ประเด็นสำคัญ:
- ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นส่วนประกอบที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยเซลล์ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ส่วนประกอบแบบพาสซีฟ กล่องหุ้ม และระบบจัดการความร้อน โดยขับเคลื่อนการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคไปจนถึงยานพาหนะไฟฟ้า และต้องใช้วิศวกรรมที่ระมัดระวังเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และความน่าเชื่อถือ
ก แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน pack คือส่วนประกอบของเซลล์ลิเธียมไอออน ระบบการจัดการแบตเตอรี่ และส่วนประกอบสนับสนุนต่างๆ ทั้งหมดนี้บรรจุอยู่ภายในกล่องหุ้ม โดยให้การจัดเก็บพลังงานแบบชาร์จไฟได้และพลังงานสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ยานพาหนะไฟฟ้า ระบบจัดเก็บกริด และการใช้งานทางอุตสาหกรรมอื่นๆ จำนวนนับไม่ถ้วน
แม้ว่าเซลล์ลิเธียมไอออนจะให้ความจุไฟฟ้าขั้นพื้นฐาน แต่ส่วนประกอบอื่นๆ ที่รวมเข้าด้วยกันก็มีความสำคัญเท่าเทียมกันในการทำให้ฟังก์ชันการทำงานปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และเชื่อถือได้ ในคู่มือนี้ เราจะดูรายละเอียดทางเทคนิคของส่วนประกอบหลักแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแต่ละส่วนโดยละเอียด
ภาพรวมส่วนประกอบสำคัญ
ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีส่วนประกอบหลักดังต่อไปนี้:
- เซลล์ลิเธียมไอออน – หน่วยไฟฟ้าเคมีพื้นฐานที่ให้ความจุไฟฟ้า เซลล์หลายเซลล์ถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าและความจุตามที่ต้องการ
- ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) – โดย”สมอง”คอยติดตามสภาพเซลล์และควบคุมความปลอดภัยและประสิทธิภาพ
- ส่วนประกอบแบบพาสซีฟ – จัดให้มีโครงสร้าง การเชื่อมต่อ ฉนวน และการระบายความร้อน
- สิ่งที่แนบมา – กักเก็บและปกป้องส่วนประกอบภายในทั้งหมด
- ระบบการจัดการความร้อน – รักษาอุณหภูมิของเซลล์ให้เหมาะสมที่สุดสำหรับการทำงาน
- อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เพิ่มเติม – เพิ่มคุณสมบัติที่ปรับปรุงการทำงานและการบูรณาการ
ต่อไป เราจะสำรวจแต่ละองค์ประกอบเหล่านี้โดยละเอียดทางเทคนิคมากขึ้น
เซลล์ลิเธียมไอออน: แหล่งพลังงานเคมีไฟฟ้า
เซลล์ลิเธียมไอออนใช้เคมีการแทรกสลับของลิเธียมไอออนเพื่อกักเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีไฟฟ้าแบบย้อนกลับได้ ภายในเซลล์ ลิเธียมไอออนที่มีประจุบวกจะส่งผ่านระหว่างกราไฟท์แอโนดและแคโทดโลหะออกไซด์ที่ถูกลิเธียมเป็นประจุและคายประจุของเซลล์ อิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ช่วยให้สามารถเคลื่อนย้ายไอออนได้ ในขณะที่ตัวแยกที่มีรูพรุนจะป้องกันการสัมผัสทางไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรด
เซลล์มีหลายขนาดและรูปแบบมาตรฐาน:
- ทรงกระบอก (เช่น 18650, 21700, 4680): ชั้นอิเล็กโทรด/ตัวแยกที่พันเป็นเกลียวในกระป๋องโลหะทรงกระบอก ความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าแต่ความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่าเมื่อเทียบกับเซลล์กระเป๋า รูปแบบทั่วไป:
- 18650 – เส้นผ่านศูนย์กลาง 18 มม. สูง 65 มม. ความจุทั่วไป 1.5–3Ah
- 21700 – เส้นผ่านศูนย์กลาง 21 มม. สูง 70 มม. ความจุสูงสุด 5Ah
- 4680 – เส้นผ่านศูนย์กลาง 46 มม. สูง 80 มม. ความจุ 10-50Ah
- ปริซึม – ชั้นแคโทด แอโนด และตัวคั่นสลับกันซ้อนกันและพับเก็บเป็นตัวเรือนอะลูมิเนียมทรงแท่งปริซึม เพิ่มความหนาแน่นของพลังงานเชิงปริมาตรสูงสุดแต่ความหนาแน่นของพลังงานลดลง รูปแบบทั่วไป:
- ความจุ 10Ah และ 30Ah ที่อัตรา C ต่ำ
- ขนาดประมาณ 100 x 200 x 10 มม
- กระเป๋า – อิเล็กโทรดและตัวคั่นปิดผนึกอยู่ในซองพลาสติกลามิเนตเคลือบโลหะ เรียกอีกอย่างว่าเซลล์โพลีเมอร์ มีความยืดหยุ่นและน้ำหนักเบา เคสราคาประหยัดแต่ทนทานน้อยกว่า อัตราความจุโดยทั่วไปตั้งแต่ 1Ah ถึงมากกว่า 300Ah
เซลล์ลิเธียมไอออนยังใช้เคมีแคโทดที่แตกต่างกัน ซึ่งส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้า ความจุ และความปลอดภัย:
- ลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ (LCO) – แรงดันไฟฟ้าปกติ 3.6V ความหนาแน่นของพลังงานสูง แต่ข้อกังวลด้านความปลอดภัยที่อุณหภูมิสูง
- ลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ (LMO) – 3.7V ปลอดภัยกว่าและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าแต่ความจุต่ำกว่า
- ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (แอลเอฟพี) – 3.2V ปลอดภัยและทนทานมาก แต่มีความหนาแน่นของพลังงานต่ำกว่า
- ลิเธียมนิกเกิลแมงกานีสโคบอลต์ออกไซด์ (NMC) – 3.6/3.7V ความจุสูงและความหนาแน่นของพลังงานแต่การผลิตที่ซับซ้อนมากขึ้น
- ลิเธียมนิกเกิลโคบอลต์อะลูมิเนียม (NCA) – 3.6V ความจุสูงและความหนาแน่นของพลังงาน แต่อายุการใช้งานแบตเตอรี่สั้นลง
เมื่อเลือกเซลล์ วิศวกรจะประเมินพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ความจุ อัตรา C อายุการใช้งานของวงจร ฟอร์มแฟคเตอร์ ความปลอดภัย ต้นทุน และความพร้อมใช้งาน เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน เคมี NMC และ NCA ความจุสูงกลายเป็นเรื่องปกติสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง
ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS)
ที่ ระบบการจัดการแบตเตอรี่ ทำหน้าที่เป็น “สมอง” ควบคุมการทำงานโดยรวมของก้อนแบตเตอรี่ BMS จะตรวจสอบสภาพของเซลล์ ควบคุมกลไกด้านความปลอดภัย ปรับสมดุลของเซลล์ และจัดให้มีอินเทอร์เฟซการสื่อสาร ความซับซ้อนของ BMS ขึ้นอยู่กับขนาดบรรจุภัณฑ์และฟังก์ชันการทำงาน BMS สำหรับผู้บริโภครายย่อยอาจรวมถึง:
- การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิของเซลล์
- ป้องกันการชาร์จไฟเกินและการคายประจุมากเกินไป
- ปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าของเซลล์
ในขณะที่ชุดฉุดลาก EV ขนาดใหญ่ BMS มีฟังก์ชันการทำงานที่กว้างขวาง:
- การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า (±15mV) กระแสไฟฟ้า (±1-2%) และอุณหภูมิ (±1°C) สำหรับแต่ละเซลล์มีความแม่นยำสูง
- การปรับสมดุลเซลล์แบบแอคทีฟผ่านหม้อแปลงแบบแบ่งส่วนหรือแบบหลายขดลวด
- การควบคุมคอนแทคเตอร์และฟิวส์สำหรับการแยกทางไฟฟ้า
- อัลกอริธึมการประมาณสถานะการชาร์จและสุขภาพที่ซับซ้อน
- การจัดการระบายความร้อนผ่านการควบคุมระบบทำความเย็น
- การตรวจจับข้อผิดพลาดร้ายแรงด้วยความเร็วสูง – เปิด/ลัดวงจร อุณหภูมิเกิน
- อินพุตเซ็นเซอร์และเอาต์พุตควบคุมหลายร้อยรายการ
- อินเทอร์เฟซการสื่อสารของยานพาหนะ – CAN, LIN, FlexRay, อีเธอร์เน็ตยานยนต์
- การรับรองความถูกต้องที่ปลอดภัย การป้องกันการงัดแงะ การอัพเดตเฟิร์มแวร์ผ่านทางอากาศ
- การบันทึกข้อมูลโดยละเอียดสำหรับการวินิจฉัยและการนับรอบ
แหล่งที่มา: รีเสิร์ชเกท
โดยทั่วไปฮาร์ดแวร์ BMS จะประกอบด้วยไอซีอินเทอร์เฟซเซ็นเซอร์, ADC, ไมโครคอนโทรลเลอร์ และวงจรการจัดการพลังงานที่ติดตั้งบนแผงวงจรพิมพ์ ฉนวนไฟฟ้าแรงสูงและการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ
ส่วนประกอบแบบพาสซีฟ
นอกจากเซลล์และ BMS แล้ว ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนยังมีส่วนประกอบแบบพาสซีฟต่างๆ อีกด้วย:
- บัสบาร์ – ให้การเชื่อมต่อที่มีความต้านทานต่ำระหว่างเซลล์และเทอร์มินัล ต้องการความจุกระแสไฟสูง – สูงถึง 1,000A ในแพ็ค EV บัสบาร์ทองแดงหรืออะลูมิเนียมอาจเป็นแบบเปลือย ชุบ หรือเคลือบ การออกแบบบัสบาร์ลดการเหนี่ยวนำให้เหลือน้อยที่สุดในขณะที่ยังคงความโดดเดี่ยว
- วัสดุเชื่อมต่อความร้อน – ใช้ระหว่างเซลล์กับผนังตู้หรือช่องระบายความร้อน อีลาสโตเมอร์ซิลิโคน เทปนำความร้อน และแผ่นปิดช่องว่างช่วยเพิ่มการถ่ายเทความร้อนสูงสุด วัสดุเปลี่ยนเฟสมีความจุความร้อนสูง
- กาวและเทป – ให้ฉนวนไฟฟ้าและต้านทานการสั่นสะเทือน วัสดุประกอบด้วยโพลียูรีเทน กาวอะคริลิก และซิลิโคน เทปนำความร้อนสองหน้าเป็นเรื่องปกติ อัตราการติดไฟที่เข้มงวดของ UL94 V-0
- ฟิวส์และคอนแทคเตอร์ - ป้องกันข้อผิดพลาดกระแสไฟเกิน อนุญาตให้แยกทางไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัย ต้องมีพิกัดไฟฟ้าแรงสูงและกระแสไฟสูง ฟิวส์อาจรวมเข้ากับ BMS วงจรชาร์จล่วงหน้าจะจำกัดกระแสไฟกระชาก
- การเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ – เชื่อมต่อเทอร์มินัลเซลล์เป็นอนุกรม ต้องรองรับความหนาแน่นกระแสสูง ใช้การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก เลเซอร์ และความต้านทาน
