Belangrijkste leerpunten:
- Beschermingsraad en BMS Belang: Essentieel voor de veiligheid van lithiumbatterijen en het voorkomen van overbelasting, overmatige ontlading en thermische overstroming.
- Belangrijke onderdelen: Beveiligingsborden bestaan uit IC's voor monitoring en controle, MOSFET's voor stroombeheer en extra componenten zoals condensatoren en weerstanden voor stabilisatie.
- BMS versus beschermingsbord: BMS biedt geavanceerde functies, waaronder celbalancering en communicatie-interfaces, geschikt voor hoogspannings- en grote accupakketten.
- Selectiefactoren: Houd bij het kiezen van een beschermingsbord rekening met de grootte van het batterijpakket, de spanning, de chemie, de Ah-waarde, de toepassing en de gebruiksomgeving.
- Aangepaste beschermingsborden: Bied op maat gemaakte oplossingen die voldoen aan specifieke batterij- en apparaatvereisten voor optimale prestaties en veiligheid.
- Veiligheidscertificeringen: Cruciaal voor het garanderen van productveiligheid, verkoopbaarheid, naleving van regelgeving en consumentenvertrouwen, met normen als UN/DOT 38.3, IEC 62133, UL 2054, UL 2580 en CE-markering.
Door de hoge energiedichtheid is lithium batterijen zijn een ideale stroombron geworden voor verschillende elektronische apparaten en toepassingen. De chemische eigenschappen van lithiumbatterijen veroorzaken echter ook bepaalde veiligheidsrisico’s. Problemen zoals overladen, overmatig ontladen en ontlading met hoge stroomsterkte kunnen leiden tot schade aan de batterij, een kortere levensduur en zelfs veiligheidsongevallen.
Om zich tegen dergelijke gebeurtenissen te beschermen, zijn er beschermingsplaten voor lithiumbatterijen ontstaan. Deze kaarten zijn ontworpen om bewakings- en beveiligingsfuncties te bieden voor laagspanningslithiumbatterijen. Voor hoogspanningslithiumbatterijen is er een uitgebreidere versie batterijbeheersysteem (BMS) wordt doorgaans gebruikt, wat een meer genuanceerde en uitgebreide monitoring van het batterijpakket biedt.
Hoofd onderdelen & Functies van een beschermingsraad
Hoewel klein van formaat, zijn de interne structuur en functies van de beveiligingsplaat uiterst geavanceerd en complex. Het bestaat hoofdzakelijk uit de volgende sleutelcomponenten, die elk een onmisbare rol spelen bij het beschermen van de batterijveiligheid.
De rol van geïntegreerde schakelingen (IC's)
Geïntegreerde schakelingen (IC's) dienen als het brein van de beveiligingskaart en zijn verantwoordelijk voor het verwerken en controleren van alle batterijbeschermingsfuncties. Ze bewaken de spannings-, stroom- en temperatuurparameters van de batterij in realtime via ingebouwde programma's en algoritmen.
Wanneer deze parameters de vooraf ingestelde veiligheidsdrempels overschrijden, geeft de IC onmiddellijk opdrachten om de bedrijfsstatus van de batterij aan te passen of uit te schakelen om mogelijke schade te voorkomen.
De efficiëntie en nauwkeurigheid van de IC houden rechtstreeks verband met de algehele effectiviteit en betrouwbaarheid van het beveiligingssysteem.
Het belang van schakelcomponenten (zoals MOSFET's)
MOSFET's (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) zijn de schakelcomponenten in de beveiligingsplaat. Het regelt de laad- en ontlaadpaden van de batterij volgens de IC-instructies.
Wanneer overladen, overmatig ontladen of andere abnormale omstandigheden worden gedetecteerd, kunnen MOSFET's de stroom snel onderbreken om schade aan de batterij te voorkomen.
Het snelle reactievermogen van MOSFET's is van cruciaal belang om de batterij te beschermen tegen onverwachte situaties.
Functies van andere belangrijke componenten (condensatoren, weerstanden, enz.)
Naast de IC's en MOSFET's zijn beveiligingsplaten uitgerust met een reeks extra elektronische componenten, zoals condensatoren en weerstanden.
