LiFePO4 na Litiyamu - Ion: Batiri Yiwemi Chomene Yakusungirako

Usange mukuyaniska .LiFePO4 na mabatire gha lithiamupa ntchito yakusungirako nkhongono, LiFePO4 (lithium iron phosphate, panji LFP) ndiyo yikusankhika na kemiko yakusungirako vinthu vyakukhazikika, kuŵika pamoza zuŵa, kusunga nyumba, BESS ya malonda na mapulogalamu ghanandi ghambura -grid. Lithium - ion chemistries yakumanyikwa nga ni NMC na NCA yikulutilira kuŵa chisankho chakukhora chomene apo nkhongono na kulemera vikulamulira kapangidwe, nga umo vikuŵira mu mafoni ghamakono, ma drone, malaputopu na vinthu vinyake vyakunyamulira.

Kulongosora kumoza nkhwakuzirwa pambere tindayaniske: LiFePO4 iyo mwene ni kemiko ya lithiamu-ion. Para ŵakuti "batire la lithiamu - ion," kanandi ŵakung'anamura cobalt - panji nickel - yakusazgako makemikolo (NMC, NCA, LCO). Nkhani iyi yikugwiriskira ncito lizgu lakuti "lithiamu - ion yakumanyikwa" mu ng'anamuro ilo, apo yikuchitira LFP nga ni lithiamu - ion subtype iyo yili nadi.Yunivesite ya Batirilikugaŵa LFP nga ni lithiamu-ion chemistry iyo yili na nkhongono zapasi zakumanyikwa ndiposo nkhongono zapasi zakumanyikwa kuluska maselo ghanandi ghakusazgako cobalt-.

Kasi mungasankha wuli?

LiFePO4 kanandi wakutemwa chomene para pulogiramu yikukhwaskana na:

• Zuŵa lililose panji pafupi na-kukwera njinga zuŵa lililose pa vyaka vinandi - vya umoyo wa uteŵeti
• Kuŵika mwakukhazikika, apo kulemera na malo gha malundi ni vyachiŵiri
• Kugwiriskira ncito kwa zuŵa paŵekha-, kugega pa mtunda, kusunga panji kuzima - grid duty
• Kuvikilira moto- na vyakutenthema- vyakukhumbikwa
• Mtengo wa nyengo yitali - ukupimika mu mtengo pa nyengo yakugwiliskira ntchito, mtengo wa sticker yayi

Lithiyamu - ion (NMC, NCA, LCO) yikuŵa chisankho chakukhora chomene para:

• Ivyo vikupangika vikunyamulika na mawoko- panji kunyamulika, ndipo gram yiliyose yikuŵerengeka
• Nkhongono za volumetric zikupangiska kuti mafakitale ghapangike
• Ntchito yake njakupepuka ndipo ŵakulindilira kuti ŵazamusintha mu vyaka vichoko waka

Kasi Batiri ya LiFePO4 Ni Vichi?

Batiri ya LiFePO4 yikugwiriskira ncito lithiamu cisulo ca phosphate nga ni cathode yake. Pa msinkhu wa maselo, magesi ghakumanyikwa ghakukhala pafupifupi 3.2 V, na kudumura kwakulipiliska - pafupi na 3.65 V. Kukhota kwa magesi kuli kwakuphapha mwakupambana, uko kukupangiska kuti boma -la -kuyezgelera kwakulipira na kukolerana kwa inverter kuŵe kwambura kusuzga.

Chifukwa icho ŵakusazga ŵakusankhira LFP kuti ŵasungirepo vinthu vyambura kusintha:

• Umoyo utali wa mzere - kanandi ukupimika pa 3,000 kufika pa 6,000+ mzere kuyana na umo vikufumiramo, kutentha na C-mlingo
• Kutentha kwakuthupi -kuchimbira kwakwamba kwakutentha kwakuyana na nickel-makemiko ghakuthupi
• Cobalt-unyolo wakupelekera waulere na mitengo yakukhazikika ya vinthu vyambura kupangika
• Kukhota kwakufumiskika kwakuphapha uko kukovwira inverter yakukhazikika na ntchito ya PCS
• Kukolerana na modular rack-mount na stacked vyakuzengazenga ivyo vikugwiriskirika nchito mu nyumba na malonda

