Jätan keemia loengu vahele. Kui otsite seda, siis ilmselt teate juba, et liitiumraudfosfaadil on parem termiline profiil kui NMC-l või NCA-l. Tegelikult soovite teada, kas see asi põletab teie lao maha ja kuidas oma kindlustusseltsile tõestada, et see ei põle.
Lühike vastus: korralikult valmistatud LiFePO4 koos piisava BMS-iga
kaitse on tööstuslikuks kasutamiseks tõeliselt ohutu. Kuid "õigesti toodetud" teeb selles lauses palju rasket tõstmist.
Olen aastaid kasutanud neid akusid tõstukites, AGV-des ja lennujaama maapealsetes tugiseadmetes. Turvaümbris on tugev. Probleem on selles, et turg on üle ujutatud toodetega, mis näevad tehniliste andmete põhjal välja identsed, kuid mille tegelik töökindlus on väga erinev. See artikkel räägib sellest, kuidas vahet teha.
Üks keemia fakt, mida peate teadma
Kui NMC akud lähevad termiliselt välja, vabastab katood hapnikku. Tuli toidab ennast ise. Kui see algab, evakueerite hoone.
LiFePO4 seda ei tee. Oliviini kristallstruktuuris olevad raud-fosfaatsidemed ei lagune ega eralda kõrgel temperatuuril hapnikku. Hapniku eraldumise puudumine tähendab, et tuli ei saa end lõputult üleval pidada.
| Parameeter | LiFePO4 | NMC | Mida see tähendab |
|---|---|---|---|
| Termilise põgenemise algus | 270 kraadi | 150-210 kraadi | Laiem varu, enne kui asjad valesti lähevad |
| Temperatuuri tõusu kiirus | Lähtejoon | ~9x kiirem | Sekundid vs minutid vastamiseks |
| Mooduli levitamine | Lähtejoon | ~5x kiirem | Üks rakk ebaõnnestub vs terve pakett ebaõnnestub |
Allikas: Lei jt, iScience; MDPI elektroonika 2023
See on keemia jaoks. Kõik muu on inseneritöö ja kvaliteedikontroll.
Mis tegelikult intsidente põhjustab
Olen viimase viie aasta jooksul uurinud seitset akujuhtumit. Siin on see, mida ma leidsin:
Kolm olid ühenduse probleemid.Tolmu kogunemine, halb kontakt, lokaalne ülekuumenemine. Rakkude endaga pole midagi pistmist. Üks neist juhtus toiduainetööstuses-8 kuu jooksul sattus jahutolm laadimispistikusse. Parandus oli 15-dollarine tolmukate, mis oleks pidanud seal algusest peale olema.
Kaks tegelesid kahjudega.Tõstukid tabasid asju. Patareid kukuvad maha. Väline korpus nägi hea välja, kuid sisemised ühendused olid ohus. Mõlemad ebaõnnestusid laadimise, mitte töötamise ajal.
Üks oli laadimissüsteemi viga.BMS lubas ülelaadimist sidevea tõttu laadijaga. See oli süsteemi integreerimise probleem, mitte aku probleem.
Üks oli raku kvaliteet.Juhtumi-järgne analüüs näitas sega{1}}klassi lahtreid. Tarnija oli asendanud B-klassi lahtrid ilma avalikustamiseta. See on see, mis mind öösel üleval hoiab, sest seda on kõige raskem tuvastada.
FM Globali andmed räägivad sama lugu: ligikaudu 68% liitiumpatareide laojuhtumitest on seotud pistikute, füüsiliste kahjustuste või mittestandardsete komponentidega. Mitte spontaanne termiline põgenemine.
Ma ei kuluta enam palju aega tarnijatelt termiliste temperatuuride kohta küsimisele. Veedan palju aega rakkude hankimise, montaaži kvaliteedikontrolli ja BMS-i kaitseloogika kohta küsides.