Condensatoren zijn belast met het stabiliseren van de stroomvoorziening, het verminderen van spanningsschommelingen en het beschermen van de batterij tegen plotselinge schokken van hoge of lage spanning.
Er worden weerstanden gebruikt om de stroom te regelen, zodat de batterij binnen een veilig stroombereik werkt.
Het verschil tussen BMS en beveiligingsbord
Hoewel BMS en beveiligingsbord beide verband houden met batterijveiligheid en prestatiebeheer, verschillen ze aanzienlijk qua functionaliteit en complexiteit.
Definitie en geavanceerde functies van BMS
Het BMS is een complex elektronisch systeem. Het omvat niet alleen de basisfuncties van een beveiligingsbord, zoals overbelasting, overontlading, oververhitting en kortsluitbeveiliging, maar integreert ook meer geavanceerde functies.
- BMS kan de batterijstatus in realtime controleren, inclusief spanning, stroom, temperatuur en laadstatus, evenals de status van elke individuele cel.
- Het vergemakkelijkt batterij balancerenDit zorgt ervoor dat alle cellen in het pakket even snel opladen en ontladen, waardoor de levensduur van het gehele batterijpakket wordt verlengd.
- BMS is uitgerust met communicatie-interfaces die gegevensuitwisseling met externe apparaten mogelijk maken (zoals laders, bewakingssystemen of andere elektronische apparaten), waardoor een geavanceerder batterijbeheer en diagnostiek mogelijk wordt.
Factoren waarmee u rekening moet houden bij het kiezen van een beschermingsbord
Wanneer u op zoek bent naar een geschikt beschermingsbord voor lithiumbatterijen, zijn er verschillende belangrijke factoren waarmee u rekening moet houden om de veiligheid en efficiëntie van de batterij te garanderen. Hier zijn drie gebieden waar u tijdens het selectieproces op moet letten:
Grootte en spanning van het batterijpakket
De maat en spanning van het accupakket zijn de fundamentele parameters voor het kiezen van een beschermingsplaat.
Verschillende batterijpakketten kunnen verschillende vereisten voor grootte en spanning hebben, en de beveiligingskaart moet compatibel zijn met deze kenmerken.
Voor een klein batterijpakket kan bijvoorbeeld een compacte beschermingskaart nodig zijn, terwijl voor een hoogspanningsbatterijpakket een beschermingskaart nodig is die hoge spanningen kan verwerken.
Chemische aard en Ah-waarde (ampère-uur) van de batterij
De chemische samenstelling en het aantal ampère-uren van de batterij bepalen de energiecapaciteit en ontlaadkarakteristieken. Verschillende chemische eigenschappen kunnen verschillende beschermingsstrategieën en -technologieën vereisen.
Batterijen met bepaalde chemische eigenschappen kunnen bijvoorbeeld gevoeliger zijn voor temperatuurveranderingen, terwijl andere mogelijk een nauwkeurigere laadcontrole vereisen. Accu's met een hogere Ah-waarde zullen tijdens het ontladen meer stroom vrijgeven, waardoor een beveiligingsplaat nodig is die hogere stroomniveaus aankan.
Beoogd gebruik en gebruiksomgeving van het batterijpakket
Het toepassingsscenario en de werkomgeving van het accupakket hebben een aanzienlijke invloed op de prestatie- en beschermingseisen.
Als het batterijpakket bijvoorbeeld bestemd is voor buitenapparatuur, moet de beveiligingsplaat bestand zijn tegen zware weersomstandigheden, zoals hoge temperaturen, lage temperaturen en vochtigheid.
Op dezelfde manier moet, als het batterijpakket moet worden ingezet in omgevingen met veel trillingen of schokken, de beschermingsplaat robuustheid en veerkracht vertonen om dergelijke externe stressoren te kunnen verdragen.