การเลือกส่วนประกอบแบบพาสซีฟเหล่านี้อย่างระมัดระวังช่วยให้มั่นใจในความสมบูรณ์ทางไฟฟ้า ความร้อน และกลไกของชุดแบตเตอรี่ภายใต้สภาวะที่มีความต้องการสูง
กล่องใส่แบตเตอรี่
กล่องหุ้มหรือตัวเครื่องชุดแบตเตอรี่มี:
- การป้องกัน – ปกป้องเซลล์จากการใช้กลไกในทางที่ผิด การกระแทก ฝุ่น ของเหลว อนุญาตเฉพาะการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่เหมาะสมเท่านั้น ให้คะแนน IP ตามแอปพลิเคชัน
- การสนับสนุนโครงสร้าง – ให้ความแข็งแกร่งที่จำเป็นสำหรับการเรียงซ้อนและการติดตั้งเซลล์ การเชื่อมต่อกับเฟรมแอปพลิเคชันและวงเล็บ
- ช่องระบายความร้อน – ช่วยให้การไหลเวียนของอากาศหรือน้ำหล่อเย็นของเหลวผ่านเซลล์และ BMS อาจรวมถึงครีบระบายความร้อนในตัว
- ฉนวนกันความร้อน – แยกส่วนประกอบไฟฟ้าแรงสูง เช่น บัสบาร์และเทอร์มินัลด้วยระบบไฟฟ้า
- การปิดผนึกทางสิ่งแวดล้อม – ป้องกันการซึมผ่านของความชื้น จำเป็นสำหรับเคมีลิเธียมไอออน
วัสดุตัวเครื่องทั่วไปประกอบด้วยโลหะ เช่น อลูมิเนียมเพื่อให้มีคุณสมบัติทางความร้อนที่ดีเยี่ยม และพลาสติกผสมที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อให้มีน้ำหนักเบาและทนทานต่อการกัดกร่อน พลาสติกเสริมด้วยโลหะและคาร์บอนไฟเบอร์ให้ความแข็งแกร่งของโครงสร้างและการป้องกัน
กล่องหุ้มมักมีแผงเข้าถึงแบบถอดได้สำหรับการบริการและการออกแบบชุดโมดูลาร์เพื่อความยืดหยุ่นในการติดตั้ง กาวโครงสร้าง ปะเก็น และเยื่อฉนวนช่วยให้ส่วนประกอบต่างๆ ติดตั้งและแยกได้อย่างปลอดภัย
ระบบการจัดการความร้อน
การรักษาอุณหภูมิของเซลล์ให้เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพที่ปลอดภัยและเหมาะสมที่สุดของชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แม้ว่าเซลล์ลิเธียมไอออนจะทำงานได้ดีที่อุณหภูมิประมาณ 15-35°C แต่การทำงานนอกช่วงนี้จะทำให้ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานลดลง:
- ความสามารถในการคายประจุลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น
- ความจุที่สูงกว่า ~ 50°C จางลงอย่างรวดเร็วและเกิดความชรา
- ความเสี่ยงที่สูงกว่า ~ 60°C ของความร้อนจะบานปลาย
ดังนั้นระบบการจัดการระบายความร้อนจะต้องทำให้เซลล์เย็นลงระหว่างการทำงานและให้ความร้อนแก่เซลล์เมื่ออยู่นิ่งในสภาวะแวดล้อมที่เย็น วิธีการทำความเย็นโดยทั่วไป ได้แก่:
- อากาศแบบพาสซีฟ – ระบายความร้อนผ่านครีบและช่อง ใช้ในบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กที่มีความร้อนน้อยกว่า
- อากาศบังคับ – พัดลมตามแนวแกนหรือแบบแรงเหวี่ยงช่วยเพิ่มอัตราการไหลเวียนของอากาศและการถ่ายเทความร้อน ท่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายการไหล
- ระบายความร้อนด้วยของเหลว – แจ็คเก็ต แผ่น หรือช่องไมโครจะหมุนเวียนส่วนผสมของน้ำ/ไกลคอล หรือของเหลวอิเล็กทริก มีประสิทธิภาพมากสำหรับชุดพลังงานสูง >5kW.
