Kurşun asit(Lead Acid) bataryaların lityum iyon batarya ile değiştirilmesinin avantajları ve bunların malzeme taşıma için elektrikli araçlarda nasıl uygulanacağı;
Lityum iyon pillerin gelişimi
Son 5 yılda Lityum iyon batarya Teknolojisindeki önemli gelişme nedeniyle, geleneksel Kurşun Asit (L/A) bataryaların modern Lityum İyon bazlı teknoloji ile değiştirilmesine yönelik talep hızla artmaktadır. Özellikle bu uygulama notu, Kurşun Asit bataryaların Lityum bazlı batarya ile değiştirilmesinin temel faydalarını özetlemektedir.
Buna ek olarak, bu blogta Lityum bataryanın nasıl yapılandırılması gerektiği, Battery Protection Unit (BPU) nasıl entegre edildiği ve batarya performansının nasıl izlenip optimize edilebileceği açıklanmaktadır.
Lityum iyonun kurşun asitle karşılaştırıldığında temel faydaları
1. Gelişmiş bir Batarya Yönetim Sistemi (BMS) tarafından korunan ve izlenen Lityum bataryalarla, normalde L/A bataryalar için gerekli olan düzenli bakım faaliyetlerinden kaçınmak mümkündür.
2. Lityum piller normal bir iç mekan ortamında şarj edilebilmektedir. L/A pillerin şarj edilmesiyle ilişkili asit dumanlarına dayanabilen özel odalara ihtiyaç yoktur.
3. Lityum bataryalar güvenli ve çevreye duyarlı bir üründür. Ayrıca sağlıksız asitli maddeler ve kurşun gibi çevre açısından yasaklı ağır metaller içermezler.
4. Lityum batarya ile enerji tüketimini %20-30 oranında azaltır. Çünkü şarj ve deşarjdaki enerji bataryada (LFP) tutulacaktır.
5. Çalışma aralığını artırın ve/veya pil boyutunu azaltın. Lityum (LFP) ile L/A arasındaki Ah kapasitesini karşılaştıran oran 5:9’dur.
6. L/A’ya kıyasla Lityum (LFP) ile döngü ve takvim ömrünü 3 kata kadar önemli ölçüde artırır.
7. -20 ile +45 C arasında çalışma imkanı.
8. Özellikle gelişmiş bir PC araç kutusu aracılığıyla BMS’deki parametreleri yapılandırarak bataryanın performansını optimize edebilirsiniz.
Kurşun asitten lityuma geçişin diğer faydaları
Batarya Kutusu
Temelde L/A ile kullanılanla aynı pil kutusu kullanılabilmektedir.
Forkliftler gibi bazı uygulamalarda, karşı ağırlığa ulaşmak için bataryanın daha fazla ağırlık gerektirmesi gerekir. Çelik levhalar kullanılabilir.
LiBAL BPU ünitesi
LiBAL BPU ünitesi mevcut tüm batarya kutularına yerleştirilebilir. PC iletişim portuna, hücre izleme kablolarına, I/O kablolarına ve HV güç hattına kolay erişim sağlamak için dik duracak şekilde tasarlanmıştır.
Prizmatik Hücreler
Prizmatik hücreler mevcut bir L/A batarya kutusunun içine yerleştirilebilir. LFP’nin L/A’ya kıyasla daha yüksek enerji yoğunluğu nedeniyle tipik olarak önemli bir boş alan olacaktır. Genel bir kural olarak, nominal kapasitenin yarısı ile aynı çalışma aralığının elde edilebileceği beklenmelidir.
LFP hücresi 100, 180 ve 200 AH kapasitede tedarik edilebilir ve 24 V için 8 hücre, 48V için 15 hücre ve 80V için 24 hücre monte edilebilir. Hücreler 2000Ah’a kadar paralel konfigürasyonda monte edilebilmektedir.
48V örnek
Bu 48V örneğinde, komple batarya paketi monte edilmiştir. BPU kurulur ve hücre voltajı algılama ve dengeleme için seri haldeki 15 hücrenin her birine hücre izleme kablosu monte edilir.
Buna ek olarak, batarya paketi sıcaklığını gözlemlemek için pakete 2 sıcaklık sensörü yerleştirilmiştir. Her hücre baralara bağlanır böylece güç hattı, bataryaya giren ve çıkan akımı ölçmek ve bataryayı bir şarj/deşarj rölesi ile emniyete almak için BPU’dan geçer. Özellikle BPU, CAN üzerinden bir araç kontrolörüne, motor kontrolörüne ve şarj cihazına bağlanılabilmektedir.
Ek Bilgiler
Yapılandırma
BPU, bir RS232 bağlantısı aracılığıyla BMS yapılandırma aracına bağlanabilir. PC yapılandırma aracıyla birlikte bir USB – RS232 sağlanır.
BPU’nun PC araç kutusu PRO aracılığıyla yapılandırılması, yazılım lisansı ile birlikte 5 saate kadar ücretsiz destek sağlayacak olan Lithium Balance uygulama Mühendisleri tarafından kolaylaştırılmıştır. Yazılım lisansı tek seferlik bir satın alma işlemidir. İsteğe bağlı: Ekranı/SOC göstergesini BPU’ya bağlayın İsteğe bağlı: BatAnalytics veri kaydedicisine ve çevrimiçi pil veri bankası sunucusuna bağlanın.
Hususlar
Lithium Balance uygulama mühendislerinin destek sağlayabileceği durumlarda aşağıdaki hususlar dikkate alınmalıdır:
- Doğru hücre ayarı, I/O, şarj/deşarj telafisi, SOC optimizasyonu ve tabii ki şarj cihazı kurulumu dahil güvenlik düzenlemelerini sağlamak için BPU ünitesinde BMS konfigürasyonu.
- Optimize edilmiş boyut ve batarya hücresi konfigürasyonu sağlamak için mekanik çizim dahil batarya konfigürasyonu.
- Ağırlık tahmini, boyut, hücre yapılandırması dahil olmak üzere pil maliyeti hesaplaması.
- L/A ve lityum arasındaki maliyet/fayda hesaplaması için doğru parametreleri sağlamak üzere son kullanıcı TCO analizi danışmanlığı.
Diğer Blog yazılarımızı incelemek için buraya tıklayabilirsiniz.