Hoe u een beschermingsbord kiest op basis van specifieke toepassingen
Hier volgen enkele richtlijnen voor het kiezen van een beschermingsplaat voor verschillende toepassingsscenario's:
Speciale vereisten voor beveiligingsplaten door verschillende apparaten
- Draagbare elektronische apparaten: Voor draagbare apparaten zoals smartphones en laptops moet de beveiligingsplaat compact en efficiënt zijn. Deze apparaten vereisen doorgaans dat de batterij onder lichte belasting werkt, dus de beveiligingskaart moet nauwkeurige stroomcontrole en snelle responsmogelijkheden hebben om zich aan te passen aan frequente laad- en ontlaadbehoeften.
- Elektrische voertuigen: Elektrische voertuigen zoals auto's en elektrische fietsen stellen eisen aan de stabiliteit en duurzaamheid van de batterij. De beveiligingskaart moet grotere stroom- en spanningsschommelingen kunnen verwerken en moet oververhittings- en kortsluitbeveiligingsfuncties hebben om het hoofd te kunnen bieden aan verschillende situaties die zich tijdens het rijden kunnen voordoen.
- Energieopslagsystemen: Bij residentiële of industriële energieopslagsystemen is het vaak nodig dat de batterij gedurende lange perioden stabiel blijft werken. Het beveiligingsbord moet stabiele monitoringmogelijkheden op de lange termijn hebben en de functie hebben om de gezondheid van de batterij te beoordelen om optimale prestaties te garanderen tijdens langdurige laad- en ontlaadcycli.
Richtlijnen voor het kiezen van een beschermingsplaat voor specifieke toepassingen
- Evalueer de toepassingsbehoeften: Ten eerste is het noodzakelijk om te beslissen of u voor een GBS of een beschermingsbord kiest, op basis van de specifieke behoeften van de toepassing. Als de toepassing geavanceerde batterijbeheer- en bewakingsfuncties vereist, of als het batterijpakket groot is, dan is een GBS wellicht de betere keuze.
- Houd rekening met kostenfactoren: BMS is meestal duurder dan een beveiligingsbord omdat het meer functies en een hogere complexiteit biedt. Als budgetbeperkingen een factor zijn en de toepassing geen geavanceerde functies vereist, kan een beschermingsbord een passendere oplossing bieden.
- Overweeg technische mogelijkheden: Het kiezen van een BMS vereist enige technische vaardigheid om complexere problemen met batterijbeheer aan te pakken. Als uw team of organisatie over dergelijke technische mogelijkheden beschikt, kan een BMS voor meer flexibiliteit en controle zorgen.
- Regelgeving en normen: Bepaalde industrieën of regio's kunnen specifieke voorschriften of normen hebben die het gebruik van BMS vereisen. In dergelijke gevallen is de keuze voor een GBS niet alleen een technische beslissing, maar ook een noodzaak om aan de regelgeving te voldoen.
De voordelen van op maat gemaakte beschermingsplaten
In veel gevallen voldoen standaard beschermingsplaten mogelijk niet volledig aan de behoeften van specifieke batterijen of apparaten. Dit is waar op maat gemaakte beschermingsborden een rol spelen. Op maat gemaakte beschermingsplaten bieden een reeks voordelen, waardoor ze een ideale keuze zijn voor veel toepassingen.
De waarde van op maat gemaakte beschermingsplaten
- Nauwkeurige afstemming van vereisten: Op maat gemaakte beschermingsplaten kunnen worden ontworpen op basis van de specifieke chemie, spanning, capaciteit en grootte van de batterij, waardoor de beste prestaties en de langste levensduur van de batterij worden gegarandeerd.
- Verbeterde functies: Op maat gemaakte beveiligingskaarten zijn gemaakt om extra functies te integreren, zoals batterijbalancering, geavanceerde monitoring en foutdiagnose op afstand, die mogelijk niet beschikbaar zijn in standaard beveiligingskaarten.
- Verbeterde compatibiliteit: Op maat gemaakte beveiligingsborden kunnen naadloos worden geïntegreerd met bestaande GBS of andere elektronische componenten, waardoor de compatibiliteit en efficiëntie van het hele systeem worden verbeterd.
- Geoptimaliseerde prestaties: Door te optimaliseren voor specifieke toepassingen kunnen op maat gemaakte beveiligingsborden de laad- en ontlaadefficiëntie van de batterij verbeteren, energieverlies verminderen en daardoor de gebruikstijd van het apparaat verlengen.