BMS-i küsimus, mida peaksite küsima
Siin on see, mis eristab tööstuslikku-tarbijaklassi-klassi:
Temperatuurianduri paigutus. Kaks andurit mooduli vastasotstes on odava disaini jaoks standardvarustuses. Meil oli juhtum, kus keskmised rakud olid alla külmumistemperatuuri, samal ajal kui otsaandurid lugesid 5 kraadi. BMS lubas laadimist. Kuudepikkune külma-ilmaga laadimine halvendas neid elemente kuni rikkeni.
Pärast seda nõuab meie spetsifikatsioon mooduli kohta vähemalt nelja andurit, mis on jaotatud positsioonide vahel. Mõned tarnijad vähendavad kulusid. Me ei pea selle üle läbirääkimisi.
Madala{0}}temperatuuri laadimise lukustus. LiFePO4 saab püsivaid kahjustusi, kui laaditakse alla 0 kraadi. Heal BMS-il on kõva piir, mitte hoiatus. Olen jälginud, kuidas operaatorid alistavad pehmed hoiatused tootmissurve all. Süsteem ei tohiks neile seda võimalust anda.
Sügavvooluse taastumine. Kvaliteetne BMS piirab laadimisvoolu pärast sügavtühjenemist, kuni elemendid taastuvad üle 3,0 V. Odavad kujundused jätavad selle täielikult vahele. Tulemus: püsiv võimsuse kaotus, mis ilmneb kuid hiljem.
Kui tarnija ei suuda oma BMS-i kaitseloogikat üksikasjalikult selgitada, on see teie vastus nende tehnilise sügavuse kohta.
Lahtrite hindamine: vestlustarnijad väldivad
Kõik LiFePO4 rakud ei ole samaväärsed.
Hinne A: Täielik tootja spetsifikatsioon. Tihe sisetakistuse dispersioon. Ühtlane partii jõudlus. See peaks minema tööstusseadmetesse.
Hinne B: 80-90% efektiivsus väikeste kõrvalekalletega. Sageli 3-6 kuud laos. Trahv varutoite, e-jalgrataste ja mittekriitiliste rakenduste jaoks.
Hinne C: Alla keskmise olulise varieeruvusega. Ainult prototüüpimine.
Probleem: mõned tarnijad segavad klasse partiidena või keelduvad hankimist üldse arutamast. Turuhinnast tunduvalt madalama hinnaga aku sisaldab peaaegu kindlasti B- või C-klassi elemente. Need lühiajalised-säästud muutuvad pikaajaliseks-usaldusväärsuse probleemideks.
Kontrollimisviis: võimsuse testimine peaks vastama andmelehele 3-5% piires. Sisetakistus peaks vastama spetsifikatsioonile. Igakuine isetühjenemine alla 3%. Visuaalne kontroll turse või lekke suhtes. Ja tarnija peab suutma tuvastada rakud teadaoleva tootjani.
Kui nad ei saa teile öelda, kust rakud pärinevad, on teil vastus.
Sertifitseerimine: mida enamik hankemeeskondi ei tunne
Aku võib olla "UL-sertifikaadiga", samas kui sertifikaat hõlmab ainult elemente, mitte BMS-i. Või pakk, kuid mitte juhtmed. Süsteemi täielik sertifikaat tähendab, et kõike testitakse koos. Osaline sertifitseerimine tähendab lünki.
Mida ma tarnijatelt nõuan:
- Füüsiline UL-märgis akusildil
- Sõltumatu kinnitus UL Product iQ andmebaasi kaudu (productiq.ulprospector.com)
- Tegelikud katsearuanded, mitte ainult sertifikaadid
- Kinnitus, et sertifitseerimisulatus hõlmab kõiki komponente-rakke, BMS-i, juhtmeid, korpust
ÜRO 38.3 on rahvusvahelise laevanduse jaoks kohustuslik. Igal imporditud akul peab olema saadaval ÜRO 38.3 testi kokkuvõte. Kui nad ei saa seda toota, kõndige minema.
Euroopa turu jaoks: EL-i akumäärus 2023/1542 nõuab CE-märgistust alates 2024. aasta augustist. 2027. aasta veebruariks vajavad üle 2 kWh tööstuslikud akud akupassi. Kui teie tarneahel puudutab Euroopat, kinnitage kohe oma tarnija vastavuse tegevuskava.
Plii{0}}hapete võrdlus
Kui hindate sõidukipargi konversiooni plii-happest, on ohutuse delta suurem, kui enamik inimesi mõistab.
Plii{0}}hape tekitab laadimise ajal vesinikgaasi. Plahvatusohtlik 4-74% kontsentratsiooniga. OSHA 29 CFR 1910.178(g) nõuab ventilatsiooni, silmapesupunkte 25 jala raadiuses, happekindlat põrandat ja neutraliseerimisvahendeid. Reaalne infrastruktuurikulu.
LiFePO4 ei tooda vesinikku. Väävelhape puudub. Need regulatiivsed nõuded kaovad. Meil on olnud kliendid akuruumid pärast ümberehitamist tootlikuks kasutamiseks uuesti kasutusele võtnud, üks 800+ ruutjalga taastati asukohtade valimiseks.
Kindlustus järgib riskiprofiili. Texase laoklient paigaldas LiFePO4 koos BMS-i seire ja tulekustutussüsteemiga, mis ületas NFPA 855. Kinnisvarakindlustuse preemiad langesid 35%. Teie tulemused on erinevad, kuid muster kehtib.
Otsesed vastused küsimustele, mida te tegelikult esitate
K: Kas see süttib spontaanselt?
V: Ma ei ole leidnud kontrollitud juhtumeid, kus korralikult{0}}toodetud, õigesti-paigaldatud LiFePO4 põhjustaks spontaanselt tulekahjusid. Olen uurinud iga intsidenti füüsiliste kahjustuste, tootmisdefektide, ebaõige paigalduse või nõuetele mittevastavate komponentide jälgi. See erineb suure-energiatihedusega-keemiatest, mille puhul on dokumenteeritud haruldased spontaansed sündmused.
K: Mis siis, kui see süttib?
V: Lihtsam alla suruda kui NMC või NCA. Hapniku eraldumise puudumine tähendab, et tulekahju ei saa{1}}lõpmatult püsida. Vesi töötab-ja jahutab rakke kiiremini, kui reaktsioon tekitab soojust. NMC puhul ei saa vesi sageli kustuda, kuna katood vabastab pidevalt hapnikku.
Suhtuge igasse liitiumipõlengusse siiski tõsiselt. Kuid tuletõrje väljakutse on tõesti erinev.
K: Kas vananemine mõjutab ohutust?
V: Degradeerumine mõjutab võimsust ja sisemist takistust, mitte termilist stabiilsust. 80% mahutavusega aku säilitab põhimõtteliselt sama termilise vallandamistemperatuuri kui uuena. Ohutusvaru ei kao kasutamise käigus.
Mida me Polinovelis teeme
Valmistame LiFePO4 akusid tööstuslike -kahveltõstukite, AGV-de, lennujaama GSE ja kaevandusseadmete jaoks. Valisime selle keemia, kuna meie kliendid ei saa endale akupõlenguid lubada ega saa ka meie.
Kõik, mida me toodame, kasutab jälgitava päritoluga A-klassi rakke. Meie BMS-i konstruktsioonid hõlmavad hajutatud temperatuuriandurit, madala-temperatuuri lukustamist, sügavtühjenemise taastamise protokolle ja täielikku CAN-siini sidet. Omame UL 2580 süsteemi-taseme sertifikaati ja saame pakkuda iga tarnitava aku kohta täielikku dokumentatsiooni.
Kui hindate LiFePO4 oma tegevuse jaoks, saame teie konkreetsetel tingimustel anda tehnilise hinnangu. Mitmes vahetuses töötamine, külmhoone, välistemperatuuri kõikumised, suure-tühjenemise rakendused-, mida oleme kõigis neis keskkondades kasutusele võtnud.
Viited:
- MDPI elektroonika (2023). Liitiumraudfosfaatpatareide ohutusnäitajad. DOI: 10.3390/electronics12224687
- Lei, B. et al. Võrdlevad termilised jooksvad omadused.iScience.
- FM globaalne andmeleht 5-33. Liitium-ioonaku energiasalvestussüsteemid. jaanuar 2024.
- OSHA 29 CFR 1910.178(g). Mootoriga tööstusveokid.
