تطبيق الصناعة
نوع المنتج
فهم البطاريات: المصطلحات التي تحتاج إلى معرفتها
عند مقارنة البطاريات وشرائها لتطبيقك، من المهم فهم أساسيات تقييمات البطارية ومصطلحاتها للتأكد من أنك تستخدم النوع والكمية المناسبين لتحقيق أهداف الطاقة الخاصة بمشروعك. تم تصميم هذه المدونة لتعريفك بمصطلحات البطارية.
1. أنواع كيمياء بطارية الدورة العميقة
بطاريات الرصاص الحمضية:
• البطارية المغمورة (FLA)
• بطارية جل مختومة (SLA)
• بطارية حصيرة زجاجية ماصة (AGM)
تم اختراع بطاريات حمض الرصاص في عام 1860. بطاريات حمض الرصاص أثقل، ولها سعة أقل، ولها دورة حياة أقصر من بطاريات الليثيوم.
بطاريات الليثيوم:
يحتوي على الكوبالت
• النيكل والمنغنيز والكوبالت (NMC)
• أكسيد الكوبالت الليثيوم (LCO)
• أكسيد النيكل والكوبالت والألومنيوم (NCA)
لا يحتوي على الكوبالت
• فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4 أو LFP)
تعتبر كيمياء البطاريات التي تحتوي على مواد كيميائية غير قائمة على الكوبالت مثل LiFePO4 أكثر استقرارًا وأقل عرضة للانفلات الحراري والحرائق. تستخدم BSL بطاريات LiFePO4 في جميع أنحاء خط إنتاجها.
2. أجزاء البطارية
أقطاب كهربائية
يوجد قطبان كهربائيان في البطارية: الأنود والكاثود. الأنودات هي أقطاب كهربائية سلبية، حيث تحدث الأكسدة أثناء التفريغ. ومع ذلك، فإن الكاثودات هي أقطاب كهربائية موجبة حيث يحدث الاختزال.
المنحل بالكهرباء
تسمح الإلكتروليتات للأيونات بالتحرك بين الأقطاب الكهربائية من خلال العمل كوسيط. أثناء تخزين البطارية وإطلاقها، فإنها تسهل التفاعلات الكيميائية.
الأنود
الأنودات هي أقطاب كهربائية تتأكسد أثناء دورات التفريغ. يتم إنشاء التيار الكهربائي عن طريق إطلاق الإلكترونات والأيونات في المنحل بالكهرباء.
الكاثود
الكاثودات هي أقطاب كهربائية حيث يحدث الاختزال أثناء التفريغ. تكتمل الدائرة الكهربائية عندما تستقبل الإلكترونات والأيونات من المنحل بالكهرباء.
فاصل
يمنع فاصل الأنود والكاثود حدوث دوائر كهربائية قصيرة بينما يسمح للأيونات بالمرور من خلالها.
صالة
تسمح المحطة بنقل التيار الكهربائي من البطارية إلى جهاز خارجي أو مصدر شحن.
غلاف
يتم توفير العزل والسلامة الهيكلية من خلال الغلاف الذي يضم المكونات الداخلية للبطارية ويحميها.
خلية
المكون الأساسي للبطارية، بطارية الرصاص الحمضية لها جهد اسمي يبلغ 2 فولت و LiFePO4 لديه الاسمية الجهد االكهربى من 3.2 فولت.
• عكس البطارية
يؤدي الإفراط في تفريغ البطارية إلى عكس قطبيتها.
• عدم تطابق البطارية
تحتوي البطاريات الموجودة في مجموعة البطاريات على سعات أو جهد كهربائي أو قيم مقاومة داخلية غير متناسقة.
• البطارية الأساسية
لا توجد إمكانية لإعادة شحن وإعادة استخدام بطارية أو مجموعة بطارية تم تفريغها مرة واحدة فقط. البطاريات المصنوعة من الزنك والمنجنيز القلوي، على سبيل المثال.
• بطارية ثانوية
نظرًا لطبيعته القابلة للعكس، يمكن شحنه وتفريغه عدة مرات. البطاريات المصنوعة من حمض الرصاص، على سبيل المثال.
