Baterias de lítio auto-aquecimento para luzes de rua solares de clima frio

Como é construído o hardware

O conjunto do aquecedor envolve o pacote acabado-células já soldadas em série e em paralelo-em três camadas e duas sondas:

Filme de aquecimento. A fonte de calor, enrolada firmemente em torno do exterior da embalagem. É tipicamente um elemento de borracha de poliimida ou silicone: saída de calor uniforme, resistente à corrosão e adaptável o suficiente para seguir a forma da embalagem. A corrente através do filme converte energia elétrica em calor e aumenta a temperatura da embalagem uniformemente.

Película de isolamento. A camada externa. Reduz a perda de calor para o ambiente e bloqueia o calor gerado dentro da embalagem, que é o que torna o aquecedor eficiente o suficiente para esgotar a energia da bateria.

Sondas de temperatura dupla. Uma sonda fica do lado de fora do isolamento, lendo a temperatura ambiente. Quando o ambiente atravessa o limite de ativação predefinido, ela sinaliza ao BMS para iniciar o aquecimento. A segunda sonda lê a temperatura da superfície da célula e alimenta dados em tempo real de volta ao chip de controle.

O loop de controle, passo a passo

Toda a sequência é executada em um chip de controle, normalmente parte do sistema de gerenciamento de bateria (BMS):

1. Acorda. A sonda externa observa o ambiente continuamente. Na temperatura de ativação predefinida, o chip decide que a embalagem está em risco e inicia o programa de aquecimento.
2. Aquecimento. O filme energiza e transfere calor para as células através de adesivo termicamente condutivo ou contato direto.
3. Monitoramento. A sonda interna coleta amostras da temperatura da célula na frequência de segundo nível e informa o BMS, que ajusta o aquecimento em tempo real.
4. Desligamento. Quando a temperatura da célula atinge o valor de segurança pré-definido, o chip corta a energia do filme.
5. Manutenção cíclica. Se o ambiente permanecer frio, a temperatura da embalagem cai novamente; quando ela cruza o limite de reinicialização, o aquecimento é reativado.

As compensações de design que ninguém coloca no folheto

Histerese. Um diferencial de temperatura entre o desligamento e o reinício impede que o aquecedor ligue e desligue. Sem ele, o relé circula constantemente e a lógica de controle nunca permite que o pacote se acomode.

Orçamento de energia. Aquecimento consome capacidade, ponto final. O projeto tem que equilibrar a velocidade de aquecimento contra a resistência de modo que, mesmo durante dias nublados ou chuvosos consecutivos-quando o painel não está reabastecendo o que o aquecedor gasta-a capacidade restante ainda cobre iluminação básica. Em nossa fábrica, o cálculo da autonomia para um pacote aquecido começa a partir da carga de aquecimento, não da carga da lâmpada.

Intertravamentos de segurança. Duas proteções não são negociáveis em nossas construções. A proteção contra sobretemperatura é um circuito secundário e independente que corta à força o aquecedor se o próprio chip falhar e a temperatura fugir. A proibição de aquecimento de baixa tensão desativa o aquecimento quando o pacote está criticamente baixo, de modo que o sistema gasta seus últimos elétrons na luz, em vez de calor, e evita a descarga profunda. Iluminação primeiro, aquecimento em segundo.

Detalhes estruturais. Almofadas de silicone termicamente condutivas ficam entre o filme e as células para espalhar o calor uniformemente e evitar pontos quentes locais. A camada de isolamento tem que equilibrar a retenção de calor contra a impermeabilização, porque a umidade que passa encontra o caminho para um curto-circuito.

O que isso significa no campo

• Diagnóstico . Quando uma luz não acende no tempo frio , verifique os dois componentes do aquecedor óbvio antes de qualquer outra coisa : uma sonda de temperatura com falha ou um circuito aberto no filme de aquecimento . Em nosso programa de peças sobressalentes , estas são as duas partes do aquecedor que estocamos , exatamente por esse motivo .
• Configuração da capacidade . O dimensionamento da embalagem para um local frio começa a partir da temperatura mínima local e do padrão local de dias nublados consecutivos , depois corresponde à capacidade de energia de aquecimento .
• Manter as células fora de temperaturas extremas prolongadas é o ponto de tudo isso : sob condições ideais de temperatura , os pacotes de LiFePO4 podem exceder 3.000 ciclos , e o gerenciamento térmico é o que protege esse número .

Quando nós especificamos o auto-aquecimento , e quando não o fazemos

O auto-aquecimento não é uma atualização padrão . Nós especificamos isso quando duas condições coincidem : períodos sustentados abaixo de zero , e trechos nublados longos o suficiente para que o painel não possa reabastecer o que o aquecedor gasta . Os locais continentais frios e de alta latitude atendem a ambos . As regiões de inverno suave não atendem a nenhum dos dois , e lá o aquecedor é custo e complexidade sem retorno - dizemos isso na citação em vez de preencher a BOM . noções básicas de seleção por trás desta página , consulte baterias para sistemas de iluminação solar . Para dimensionamento , nossa calculadora de dimensionamento do controlador executa a mesma matemática de autonomia com a carga de aquecimento incluída .

O que esta página não abrange

Esta página abrange pacotes de auto-aquecimento para iluminação pública solar autônoma . Ela não cobre padrões de teste de baixa temperatura em nível de célula , projetos de aquecedor para armazenamento acoplado a CA ou ligado à rede ou produtos químicos de lítio que não sejam LiFePO4 . Instalações completas de clima frio , com o pacote aquecido e o controlador combinados na fábrica , estão em nossa linha luzes de rua solares all-in - one .