קצב פריקת LiPo לעומת Li-ion: דירוג C, זרם שיא וצניחת מתח הסבר

סוללות LiPo בעלות פריקה גבוההמיועדים לעתים קרובות עבור יישומים עם זרם גבוה, אבלתאי Li-ion בעלי הספק גבוהיכול גם לספק זרם רציף ושיא משמעותי. פורמט הסוללה לבדו אינו קובע את ביצועי הפריקה.

שורה תחתונה:דירוג C גבוה אומר מעט אם החבילה לא יכולה לשמור על מתח הפעולה המינימלי של הציוד שלך בזמן שיא הביקוש.

על הקונים לאמת זרם רציף, משך דופק, מתח טעון ועליית טמפרטורה בתנאי בדיקה זהים.

להשוואה טכנולוגית רחבה יותר, ראהמדריך סוללת Li Polymer של Blumoti לעומת סוללת ליתיום יון. [1]

1. דירוג LiPo לעומת Li-ion C: כמה זרם יכולה הסוללה לספק בפועל?

דירוג C של פריקת סוללהמציין זרם ביחס לקיבולת מדורגת.

זרם פריקה (A)=קיבולת (Ah) × C-דירוג

עבור אסוללת LiPo של 2,200 mAh (2.2 Ah).מפורסם ב-50C רציף:

2.2 Ah × 50C=110 A

התווית טוענת 110 A של זרם רציף. זה לא מוכיח שהחבילה יכולה להחזיק את העומס הזה ללא צניחת מתח מוגזמת, התחממות יתר או הפעלת מעגלי הגנה. [2]

◄ זרם פריקה מתמשך לעומת שיא: מה צריכים קונים לאמת?

• זרם פריקה מתמשךהוא הזרם שסוללה יכולה להחזיק בגבולות החשמל והתרמית שצוינו.
• זרם שיא (זרם פרץ)מותר לזמן מוגבל בתנאים מוגדרים.

לדוגמה, אדירוג התפרצות של 100Cפירושו מעט ללא משך דופק מוגדר, מתחילמצב טעינה (SoC), טמפרטורה ומרווח התאוששות.

לא ניתן להשתמש אוטומטית בדירוג דופק של 5 שניות עבור עומס של 10 שניות.

בדיקת רכש:בקש דירוג זרם רציף ושיא באמפר, עם מדידות מתח וטמפרטורה תומכות.

2. LiPo עם פריקה גבוהה לעומת Li-ion חזק: מה קובע את היכולת הנוכחית?

ביצועי פריקת LiPo לעומת Li-ionתלוי בעיקר בתכנון אלקטרודות, קולטי זרם,התנגדות פנימית (IR), ומגבלות תרמיות.

בנוי למטרותתאי כיס LiPo בשיעור C גבוהעשוי להשתמש במבני אלקטרודות בעלי התנגדות נמוכה ומספר כרטיסיות לאיסוף זרם.

ממוקד אנרגיה18650 ו-21700 תאי Li-ionעשוי לתת עדיפות לקיבולת, אבל עיצובים גליליים בעלי הספק גבוה יכולים לתמוך בעומסי פריקה תובעניים.

לדוגמה, המוליצ'ל INR-21700-P45Bמפרט:

קיבולת אופיינית: 4.5 Ah

זרם פריקה מתמשך:45 A, עם מצב ניתוק של 80 מעלות

התנגדות פנימית DC טיפוסית:15 mΩ ב-50% SoC

אלו הם מפרטי תאים שפורסמו על ידי היצרן, לא ערבויות ביצועים של חבילה מוגמרת. הניתוק התרמי המוצהר אינו קובע טמפרטורת עבודה מקובלת עבור כל יישום. [3]

ביצועי פריקת LiPo לעומת Li-ion: מה הספקים צריכים להוכיח?

אף תצורה לא מנצחת אוטומטית.

בדיקת רכש:השווה חבילות מוגמרות באותו מתח נומינלי, פרופיל זרם, SoC וטמפרטורה. אל תשווה את דירוג רמת החבילה של ספק אחד למפרט ברמת התא של ספק אחר.

3. שיא זרם: כמה זמן צריכה סוללה להחזיק את העומס?

 

 

ספק רשאי לפרסםזרם פריקה שיא של 150 A, אבל המספר הזה אינו שלם ללא תנאי הדופק.

לצורך רכש,יכולת שיא זרםחייב לכלול:
 

• משך הדופק:כמה שניות חייבת החבילה לקיים את הזרם שצוין?
• חֲזָרָה:באיזו תדירות שיא זה יתרחש?
• הפעלת SoC:האם הסוללה עדיין עומדת בדרישות לקראת סיום הטעינה השמיש שלה?
• טֶמפֶּרָטוּרָה:האם החבילה יכולה לספק את הדופק בטמפרטורת הפעולה המינימלית של הציוד?
• מגבלת מתח:האם המתח הטעון יישאר מעל דרישת הקלט המינימלית של הציוד?