Malonda-ghakuguliskika ngaunenesko ndipo ghakwenera yayi kubisama:

• Nkhongono zapasi za volumetric na gravimetric kuluska NMC
• Kulemera kwa paketi pa kilowatt- ora
• Kuchepeska -kutentha kwakuchepa kwambura kutenthemeska kwakugwira ntchito
• Mtengo wakukwera pakwamba pa maselo gha magulu ghanyake gha nkhongono, nangauli mtengo-pa-mzere kanandi ukuŵa pasi

Pakutumika kwa pulojekiti-, LFP ndiyo yikulongozga chomene mu charu chithu choseNthowa zakusungirako magesi ghapachanya-LiFePO4ndipokabati ya kuwaro BESSmizere ya katundu, chifukwa umoyo wa mzere na malipiro gha chivikiliro vikuyana na ivyo ŵakugura ŵa malonda ŵakukhumba.

Kasi Batire la Lithium-Ion lakumanyikwa ni vichi?

"Lithium-ion" mukugwiriskira ncito kwa mafakitale kanandi yikung'anamura:

• LCO - lithiamu cobalt oxide, yakumanyikwa chomene mu vyakugwiriskira ntchito vya magesi
• NMC - lithiamu nikele manganezi cobalt oxide, wakugwiriskirika nchito comene mu mapaketi gha EV na vinyake ivyo vikukhala waka
• NCA - lithiamu nikele cobalt aluminiyamu oxide, wakugwiriskirika nchito mu mapulogalamu ghanyake gha EV
• LMO - lithiamu manganezi oxide, kanandi wakusazgika na NMC

Makemiko agha ghakugwira ntchito pa nkhongono ya magesi yakumanyikwa chomene (kanandi 3.6 kufika pa 3.7 V) ndipo ghakupereka nkhongono zapachanya zakumanyikwa, ndicho chifukwa chake ghakulutilira kuŵa ghakumanyikwa pa mafoni, malaputopu, ma drone, vipangizo vya magesi na magalimoto ghanandi gha magesi. Pakusungirako vinthu vyakukhazikika, NMC nyengo zinyake yikusankhika para malo ghakukanizgika, kweni thermal-runaway profile na cycle life trade-offs vikwenera kuchitika pa msinkhu wa ndondomeko.

LiFePO4 na Litiyamu - Ion: Mbali - na - Kuyezgelera Mbali

Viŵelengero ivi ni vigaŵa vyakulongora. Kugwira ntchito kwaunenesko pa charu chose kukuthemba pa mtundu wa maselo, kapangilo ka paketi, maghanoghano gha BMS na umo vikugwilira ntchito; ma datasheet gha ŵakupanga ghakulutilira kuŵa fundo yakuzomerezgeka pa chinthu chilichose.

Chitetezo na Kukhazikika Kwakutentha

Maselo gha LFP ghali na kutentha kwakukwana -kwamba kwa kuthaŵa kuluska maselo gha NMC panji NCA, ndipo nkhongono iyo yikufumiskika pa nyengo ya kuthaŵa kanandi yikuŵa yichoko. Kafukufuku uyo ​​wakalembeka na Oak Ridge National Laboratory pakuyaniska maselo ghakuru gha lithium - ion agho ghakugwiriskirika nchito mwakujumphizga wakalongora kuti maselo gha LFP ghakawoneska kuti ghakutentha mwakuzika kuluska maselo gha NCM, ndipo ghanandi ghakawotcha panji kufumiska mphepo mwankhaza apo ŵakayezgekanga. Ici cikupangiska yayi kuti LFP yiŵe "yakuvikilirika mwa kukhazikika": kemiko yiliyose ya lithiamu yingatondeka usange yinganangika na makina, kupanga viheni, kulipira chomene panji kuŵika BMS mwambura kwenelera.

Kwa ndondomeko zakukhazikika, kugwira ntchito kwa chitetezo kukumanyikwa chomene na kuphatikizgika nga umo vikuŵira na kemiko. Pack-mlingo wa moto ntchito, selo-ku-kuthandazgika kwa maselo, kumanyikwa kwa mpweya, kuzimya moto na kuŵika mtengo wa chipinda vyose vikunyamura kulemera kwakuzirwa.Chiphaso cha UL cha BESS(mwachiyelezgero UL 9540 na UL 9540A) na IEC 62619 kuyezga vikupereka ndondomeko yakuyaniska yakukhumbikwa chomene kuluska malemba gha chemistry pera.