Door te kiezen voor op maat gemaakte beschermingskaarten kunt u ervoor zorgen dat het accupakket optimaal presteert in verschillende toepassingen, terwijl de algehele veiligheid en betrouwbaarheid van het systeem worden vergroot. Hoewel op maat gemaakte beschermingsborden in de beginfase misschien meer tijd en middelen vergen, zijn de verbeteringen die dit met zich meebrengt op het gebied van batterijprestaties en veiligheid op de lange termijn de moeite waard.
Veiligheid en certificering van beschermingsborden
Veiligheid is een van de belangrijkste overwegingen bij het kiezen van een beschermingsbord voor lithiumbatterijen.
De veiligheid van het beveiligingsbord houdt niet alleen verband met de levensduur en efficiëntie van de batterij, maar ook met het welzijn van de gebruikers. Om de veiligheid van de beschermingsraad te garanderen, moeten ze een reeks veiligheidscertificeringen ondergaan.
Het belang van veiligheidscertificering
- Zorgen voor het welzijn van de gebruiker: Veiligheidscertificering garandeert dat de beschermplaat voldoet aan strikte veiligheidsnormen tijdens het ontwerp- en productieproces, waardoor de risico's tijdens het gebruik worden beperkt.
- Versterking van de marktpositie: Gecertificeerde beschermingsplaten worden gemakkelijker herkend door consumenten en de industrie, waardoor de aanwezigheid van het product op de markt wordt vergroot.
- Naleving van wettelijke vereisten: In veel landen en regio's moeten batterijproducten voldoen aan specifieke veiligheidscertificeringen om legaal te kunnen worden verkocht en vervoerd. Naleving van deze voorschriften is een wettelijke verantwoordelijkheid van de onderneming.
- Het consumentenvertrouwen vergroten: Beschermingsborden met gezaghebbende certificeringen kunnen consumenten verbeteren’ vertrouwen in de productkwaliteit en -veiligheid, waardoor de verkoop van producten wordt bevorderd.
Gemeenschappelijke certificeringsnormen voor beschermingsplaten voor lithiumbatterijen
- EN/PUNT 38.3: Deze wereldwijd erkende norm omvat een reeks strenge tests, zoals fysieke mishandeling, thermisch testen en trillingstesten van de batterijen.
- CEI 62133: Deze norm, opgesteld door de Internationale Elektrotechnische Commissie, schetst de veiligheidseisen voor lithiumbatterijen en batterijsystemen, en omvat aspecten van ontwerp, testen en certificering.
- UL 2054: Dit is de veiligheidsnorm voor lithiumbatterijpakketten en batterijbeschermingsborden, opgesteld door de Amerikaanse veiligheidscertificeringsorganisatie UL, waarbij de nadruk ligt op de brandbeveiliging en veiligheidsprestaties van het batterijpakket.
- UL 2580: Deze norm is afgestemd op de veiligheidseisen van lithiumbatterijen die worden gebruikt in elektrische voertuigen en omvat mechanische, elektrische en thermische veiligheidstests.
- CE-markering: Dit is een veiligheidskeurmerk binnen de Europese Economische Ruimte, dat aangeeft dat het product voldoet aan de eisen van de EU op het gebied van veiligheid, gezondheid en milieubescherming.
Conclusie
Het kiezen van een beschermingsbord voor lithiumbatterijen is een belangrijke taak die een grondige analyse vereist van de kenmerken van de batterij, de vereisten voor het gebruik ervan en het naleven van veiligheidscertificeringen.
Door deze elementen zorgvuldig af te wegen, kunt u een weloverwogen keuze maken die zowel de veiligheid als de levensduur van de batterij ten goede komt. Dit zal uiteindelijk de betrouwbaarheid en prestaties van uw hele systeem verbeteren.
Gerelateerde artikelen:
- Nieuwe trends in aangepaste ontwerpen van lithiumbatterijpakketten
- Oorzaken van defecten aan de lithiumbatterij
- Hoe u de beste fabrikant van lithiumbatterijen kiest
- Top 10 fabrikanten van lithiumbatterijpakketten in China
- Aangepaste productie van lithiumbatterijpakketten: een technische end-to-end procesgids