 

◄ דוגמה: כיצד לציין מבחן קבלה של שיא זרם

שקול מכשיר OEM היפותטי המשתמש בחבילת סוללות ליתיום 4S.

דרישות העומס המוצעות שלו הן:
 

פרמטר בדיקה	דרישה לדוגמה
זרם הפעלה מתמשך	10 A
זרם פריקה שיא	30 A
משך שיא	5 שניות
חזרה על הדופק	3 פולסים, מופרדים ב-30 שניות ב-10 A
הפעלת SoC	20%
טמפרטורת הסביבה	25 מעלות
מתח חבילה טעון מינימלי	13.0 V
תגובת הגנה	אין ניתוק BMS בלתי צפוי

ערכים אלה הם דרישות RFQ להמחשה, לא מגבלות הפעלה אוניברסליות של סוללת ליתיום. יצרן התא חייב גם להתיר את הזרמים, המתחים והטמפרטורות שצוינו.

 

קריטריון קבלה:החבילה המוצעת חייבת להשלים את רצף הפולסים המוגדר מבלי לרדת מתחת ל-13.0 V, להפעיל הגנה או לחרוג מהמגבלות התרמיות המוסכמות.

סוללה שמספקת 30 A לשנייה אחת אך נכשלת במהלך השנייה החמישית אינה עומדת במפרט זה.

 

בדיקת רכש:דרוש עקבות נמדדים של זרם, מתח וטמפרטורה עבור רצף הפולסים המלא - לא מספר שיא זרם אחד.

4. שקיעת מתח LiPo לעומת Li-ion: איך קובעים עובר או נכשל?

צניחה במתחהוא הירידה במתח המסוף כאשר סוללה מספקת זרם.

ניתן להעריך את הרכיב ההתנגדות שלו באמצעות:

שפל מתח (V) ≈ זרם עומס (A) × התנגדות DC אפקטיבית (Ω)

זהו חישוב מסדר ראשון. מתח טעון בפועל תלוי גם בקיטוב אלקטרוכימי, ב-SoC, בטמפרטורה ובמשך הדופק. [4]

◄ חישוב צניחת מתח: שתי חבילות סוללות באותו עומס

נניח ששתי הצעות היפותטיות של סוללות 4S מוערכות באותו SoC וטמפרטורה.

שניהם מתחילים במתח חבילה מנוחה של 14.0 וולט.

הציוד דורש לפחות13.0 וולט תחת עומס של 30 A.

אובדן חום התנגדות מוערך באמצעות:

P = I² × R

ב-30 A, הפסד ההתנגדות המשוער של Pack B הוא פי שלושה מזה של Pack A.

אלו הם ערכים מדוגמים, לא תוצאות בדיקת פריקה בפועל. ההנחה היא שנתוני ההתנגדות האפקטיביים מייצגים את תנאי הדופק שצוינו. מעבר המתח המחושב של חבילה A אינו מבסס תאימות מלאה לבדיקה; גם החזרה על הדופק, הקיטוב, הטמפרטורה והתנהגות ההגנה חייבת לעבור.

◄ מדוע צניחה מתח חשובה לרכישת סוללות?

מוּפרָזמתח הסוללה יורד תחת עומסעלול לגרום ל:

• מוּקדָם מִדַיניתוק מתח נמוך (LVC).
• תפוקת מנוע מופחתת או פעולת ציוד לא יציבה.
• כיבוי בלתי צפוי של BMS במהלך השיאים הנוכחיים.

 

בדיקת רכש:תחילה הגדר את המתח המינימלי הטעון. לאחר מכן דרשו מהספקים להוכיח שהחבילה השלמה נשארת מעליה לאורך כל פרופיל העומס שצוין.

5. מדוע צניחה במתח משתנה עם עיצוב ה-SoC, הטמפרטורה והמארז?

סוללה שעוברת בדיקת זרם שיא בטעינה מלאה עלולה להיכשל באותה בדיקה לקראת סוף הפריקה.

בדיקת רכש:לִמְדוֹדהתנגדות פנימית DC ומתח טעון במסופי החבילה המוגמרת, תוך שימוש באותו SoC, טמפרטורה, משך דופק ושיטת מדידה.

אין להשוות ישירות ערכי עכבת AC והתנגדות DC כאילו הם ניתנים להחלפה. [4]

6. אילו נתוני בדיקת פריקה צריכים קונים לבקש לפני אישור הספק?

עבור אסוללת LiPo מותאמת אישית עם פריקה גבוההאוֹערכת סוללות Li-ion בעלת ניקוז גבוה, הפוך את פרופיל התפעול הנדרש לקריטריונים ניתנים למדידה של קבלת הצעת מחיר.

ביצועי פריקת סוללות OEM: טבלת אימות RFQ

כל הבדיקות צריכות להשתמש בתצורת הסוללה, טמפרטורת הפעולה ופרופיל העומס שצוינו. יש להסכים על תוכניות דגימה וספי קבלה לפני הסמכת הייצור.

אישור הספק צריך להיות תלוי בביצועי פריקה מאומתים - לא בדירוג ה-C הגבוה ביותר שפורסם.