源、パックの外側にしっかりと包まれています。それは典型的にはポリイミドまたはシリコーンゴム要素です：均一な熱出力、耐食性、およびパック形状に従うのに十分な適合性。フィルムを流れる電流は電気エネルギーを熱に変換し、パック温度を均等に上昇させます。

絶縁フィルム。 外層。それは環境への熱損失をカットし、パックの中で発生した熱をロックします。これはヒーターをバッテリーエネルギーをまったく使い果たすのに十分に効率的にするものです。

二重温度の調査。 1つの調査は周囲温度を読む絶縁材の外側に座ります。包囲された十字が事前設定された活発化の境界、熱を始めるためにBMSに信号を送ります。2番目の調査は細胞の表面温度を中読み、制御破片に実時間データを与えます。

制御ループ、ステップバイステップ

シーケンス全体は、通常はバッテリ管理システムの一部である制御チップ上で動作します。

1. ウェイクアップ。 外的な調査は絶えず周囲を監視します。事前設定された活性化温度で、チップはパックが危険にさらされていると判断し、加熱プログラムを開始します。
2. 加熱。 フィルムは熱伝導性の接着剤または直接接触によって細胞に熱を通電し、伝えます。このエネルギーはパック自体から出てきます。
3. モニタリング。 内部プローブは、第2レベル周波数でセル温度をサンプリングし、リアルタイムで加熱を調整するBMSに報告します。
4. シャットオフ。 セル温度が設定された安全値に達すると、チップはフィルムへの電力をカットします。これは過熱損傷を防ぎ、無駄なエネルギーを停止します。
5. サイクルメンテナンス。 環境が冷たいままである場合、パックの温度は再び下がります。再起動閾値を超えると、加熱が再開されます。寒さが続く限り、パックは動作帯域内に保持されます。

誰もパンフレットに入れないデザインのトレードオフ

ヒステリシス。 シャットオフと再起動の間の温度差により、ヒーターのチャタリングのオン/オフを防ぎます。これがなければ、リレーは絶えずサイクルし、制御ロジックはパックを沈静化させません。

エネルギー予算。 暖房は容量を消費し、フルストップします。設計は、暖房速度と耐久性のバランスを取る必要があります。これにより、連続した曇りや雨の日でも、パネルがヒーターが費やした分を補充していない場合でも、残りの容量は基本的な照明をカバーします。当社の工場では、加熱パックの自律計算は、ランプの負荷ではなく加熱負荷から始まります。

安全インターロック。 当社のビルドでは2つの保護が譲れません。過熱保護は、チップ自体が故障して温度が逃げた場合にヒーターを強制的に切断する二次的な独立回路です。低電圧加熱禁止は、パックが非常に低いときに加熱を無効にするため、システムは熱ではなく光に最後の電子を費やし、深い放電を回避します。優先順位は慎重です：最初に点灯2番目に加熱

構造の詳細。 熱伝導性シリコーンパッドは、熱を均一に拡散させ、局所的なホットスポットを防ぐためにフィルムとセルの間に座っています。断熱層は、断熱性と防水性のバランスを取る必要があります。それは、それを通過する湿気が短絡する方法を見つけるからです。

フィールドでの意味

• 診断。 ライトが 寒い天候で 照らさないとき、 他の 何か の前 に 2 つの 明らかな ヒーターの 部品を 点検し て下さい失敗し た温度の 調査、 か暖房の フィルムの 開路。 私達 の予備品 プログラムで は、 これらは 私達 が丁度この理由の ために 貯蔵する 2 つの ヒーターの 部品です。
• 容量構成。 寒い場所の パックサイジングは、 地域の 最低気温と 連続する曇りの 日の ローカルパターンから始まり、 容量と 暖房電力を 一致さ せます。 一般的 なデータシートの ワット数 は、 実際の 冬に 耐えられません。
• 寿命。 セルを 長時間の 極端な 温度から守ることが ポイントです。 最適な 温度条件下 では、 LiFePO 4 パックは 3，000 サイクルを 超えることが でき、 熱管理は その数 を保護するものです。

自己加熱を 仕様するときと そうで ないとき

自己加熱は デフォルトの アップグレードで はありません。 2 つの 条件が 一致する場合に 仕様し ます。凍結下 の持続期間、 およびパネルが ヒーターが 費やした ものを 補充できないの に十分な 長さ の曇りの 伸び。 寒い大陸と 高緯度の サイトは 両方を 満たします。 穏やかな 冬の 地域は どちらも 満たしません、そしてそこに ヒーターは 見返りなしの コストと 複雑さ です - 私たちは BOM をパディングする代わりに 引用で そう言います。 バッテリーの ため -このページの 背後に ある選択の 基本は、 ソーラー照明システム用 バッテリーを 参照し てください。 サイジングについては、 コントローラサイジング計算機 は、 加熱負荷を 含む同じ自律数学を 実行し ます。

このページが カバーし てい ないもの

このページで は、 スタンドアロンソーラー街路灯 用の 自己発熱パックについて説明し てい ます。 セルレベルの 低温試験基準、 AC 結合または グリッド結合ストレージ用 のヒーター設計、 LiFePO4 以外の リチウム化学物質については 説明し てい ません。 工場で 一致し た加熱パックと コントローラを 備えた 完全な 寒冷地 用備品は、 オールインワンソーラー街路灯 ラインに あります。