- วัสดุเปลี่ยนเฟส – วัสดุคล้ายขี้ผึ้งดูดซับความร้อนขณะละลาย ใช้ในตู้หรือเป็นแผ่นระบายความร้อน
- เทอร์โมอิเล็กทริก – อุปกรณ์ Peltier จะสร้างส่วนต่างของอุณหภูมิเมื่อจ่ายไฟ ระบบทำความเย็นโซลิดสเตทขนาดกะทัดรัด
การทำความร้อนยังมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของสภาพอากาศหนาวเย็น วิธีการทำความร้อน ได้แก่ :
- เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า – เครื่องทำความร้อนแบบต้านทานที่ติดอยู่กับกล่องบรรจุ
- ปั๊มความร้อน – อุปกรณ์เทอร์โมอิเล็กทริกย้อนกลับหรือลูปสารทำความเย็นขนาดกะทัดรัด
- ความร้อนเหลือทิ้ง – การจับการสูญเสียความต้านทานจากการชาร์จและการคายประจุ
BMS ตรวจสอบอุณหภูมิของเซลล์และควบคุมการทำความเย็นหรือความร้อนตามอัลกอริธึมการควบคุมที่เป็นกรรมสิทธิ์ ชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่อาจแบ่งออกเป็นโซนความร้อนที่มีการควบคุมอุณหภูมิอิสระ
ส่วนประกอบเพิ่มเติม
ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอาจมีส่วนประกอบเพิ่มเติม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับต้นทุน ฟอร์มแฟกเตอร์ และข้อกำหนดการใช้งาน:
- วงจรปลุก – ปลุก BMS ที่หลับอยู่เมื่อการชาร์จ/คายประจุเริ่มต้นขึ้น ปรับปรุงกระแสไฟสแตนด์บาย
- ปรับสมดุลของเซลล์ วงจร – การปรับสมดุลแบบแอคทีฟให้ความแม่นยำมากกว่าการปรับสมดุลแบบพาสซีฟเพียงอย่างเดียว ต้องเพิ่มความซับซ้อน
- วงจรชาร์จล่วงหน้า – จำกัดกระแสไฟเข้าเมื่อเชื่อมต่อแพ็ค ใช้ตัวต้านทานหรือการสลับแบบแอคทีฟ ปกป้อง BMS และคอนแทคเตอร์
- ที่ชาร์จ – อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมการชาร์จออนบอร์ดสำหรับการชาร์จ DC อย่างรวดเร็ว ไม่จำเป็นต้องใช้ที่ชาร์จภายนอกอีกต่อไป
- การสื่อสาร – นอกเหนือจากอินเทอร์เฟซ BMS พื้นฐานแล้ว ชุดอาจรวมถึงโมดูลไร้สายหรือ Power Line Communication (PLC) สำหรับการควบคุมระยะไกลและการวินิจฉัย
- เครื่องทำความร้อน – ให้ความร้อนแบบควบคุมสำหรับการใช้งานในสภาพอากาศหนาวเย็น ช่วยให้เซลล์มีอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด
- การสลับเซลล์ – เปิด/ปิดกลุ่มเซลล์เพื่อการจัดการระบายความร้อนและการปรับสมดุล ต้องใช้สวิตช์เพิ่มเติมจำนวนมากและตรรกะการควบคุมที่ซับซ้อน
- ไฟ LED แสดงสถานะ – แสดงสถานะแพ็คพื้นฐานให้กับผู้ใช้ด้วยสายตา – การชาร์จ, ข้อผิดพลาด, สแตนด์บาย ฯลฯ
การใช้งานชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
ตอนนี้เราได้สำรวจส่วนประกอบภายในแล้ว เรามาตรวจสอบว่าชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมและการใช้งานหลักๆ อย่างไร:
- ยานพาหนะไฟฟ้า – ให้พลังขับเคลื่อนแก่รถยนต์ไฟฟ้าและไฮบริดเต็มรูปแบบ ต้องการความจุสูงมาก (50-100kWh) ความหนาแน่นของพลังงาน ความปลอดภัย และอายุการใช้งานของวงจร การออกแบบระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ซับซ้อน
- เครื่องใช้ไฟฟ้า – โทรศัพท์มือถือ แล็ปท็อป เครื่องมือไฟฟ้า และอุปกรณ์พกพาอื่นๆ เน้นความคุ้มค่า ขนาดกะทัดรัด และน้ำหนักเบา กระเป๋าระบายความร้อนด้วยอากาศหรือเซลล์ปริซึมในเปลือกพลาสติก ช่วงความจุ 1-100Wh
- การบินและอวกาศ – ใช้ในเครื่องบินเพื่อเป็นพลังงานฉุกเฉินและสตาร์ทเครื่องยนต์ การออกแบบที่ทนทานทนต่อการสั่นสะเทือน ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือถือเป็นสิ่งสำคัญ