Umoyo wa Mzere: Mo Mungaŵazgira Manambara

"Umoyo wa mzere" ndiwo umoza uwo ukuyowoyeka mwakubudika mu ma datasheet gha batire. Kupima kwa "6,000 cycle" kuli na ng'anamuro pekha para kukuŵerengeka pamoza na:

• Kuzama kwakufumiska (mwachiyelezgero . 80% DoD, 90% DoD, 100% DoD)
• Kutentha kwa malo panji maselo pa nyengo yakukwera njinga
• Kulipira na kufumiska C-mlingo
• Kumaliro kwa-kwa-kusunga nkhongono za umoyo (kanandi 80% panji 70%)
• Msinkhu wa kalendara pa nyengo ya mayeso

Pakuti dongosolo la kusunga nyumba likuzungulira zuŵa lililose, pemphani umoyo wa mzere pa 80% DoD na 25℃na kusunga nkhongono ku 80%, nambala ya mutu yayi. Pakuti peak-kugega pulojekiti yikuchitika maulendo ghanandi pa zuŵa, metric yakukhumbikwa ni throughput mu MWh iyo yikupelekeka pa nyengo ya chigomezgo.

Kuchuluka kwa nkhongono na kulemera kwake

Iyi ndiyo malo agho lithiamu-ion yakumanyikwa yikuwina chomene. Maselo gha NMC na NCA ghakusunga nkhongono zinandi pa kilogalamu na lita, ndicho chifukwa chake ghakulamulira vya magesi vyakunyamulika, ma drone na ma EV apo unandi ukukhwaska mwachindunji ntchito. Mapaketi gha LFP ghakuzirwa chomene ndiposo ghakuru chifukwa cha nkhongono yimoza yakugwiliskira ntchito, iyo yikukhumbikwa viŵi yayi mu kabati yakuŵikika pa rack - kweni yikukhumbikwa chomene mu quadcopter.

Nchenjezgo yimoza: pa msinkhu wa paketi, mphambano yikuchepa. LFP's better thermal behavior yikuzomerezga kuti maselo ghaŵe na mtunda wakukhora na kuchepeska thermal - hardware yakulongozga mu mapulogalamu ghanandi ghakukhazikika, ivyo vikupangiska kuti maselo ghaleke kuŵa na suzgo la msinkhu wa maselo.

Nkharo ya kulipira na kukolerana kwa ndondomeko

LFP na lithiamu-ion yakumanyikwa yingagaŵana yayi mtundu umoza wa kulipira. Mawindo gha magesi, taper logic na nthowa zakulinganizgirako vikupambana, ndipo kugwiliskira nchito mbiri yakubudika kukucepeskako umoyo na kupanga ngozi ya kuvikilirika. Pambere mundasinthe kemiko yinyake na yinyake, wonani kuti:

• Pack ya zina na yakukwana - mtengo wa magesi (mwachiyelezgero . 51.2 V LFP vs 48 V "lithiamu" kulemba)
• Mphamvu ya magesi yakukwera chomene na nkharo yakuyandama
• Kulaŵilira magesi gha zuŵa panji kukolerana kwa pulogiramu ya PCS
• Inverter yakuchepa -kudumulika kwa magesi-kuzima naso -kulumikizga vipata
• Ndondomeko ya kuyowoyeskana kwa BMS (CAN, RS485, Modbus) na wovwiri wakuyana
• Mndandanda wa vyakukolerana wakuzomerezgeka wa wakupanga-

Mabatire ghaŵiri ghakulembeka kuti "lithium" ghakusinthana yayi. Ichi nchimoza mwa vinthu ivyo vikuchitika chomene mu mapulojekiti ghakunozga vinthu.

Kugwira ntchito kwa kutentha na kulipira kwa kutentha kwapasi-

Kulipira batire lililose la lithiamu pasi pa 0℃kukupangiska kuti lithiamu yiŵe pa ngozi pa anode, iyo yikuchepeska nkhongono kwamuyirayira ndipo yingananga chivikiriro. LFP yikufwatuka yayi ku ivi. Nthowa zakovwira ni kutentha kwakugwira ntchito uko kukupangika mu paketi panji BMS-kuchichizga kudumura malipiro-pasi pa msinkhu wa kutentha. Kufumiska pa kutentha kwapasi kanandi kukuzomerezgeka chomene, nangauli nkhongono izo zilipo zikukhira.

Pa makabati gha kuwaro agho ghaŵikika mu nyengo zakuzizima, vimanyikwiro ivyo vikwenera kuwoneseska vikusazgapo nkhongono ya heater, msinkhu wa kutentha kwa charge iyo yikuzomerezgeka, ndiposo usange heater yikufumira ku paketi iyo panji kufuma ku chinthu chinyake chakuwovwira. Kulemba kwithu kwakukwana-pamtundu wa kutentha kwa batire la lithiamulikubenekelera mawindo ghakugwira ntchito agho ghakugwiriskirika nchito pakuŵika vinthu vya malonda.

Kuyaniska mtengo

Lithium-ion yakumanyikwa kanandi yikuwoneka kuti njakuchepa mtengo pa ndalama za vinthu, kweni kuyezgelera uku kukuchitika viŵi yayi pa msinkhu wa ndondomeko. Ivyo vikupangiska kuti mtengo wose uŵepo vikusazgapo mitengo ya maselo, kusuzga kwa BMS, thermal-management hardware, chipinda, chiphaso, mikhaliro ya chigomezgo, umoyo wakulindilirika wa msinkhu na vyakuŵikapo. Pa pulojekiti iyo yikuzungulira zuŵa lililose kwa vyaka khumi, pack ya LFP yakukwera -upfront kanandi yikupereka mtengo wakucepa pa kWh iyo yikupelekeka kuluska pack ya NMC yakutchipa iyo yikukhumbikwira kusinthika mwaluŵiro.

Magulu ghakugula vinthu ghakwenera kupempha mtengo pa mzere wakugwiliskira ntchito na mtengo pa kWh yakuzomerezgeka ya throughput, $ / kWh ya nkhongono ya nameplate pera yayi.

Ntchito-Ulongozgi Wapadera

Ma jenereta gha zuŵa na malo ghakunyamulira magesi

LFP yikulamulira chigaŵa ichi chifukwa cha vifukwa ivyo yikulamulira kusungirako kwakukhazikika: umoyo wa nyengo yitali na nkharo yakukhazikika ya kutentha. Mabaibolo gha NMC ghachalipo apo kulemera kwakuchepa ndiko kuguliska, kweni msika wasintha chomene ku LFP.

Kusunga nyumba zakukhalamo na kuzima-Gridi ya zuŵa

LFP ndiyo yikukhazikika. Pakuti 48 V panji 51.2 V nyumba backup system iyo yikupangika kuti yiŵe yakukwera njinga zuŵa lililose, kuyezgelera kwakwenelera kuli pakati pa mapaketi gha LFP gha maselo ghakupambanapambana, mtundu wa BMS na kukolerana kwa inverter - pakati pa LFP na NMC yayi.

Kusunga Nkhongono za Malonda na Mafakitale

LFP ndiyo kemiko yakumanyikwa mu mazuŵa ghano .Kusungirako nkhongono za malonda na mafakitalekutumizgika. Pa mlingo uwu, chemistry pera ndiyo yikupangiska yayi kuti vinthu viŵe makora; pack architecture, thermal control, moto-kupanga chitetezo na chiphaso vikunyamura kulemera kwakukwana. Referensi yithu pavigaŵa vyakuzirwa vya BESSvikukhwaska vigaŵa vichokovichoko ivyo vikulongozga nadi kugomezgeka kwa nyengo yitali-.

Utility-Sikelo na BESS yakuŵikika mu viŵiya

Pafupifupi pa charu chose LFP. Kuchuluka kwa nkhongono nkhwakuzirwa chomene kuluska chivikiliro, umoyo wa mzere, vigaŵa vyakuyana na kugwira ntchito. Vikuru chomenemayankho gha BESS ghakuŵikika mu viŵiyamu msika wasono kugwiriskira ncito maselo gha LFP kufuma ku ŵakupeleka ŵakuru, na dongosolo-msinkhu wakupambana kufuma ku BMS, EMS, ndondomeko yakuzizima na mtundu wa kuphatikiza.

RV, Nyanja na Off-Manyumba gha Gridi

LFP kanandi yikutemwa chomene nkhongono zakovwira zakuya -mzere. Kukhozgera chitetezo cha kutentha kwapasi-na alternator yiwemi panji mphepete mwa nyanja-maprofayili ghakulipiliska magesi pambere mundasinthe lead-asidi wa LFP.

Mafoni, Malaputopu, Ma drone

Lithium -ion yakumanyikwa yikulutilira kuŵa zgoro lakukwana. Nkhongono zakuchuluka na mawonekero -chifukwa chikulamulira; umoyo wa msinkhu ukuzomerezgeka chifukwa kusintha kukulindilirika mukati mwa umoyo wa katundu.

Kubudiska Kwakumanyikwa Para Mukuyaniska Makemiko Ghaŵiri

• Kuchita LFP na lithiamu - ion nga ni vigaŵa vyakupambana.LFP ni kemiko ya lithiamu-ion. Kuyezgelera kwenikweni kuli pakati pa makemikolo mukati mwa banja la lithiamu-ion.
• Kuyezgelera waka nkhongono ya chiphapha cha zina.Nkhongono yakugwiriskira ncito, mphaka ya DoD, kucepeska na kutentha na C-mlingo vikukhwaska comene.
• Kuleka kuŵikako mahara kwa chaja na inverter.Mawindo gha magesi ghambura kukolerana ghakupangiska kuti waranti yileke kugwira ntchito makora ndiposo kuti vinthu vichitikenge mu munda.
• Kunozga mtengo wa pakwamba mu njinga-ntchito yikuru.Mtengo pa MWh wakupelekeka ndiwo metric yakuzirwa.
• Kuŵerenga mzere-manambala ya umoyo kwambula mfundo.Kuyowoya kwa "6,000 cycle" kwambura DoD, kutentha na kusunga pafupifupi ni malonda, data yayi.
• Kughanaghana kuti kemiko yiliyose ya lithiamu yikuzomerezga kulipiliska kwa zero.LFP na Li-ion vyose vikukhumbikwira kuvikilirika panji kutenthemeska pasi pa 0℃.

Nthowa yakusankhira

Sitepe 1 - Longosorani msinkhu wa ntchito.Kukwera njinga zuŵa lililose, kusunga nyengo zinyake, kulongozga pafupipafupi panji kusunga nyengo yiliyose yikukankhira zgoro mu nthowa yakupambana.

Sitepe 2 - Kuŵika vyakukanizga vyakuwoneka.Malundi, unandi, kutentha kwakuzungulira, mkati na kuwaro, mphepo, ndondomeko ya moto.

Nthowa 3 - Longosorani chilato cha waranti.Vilimika vya uteŵeti, MWh throughput, DoD wakulindilirika, nkhongono kusunga pansi. Chisankho cha chemistry chikwenera kukhozgera ivi mwa phangano, mu nambala pera yayi.

Nthowa 4 - Woneseskani kuti dongosolo likukolerana.Inverter, PCS, EMS, ndondomeko ya kuyowoyeskana, na vipangizo vinyake ivyo vikupangikaso.

Nthowa 5 - Wonani chivikiliro na chiphaso chakukwana.Kuyanaska chiphaso icho chili kuŵikika ku charu icho chikutumizgikira na ivyo inshuwalansi yikukhumba pambere mundagule.

Kutora Kwakumaliya

LiFePO4 yazgoka chemistry yakukhazikika pa mapulojekiti ghakusungirako nkhongono chifukwa masamu gha uinjiniya na chigomezgo ghakuyitemwa: mzere unandi, mitundu yakutondeka yakuchepa, chuma chakumanyikwa chomene pa vyaka khumi -. Lithium-ion chemistries yakumanyikwa yikulutilira kuŵa zgoro lakukwana para kulemera na nkhongono vikulongozga chinthu, icho chikuchitika viŵi yayi pakusungirako vinthu.

Pa pulojekiti-ulongozgi wapadera - kukura, kukolerana kwa inverter, kuzomerezgeka kwa chiphaso, panji mazgu gha chigomezgo -Lumikizanani na gulu lithu la ŵantchito ŵa uinjiniyana katundu winu, pulatifomu ya magesi na malo ghakutumizgika.