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鋰電池作為新一代高性能電池出現(xiàn)在人們的視野中已有十多年的時(shí)間了,其中,大容量,大功率鋰電池用于電動(dòng)叉車行業(yè)也有三至四年的時(shí)長(zhǎng)了...
鋰
電池作為新一代高性能電池出現(xiàn)在人們的視野中已有十多年的時(shí)間了,其中,大容量,大功率
鋰電池用于電動(dòng)
叉車行業(yè)也有三至四年的時(shí)長(zhǎng)了。因鋰電池不同與
鉛酸電池的簡(jiǎn)單連接就可使用,而是需要先配組,加裝智能管理及保護(hù)控制器,并制作完整的鋰電池外箱才可使用,所以,屬于典型的細(xì)分定制市場(chǎng)。
目前市場(chǎng)上可選用的叉車鋰電池組并不太多,行業(yè)內(nèi)對(duì)此了解也不深刻,多數(shù)用戶還處于觀望或者試用的階段。對(duì)此,我們特別針對(duì)叉車鋰電池組的應(yīng)用選型給大家一些建議:
1)選電池如同買車或選馬,好車和良駒是要經(jīng)過考驗(yàn)才能夠篩選出來的。只有在重載環(huán)境(其貨物重量基本與叉車的標(biāo)稱起升重量相等),且每天至少使用2個(gè)班(16小時(shí)連續(xù)循環(huán)作業(yè),俗稱人歇車不歇)的工況下,2年以后的電池如果還是一致性非常好(各節(jié)電池中最高電壓值與最低值偏差在30毫伏以內(nèi)的),這種叉車鋰電池您就算是選對(duì)了。
2) 叉車鋰電池首先選擇鋰電池電芯的
品牌。國內(nèi)目前有約大小600家鋰電池廠,生產(chǎn)規(guī)模,品質(zhì)工藝,客戶市場(chǎng)各不相同;一般來說,
自動(dòng)化程度越高,原材料(電解液,隔膜,正負(fù)極材料等)選擇渠道越嚴(yán)格,產(chǎn)量規(guī)模越大,其鋰電池電芯的質(zhì)量也就越好;以磷酸鐵鋰電芯為例,中國目前是全球最大的磷酸鐵鋰電池生產(chǎn)地,目前排名靠前的且有大量出口應(yīng)用的知名品牌鋰電電芯其生產(chǎn)規(guī)模產(chǎn)能是很多國內(nèi)小型鋰電池廠的幾十倍,且生產(chǎn)工藝嚴(yán)格,基本實(shí)現(xiàn)
全自動(dòng)化生產(chǎn)封閉式無塵生產(chǎn),因此質(zhì)量可靠(小編所用的電芯就是國內(nèi)前三甲)。目前,日系的松下,三洋和韓系的三星,LG等主要是三元聚合物鋰電池路線,其磷酸鐵鋰產(chǎn)品很少。
3)電池的一致性配組很重要。有了好的電芯,其容量,內(nèi)阻,電壓等參數(shù)的一致性直接影響到了電池的壽命及放電容量。建議選擇電池電芯之間電壓偏差在20mv以內(nèi);頻繁使用的車輛,要選擇電壓偏差在10mv以內(nèi)的電芯;(此指標(biāo)在鋰電池管理控制器的顯示器上可以觀察到,以電池靜置(非充非放)時(shí)的參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn));電池一致性越高,其電芯分擔(dān)的容量越平均,各電芯出力就越穩(wěn)定,電池壽命就越長(zhǎng),容量也穩(wěn)定,就不會(huì)產(chǎn)生新電池剛到使用時(shí)間長(zhǎng),1~2年后衰減快的現(xiàn)象了。
4)鋰電池保護(hù)及管理控制器--BMS 的選擇也至關(guān)重要;鋰電池屬于活躍材料電池,其內(nèi)阻很小,是鉛酸電池的十分之一左右,因此,對(duì)電池的過度充電,過度放電,過高、低溫,沖擊電流,短路等危害電池性能的各類工況要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),及時(shí)切斷危險(xiǎn)源。一款好的鋰電池保護(hù)及管理控制器相當(dāng)于給鋰電池加裝了智能保護(hù)鎧甲,在受到外部危險(xiǎn)源影響的時(shí)候,BMS 可以在微秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)對(duì)電池主回路做出切斷動(dòng)作響應(yīng),以保證電池及人身財(cái)產(chǎn)的安全;同時(shí),建議選擇帶有全時(shí)主動(dòng)均衡電路的BMS ,以保障電池在長(zhǎng)期使用后,產(chǎn)生不一致時(shí)可以及時(shí)被均衡電路補(bǔ)電或放電,由此,可以有效延長(zhǎng)電池壽命至少30%;