- การจัดเก็บแบบอยู่กับที่ – การจัดเก็บพลังงานกริด พลังงานสำรอง ระบบพลังงานแสงอาทิตย์/ลมนอกกริด เน้นต้นทุนต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน ระบายความร้อนด้วยอากาศ/ของเหลวในชั้นวางหรือภาชนะ
- อุปกรณ์การแพทย์ – อุปกรณ์ทางการแพทย์แบบฝังและสวมใส่ได้ ต้องใช้แบตเตอรี่ที่มีขนาดกะทัดรัด ปลอดภัย และทนทาน เซลล์ยืดหยุ่นบางเฉียบมีความหนาสูงสุด 100 ไมครอน
ภาพรวมนี้แสดงให้เห็นถึงการออกแบบชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่หลากหลายซึ่งปรับแต่งให้ตรงตามข้อกำหนดการใช้งานที่แตกต่างกันอย่างมากมายในอุตสาหกรรมต่างๆ
ความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
การใช้งานชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจำเป็นต้องมีข้อควรระวังด้านความปลอดภัยที่เหมาะสม แม้ว่าโดยทั่วไปจะปลอดภัยหากได้รับการออกแบบและจัดการอย่างถูกต้อง แต่เซลล์ที่ชำรุดหรือเสียหายก็อาจเกิดความร้อนมากเกินไปและติดไฟได้อย่างรวดเร็ว ความเสี่ยงที่สำคัญ ได้แก่ :
- ไฟฟ้าลัดวงจรภายนอก – นำไปสู่กระแสสูงและความร้อนอย่างรวดเร็ว
- ไฟฟ้าลัดวงจรภายใน – เกิดจากความเสียหายของเซลล์ โหมดความล้มเหลวที่อันตรายที่สุด
- หนีความร้อน – ทำความร้อนได้เองจนกระทั่งเซลล์ระบายหรือไหม้ สามารถแพร่กระจายระหว่างเซลล์ได้
- ขูดเลือดขูดเนื้อ – แรงดันไฟฟ้าของเซลล์เกินขีดจำกัดทำให้เกิดการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์
- บด/กระแทก – ทับตัวคั่นทำให้ไฟฟ้าลัดวงจรภายใน
- การประกอบไม่ถูกต้อง – ส่วนประกอบที่หลวมและจุดต้านทานสูงจะทำให้เกิดความร้อนเฉพาะที่
BMS และวงจรป้องกันอื่นๆ ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดความเสี่ยงเหล่านี้ระหว่างการทำงานปกติและข้อผิดพลาด อย่างไรก็ตาม พนักงานควรใช้ความระมัดระวังเมื่อขนส่ง ติดตั้ง ซ่อมบำรุง หรือทิ้งชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน:
- สวมอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่เหมาะสม – อุปกรณ์ป้องกันดวงตา,
ถุงมือ, เสื้อผ้าที่ทนไฟ. หลีกเลี่ยงเครื่องประดับที่เป็นโลหะ - ใช้เครื่องมือหุ้มฉนวนที่ทำเครื่องหมายไว้สำหรับใช้กับชุดแบตเตอรี่ที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่
- หลีกเลี่ยงการลัดวงจรขั้วต่อหรือบัสบาร์
- ปฏิบัติตามอย่างเคร่งครัด การส่งสินค้า และกฎระเบียบในการจัดการแบตเตอรี่ลิเธียม
- คายประจุแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วเพื่อประหยัดแรงดันไฟฟ้าก่อนนำไปทิ้ง
- เก็บและชาร์จบนพื้นผิวที่ไม่ติดไฟ ห่างจากสารติดไฟ
- เตรียมถังดับเพลิงไว้ใช้ในกรณีเกิดเหตุฉุกเฉินจากอัคคีภัย
การปฏิบัติตามแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการจัดการอย่างปลอดภัยถือเป็นสิ่งสำคัญเมื่อใช้งานชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
บทสรุป
ชุดแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีส่วนประกอบมากมาย รวมถึงเซลล์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ BMS การจัดการระบายความร้อน และการออกแบบกล่องหุ้ม วิศวกรต้องสร้างสมดุลระหว่างต้นทุน ประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และความสามารถในการผลิตเมื่อออกแบบชุดแบตเตอรี่
การปรับปรุงเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องจะช่วยให้ชุดลิเธียมไอออนมีความปลอดภัยมากขึ้น ราคาถูกลง มีขนาดเล็กลง และมีประสิทธิภาพมากขึ้น บริษัทจะต้องติดตามความก้าวหน้าล่าสุดเพื่อให้สามารถแข่งขันได้
บทความที่เกี่ยวข้อง:
