Praegu kasutatakse liitiumakusid üha laiemalt erinevates digitaalseadmetes, nagu sülearvutid, digikaamerad ja digitaalsed videokaamerad. Lisaks on neil laialdased väljavaated autode, mobiilsete tugijaamade ja energiasalvestavate elektrijaamade vallas. Sel juhul ei ilmne akude kasutamine enam üksinda nagu mobiiltelefonides, vaid pigem seeria- või paralleelakupakkidena.
Aku mahutavus ja kasutusiga ei ole seotud ainult iga üksiku akuga, vaid on seotud ka iga aku järjepidevusega. Halb järjepidevus vähendab oluliselt aku jõudlust. Isetühjenemise järjepidevus on oluline osa mõjuteguritest. Ebaühtlase isetühjenemisega aku SOC-i erinevus on pärast säilitusperioodi suur, mis mõjutab oluliselt selle mahtuvust ja ohutust.
Miks isetühjenemine toimub?
Kui aku on avatud, siis ülaltoodud reaktsiooni ei toimu, kuid võimsus siiski väheneb, mis on peamiselt tingitud aku isetühjenemisest. Isetühjenemise peamised põhjused on:
a. Sisemine elektronleke, mis on põhjustatud elektrolüüdi lokaalsest elektronjuhtivusest või muudest sisemistest lühistest.
b. Väline elektrileke, mis on tingitud aku tihendite või tihendite halvast isolatsioonist või ebapiisavast takistusest väliste juhtkestade vahel (välisjuhid, niiskus).
c. Elektroodide/elektrolüüdi reaktsioonid, nagu anoodi korrosioon või katoodi vähenemine elektrolüüdi, lisandite tõttu.
d. Elektroodi aktiivse materjali osaline lagunemine.
e. Elektroodide passiveerimine laguproduktide (lahustumatud ja adsorbeerunud gaasid) tõttu.
f. Elektrood on mehaaniliselt kulunud või elektroodi ja voolukollektori vaheline takistus suureneb.
Isetühjenemise mõju
Isetühjenemine põhjustab ladustamise ajal mahu vähenemise.Mitmed tüüpilised liigsest isetühjenemisest põhjustatud probleemid:
1. Auto on liiga kaua seisnud ja seda ei saa käivitada;
2. Enne aku lattu panemist on pinge ja muu normaalne ning tarnimisel leitakse, et pinge on madal või isegi null;
3. Suvel, kui auto GPS on autole asetatud, jääb võimsusest või kasutusajast teatud aja möödudes ilmselgelt ebapiisavaks, isegi kui aku on punnis.
Isetühjenemine suurendab SOC erinevusi akude vahel ja vähendab aku mahutavust
Aku ebaühtlase isetühjenemise tõttu on aku SOC pärast ladustamist erinev ja aku jõudlus väheneb. Sageli leiavad kliendid jõudluse halvenemise probleemi pärast seda, kui on saanud aku, mida on pikka aega hoitud. Kui SOC erinevus jõuab umbes 20%, kombineeritud aku võimsus on ainult 60% ~ 70%.
Kuidas lahendada isetühjenemisest tingitud suurte SOC erinevuste probleemi?
Lihtsalt peame tasakaalustama aku võimsust ja kandma kõrgepingeelemendi energia madalpingeelemendile. Praegu on kaks võimalust: passiivne tasakaalustamine ja aktiivne tasakaalustamine
Passiivne võrdsustamine on tasakaalustava takisti ühendamine paralleelselt iga akuelemendiga. Kui element saavutab eelnevalt ülepinge, saab akut siiski laadida ja laadida teisi madalpingeakusid. Selle tasandusmeetodi efektiivsus ei ole kõrge ja kaotatud energia läheb kaotsi soojuse kujul. Tasandus tuleb läbi viia laadimisrežiimis ja tasandusvool on üldiselt 30mA kuni 100mA.
Aktiivne ekvalaiserüldiselt tasakaalustab akut energia ülekandmisega ja annab ülepingega elementide energia mõnele madalpingega elemendile. Sellel tasandusmeetodil on kõrge efektiivsus ja seda saab võrdsustada nii laadimis- kui ka tühjenemisolekus. Selle tasandusvool on kümneid kordi suurem kui passiivne tasandusvool, üldiselt vahemikus 1A-10A.
Postitusaeg: 17. juuni 2023