4)電池Pack的安全設(shè)計(jì)時(shí)大家非常關(guān)心但差別最大的一部分。鋰電池組的安全保護(hù)分為四個(gè)階段,從電池組內(nèi)向外的保護(hù)分別為電芯保護(hù)安全閥、電芯間短路保護(hù)電路,保險(xiǎn)絲熔斷保護(hù)及BMS 主回路通斷保護(hù);其中,電芯保護(hù)安全閥是電芯內(nèi)部最重要的保護(hù)屏障,沒有之一。大型鋰電池電芯廠的電芯安全閥在設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)方面要遠(yuǎn)勝于小型鋰電池廠,如同汽車的安全氣囊一樣,關(guān)鍵時(shí)刻顯身手;電芯間的短路保護(hù)是很多Pack工廠忽略或者無法做到的。而此保護(hù)對(duì)于由于外部器件失效導(dǎo)致電芯間短路又至關(guān)重要,相當(dāng)于在電芯直接放置了很多的消防栓,此功能需要很好的電子電路技術(shù)及很多物料成本,因此,會(huì)被多數(shù)業(yè)內(nèi)廠家選擇性忽略;保險(xiǎn)絲熔斷保護(hù)是大家耳熟能詳?shù)难b置,但就是這個(gè)裝置,在鉛酸電池上也很難看到;BMS 主回路保護(hù)是BMS 的最基本的功能之一,保護(hù)的方式是通過切斷串聯(lián)在主回路上的繼電器或
MOSFET靜態(tài)電力電子開關(guān)來對(duì)電池的主回路進(jìn)行斷電保護(hù)。此兩種方式都可以有效切斷電池主回路,區(qū)別在于繼電器在直流大電流經(jīng)過時(shí),切斷連接依靠的是機(jī)械彈簧的力量,使用次數(shù)多了后易產(chǎn)生切斷不力或節(jié)點(diǎn)拉弧,無法切斷的情況;MOSFET靜態(tài)電力電子開關(guān)與叉車上的電機(jī)開關(guān)管IG
BT 是同一種技術(shù)的不同分支,其開關(guān)速度快,可頻繁開關(guān),因采用電子技術(shù),其無機(jī)械壽命的限制,體積緊湊,動(dòng)作速度也遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的機(jī)械式繼電器。目前,因機(jī)械式繼電器開發(fā)簡(jiǎn)單,是大多數(shù)BMS 主回路元器件的主選。隨著科技進(jìn)步,已有很多廠家涉足使用大功率MOSFET靜態(tài)電子開關(guān)作為主回路元器件,且在叉車應(yīng)用中取得了很好的應(yīng)用效果,應(yīng)該是未來主回路元器件的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
5)箱體設(shè)計(jì)。鋰電池箱因電芯體積小,所以要比鉛酸電池箱體緊湊且美觀,但在電池箱散熱或防水以及防撞方面、防寒等各有千秋。我國幅員遼闊,叉車的應(yīng)用環(huán)境也千差萬別,挑選一款適合您工況的電池箱體,量體裁衣才是合理的。
6)鋰電電芯類型的選擇。目前市場(chǎng)上主流的叉車鋰電電芯是磷酸鐵鋰電芯LiFePO4,因其內(nèi)部嵌套結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,安全性強(qiáng),循環(huán)次數(shù)多而被業(yè)內(nèi)叉車作為電池首選;三元聚合物鋰電池因其能量密度比磷酸鐵鋰更高,所以價(jià)格上優(yōu)勢(shì)明顯,因此,對(duì)于成本考慮較為嚴(yán)格的客戶會(huì)選擇三元鋰電池。但三元鋰電池的循環(huán)壽命一般只有磷酸鐵鋰的1/3~1/2,且短路或穿刺時(shí)較不穩(wěn)定,建議大家慎重考慮;目前,市場(chǎng)上還有鈦酸鋰等新型鋰電電芯,其耐低溫性能好,但容量密度及安全性、使用成本等還有待發(fā)展。