• البطارية الأسطوانية:
يتم استخدام حاوية أسطوانية لتخزين اللوحات الموجبة والسالبة. تعتبر البطاريات مثل AAs و18650s أمثلة على ذلك.
• البطارية المنشورية:
لا يوجد المتداول من اللوحات الإيجابية والسلبية. يتم تكديسها بدلا من ذلك.
• بطارية الحقيبة
يتم تعبئة هذا المنتج في كيس رقائق يمكن إغلاقه بالحرارة.
• بطارية الطاقة
بطارية ذات معدل تفريغ مرتفع وأقصى توصيل للتيار.
• بطارية الطاقة
تم تعظيم سعة البطارية. دورة أطول لي
3. قسم أداء البطارية
سعة
يشير إلى كمية الطاقة التي توفرها الخلية أو البطارية. تقاس في أمبير ساعة.
• القدرة القابلة للاستخدام
وقت التفريغ (أمبير ساعة) للبطارية محسوب من شحن البطارية وتفريغها ودرجة حرارتها وجهد القطع.
• السعة المقدرة ("C")
الشركة المصنعة بيانات عن قدرة التفريغ التي يمكن إنتاجها عند تفريغ ودرجة حرارة محددة.
• تتلاشى القدرة
انخفاض السعة المتاحة للبطارية بسبب الشحن والتفريغ. على سبيل المثال، تنخفض السعة المتاحة لبطارية الهاتف المحمول من 100% إلى 80% بعد عام واحد.
• انجراف القدرات
إذا تجاوز معدل التفريغ معدل C المحدد، يلزم تصحيح السعة
الجهد االكهربى
فرق الجهد بين القطبين الموجب والسالب للبطارية. إنه يحدد القوة التي تتدفق بها الإلكترونات عبر الدائرة. وعادة ما يتم التعبير عنها في فولت (V).
حاضِر
يمثل التيار تدفق الشحنة في الدائرة ويقاس بالأمبير (A). إنه يمثل المعدل الذي يتحرك به التيار عبر الدائرة.
كثافة الطاقة
تمثل كثافة الطاقة مقدار الطاقة التي يمكن للبطارية تخزينها لكل وحدة. ويتم التعبير عنها بالواط/ساعة لكل لتر (Wh/L) أو لكل كيلوغرام (Wh/kg). تتمتع البطاريات ذات كثافة الطاقة الأعلى بقدرات أكبر على تخزين الطاقة.
كثافة الطاقة
تشير كثافة الطاقة إلى مقدار الطاقة التي يمكن للبطارية توفيرها لكل وحدة حجم أو كتلة. ويتم التعبير عنها بالواط لكل لتر (W/L) أو بالكيلوجرام (W/kg). كلما زادت كثافة الطاقة، زادت الطاقة.
دورة الحياة
يشير عمر الدورة إلى عدد دورات الشحن والتفريغ التي يمكن للبطارية أن تمر بها قبل أن تنخفض قدرتها بشكل كبير. كلما زاد عمر الدورة، زادت متانتها وعمرها الإنتاجي.
معدل التفريغ الذاتي
المعدل الذي تفقد به البطارية شحنتها بمرور الوقت عندما لا تكون قيد الاستخدام.
كفاءة
تقيس الكفاءة مدى فعالية البطارية في تحويل الطاقة المخزنة إلى طاقة كهربائية قابلة للاستخدام. كلما زادت الكفاءة، قلت الطاقة المفقودة أثناء الشحن والتفريغ.
المقاومة الداخلية
تمثل المقاومة الداخلية مقاومة تدفق التيار داخل البطارية. يمكن للبطاريات ذات المقاومة الداخلية المنخفضة توصيل التيار بشكل أكثر كفاءة.
تصنيف ج
يمثل التصنيف C معدل تفريغ البطارية بالنسبة لسعتها. على سبيل المثال، يمكن للبطارية ذات التصنيف 1C توفير سعتها الكاملة خلال ساعة واحدة. كلما ارتفع تصنيف C، كان معدل التفريغ أسرع.
أمبير (أمبير)
وحدة قياس التيار الكهربائي تمثل المعدل الذي تتدفق به الشحنة
أمبير ساعة
التيار (الأمبير) مضروبا في الساعة للسعة.
أمبير واحد من التيار لمدة ساعة واحدة يساوي أمبيرًا في الساعة.
B-LFP-50 عبارة عن بطارية بقدرة 50 أمبير في الساعة، والتي يمكن حسابها عن طريق قسمة 50 أمبير في الساعة على وقت تشغيل الحمل الذي تقوم بتشغيله عند تفريغ بنسبة 100%. على سبيل المثال، إذا كنت تقوم بتشغيل حمل بقدرة 10 أمبير، فإن 50 أمبير في الساعة ستعمل على تشغيل الحمل لمدة 5 ساعات.
واتس
وحدة القدرة التي تمثل المعدل الذي يتم به نقل الشغل أو الطاقة. يتم حسابه عن طريق ضرب الجهد بالتيار.
وات ساعة
تمثل وحدة الطاقة هذه مقدار الطاقة المستهلكة أو المولدة بواسطة جهاز بقدرة 1 وات عند تشغيله لمدة ساعة واحدة. يقيس استهلاك الطاقة لجهاز إلكتروني خلال فترة زمنية محددة.
4. الشحن والتفريغ
تكلفة
إمداد البطارية بالطاقة لاستعادة قدرتها.
تسريح
قم بتحرير الطاقة المخزنة في البطارية لتشغيل الأجهزة الخارجية.
فاحش
قم بشحن البطارية بما يتجاوز السعة أو الجهد الموصى به. من السهل تقصير عمر البطارية، وارتفاع درجة حرارتها، وحتى التسبب في الهروب الحراري.
التفريغ العميق
عندما يتم تفريغ البطارية إلى جهد غير كافي، يحدث التفريغ العميق. على سبيل المثال، الجهد القياسي لـ LFP هو 3.2V، والتفريغ المقطوع هو 2.5V. عندما يكون أقل من 2.5 فولت، فإن استمرار التفريغ سوف يسبب ضررًا لا يمكن إصلاحه.
تهمة هزيلة
الشحن المتتابع هو طريقة شحن ذات تيار منخفض تستخدم للتعويض عن فقدان السعة الناتج عن التفريغ الذاتي للبطارية بعد شحنها بالكامل.
شحن سريع
اشحن بسرعة في وقت قصير.
تعويم تهمة
اشحن بجهد ثابت وتيار صغير لمنع التفريغ الذاتي للبطارية، وفي نفس الوقت زيادة عمق الشحن.
نظام إدارة البطارية (BMS)
يستخدم للتحكم في تشغيل البطارية وحمايتها، بما في ذلك الشحن والتفريغ وتنظيم درجة الحرارة. يضمن BMS أن أداء البطارية وسلامتها وعمرها يعمل في أفضل حالة.
بطاريات BSLBATT جميعها مدمجة خدمات إدارة المباني ، والتي يمكنها تحسين أداء البطارية بشكل فعال وإطالة عمر البطارية. يوفر BMS الحماية من: الجهد الزائد، وانخفاض الجهد، والتيار الزائد، وارتفاع درجة الحرارة، وماس كهربائى، وعدم توازن البطارية.
5. اتصال البطارية
اتصال السلسلة
الاتصال المتسلسل يعني توصيل البطاريات من طرف إلى طرف، مع توصيل الطرف الموجب لبطارية واحدة بالطرف السالب للبطارية التالية، وبالتالي زيادة الجهد الإجمالي مع الحفاظ على ثبات السعة. على سبيل المثال، يتم استخدامه لبطاريات الرافعات الشوكية وبطاريات عربات الغولف.
اتصال متوازي
الاتصال المتوازي يعني توصيل البطاريات جنبًا إلى جنب، مع توصيل الأطراف الموجبة بالأطراف الموجبة والأطراف السالبة بالأطراف السالبة. تضمن هذه الطريقة بقاء الجهد ثابتًا مع زيادة السعة الإجمالية. على سبيل المثال، يتم استخدامه لأغراض صناعية وتجارية نظام تخزين الطاقة (ESS) .
اتصال سلسلة متوازية
يجمع بين التوصيلات المتسلسلة والمتوازية لتحقيق جهد وقدرة التطبيق.
6. الصيانة والسلامة الروتينية
تعتبر إجراءات الصيانة المناسبة ضرورية لإطالة عمر البطارية ومنع وقوع الحوادث:
الهروب الحراري
الهروب الحراري هو عندما ترتفع درجة حرارة البطارية بسرعة بسبب ردود الفعل الداخلية أو العوامل الخارجية. فقد يتسبب ذلك في نشوب حريق أو انفجار. تم تجهيز جميع سلاسل بطاريات BSL بأجهزة استشعار حرارية لحماية نظام إدارة المباني من الهروب الحراري.
ارتفاع درجة الحرارة
وهذا يعني أن البطارية تعمل عند درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة الموصى بها. ستؤدي درجة الحرارة المرتفعة إلى انخفاض سعة البطارية وتقصير عمرها الافتراضي وزيادة احتمال الانفلات الحراري.
ماس كهربائى
عندما يتم توصيل الطرف الموجب للبطارية مباشرة بالطرف السالب، متجاوزًا الدائرة المقصودة، تحدث دائرة كهربائية قصيرة، كما أن كمية كبيرة من تفريغ التيار ستؤدي إلى إتلاف البطارية والمكونات المحيطة بها.
التنفيس
تم تجهيز بطاريات الليثيوم بصمامات تخفيف الضغط من أجل السلامة. إطلاق الغازات أو الضغط المتراكم عند الشحن الزائد أو حماية البطارية بطريقة أخرى.
تدهور البطارية
تدهور البطارية هو الانخفاض التدريجي في قدرتها وأدائها مع مرور الوقت. يمكن أن تتسبب العديد من العوامل في تدهور البطارية، بما في ذلك أنماط الاستخدام والتعرض لدرجة الحرارة ودورات الشحن/التفريغ. يمكن أن تؤدي الصيانة المنتظمة للبطارية والشحن المناسب وتجنب ظروف التشغيل القاسية إلى إطالة عمر البطارية وتقليل تدهور البطارية.
موازنة الخلايا
يضمن موازنة الخلايا أن تتمتع كل خلية في بطارية متعددة الخلايا، مثل بطارية ليثيوم أيون، بمستوى شحن متوازن. لمنع الشحن الزائد أو التفريغ الزائد لخلية معينة، تمنع عملية الموازنة عدم توازن السعة وتدهور الأداء عبر مجموعة البطارية بأكملها. يمكن الحفاظ على التوازن من خلال مراقبة الجهد والتحكم فيه بشكل فعال أثناء شحن البطارية وتفريغها.
حالة الشحن (SOC)
مقياس لكمية الشحن المتبقية في البطارية، معبرًا عنها بنسبة مئوية. يؤدي التفريغ الزائد إلى إتلاف البطارية، لذا فإن مراقبة SOC تمنع التفريغ الزائد وتضمن قابلية استخدام البطارية.
الحالة الصحية (SOH)
يتم تعريف البطارية من خلال حالتها الصحية وقدرات الأداء مقارنة بمواصفاتها الأصلية. يتم حساب التدهور بناءً على فقدان القدرة وزيادة المقاومة الداخلية والتدهور الإجمالي. قم بتقييم SOH لتحديد عمرها المتبقي وموثوقيتها، وقم بصيانة البطارية أو استبدالها عند الضرورة.
إن فهم مصطلحات البطارية يمكن أن يستخدم البطاريات ويحافظ عليها بشكل فعال في مجموعة متنوعة من التطبيقات، سواء كان هاتفًا ذكيًا أو بطارية ليثيوم أيون قابلة لإعادة الشحن، أو بطارية الرصاص الحمضية، فإن فهم هذه المصطلحات يمكن أن يسمح لك باتخاذ قرارات مستنيرة عند مواجهة بعض المشكلات، ضمان أداء البطارية وتحسين السلامة.
إذا كنت تريد فهم احتياجاتك من الطاقة والعثور على البطارية المناسبة لتطبيقك، من فضلك اتصل بنا خبراء البطارية أو إرسال استفسار أدناه مباشرة.