EnglishTư vấn tính dung lượng khi thiết kế khối pin lithium-ion
Hãy tính toán phần tiêu hao dung lượng tự nhiên và môi trường hoạt động của pin.
Dung lượng pin sẽ sớm giảm dần theo thời gian và quá trình sử dụng. Để đảm bảo cấp điện ổn định trong suốt vòng đời của pin, các kỹ sư thiết kế sẽ tăng kích thước của khối pin (có dung lượng dự phòng).
Pin mới (nên) hoạt động ở mức dung lượng 100% và sẽ bị thay thế khi dung lượng giảm xuống còn 80 %. Tất cả pin phải bao gồm mức dung lượng dự phòng an toàn để ứng phó với các tình huống xấu nhất.
Ngoài việc giảm dung lượng tự nhiên, nhiệt độ lạnh cũng là nhân tố ảnh hưởng tới giảm dung lượng của Li-ion. Mức mất dung lượng của Energy cell Li-ion là khoảng 17% ở 0°C, 34 % ở –10°C và 47 % ở –20°C. Power Cells hoạt động tốt hơn ở nhiệt độ lạnh với mức mất dung lượng liên quan đến lạnh thấp hơn so với Energy Cells.
Thiếu công suất dự phòng là nguyên nhân phổ biến gây ra lỗi hệ thống. Điều này thường xảy ra trong tình trạng hoạt động nặng hơn bình thường hoặc trong trường hợp khẩn cấp. Trong các hoạt động thường lệ, pin yếu có thể ẩn mình thoải mái giữa các pin khác, nhưng chúng sẽ hỏng ngay khi gặp thách thức. Bảo trì định kỳ cần phải thực hiện thường xuyên nhằm đánh giá và kiểm soát chất lượng, đảm bảo các cell đều hoạt động trong phạm vi yêu cầu.
Hình 1: Cách tính toán dung lượng pin có dự phòng.
Khi tính toán thiết kế khối pin, hãy thêm 20 % cho mất dung lượng tự nhiên và 20 % cho dự phòng , 60 % cho dung lượng thực tế cần làm việc. Tuy nhiên, việc tính toán hào phóng như vậy thường không thực tế trong nhiều trường hợp.
Hãy tính toán đề phòng cho trường hợp xấu nhất. Mức khuyến nghị là tính thừa 20 % so với dung lượng cho các nhiệm vụ chủ đạo. Hãy tính thêm khi pin hoạt động ở nhiệt độ lạnh.
Hãy tính toán dung lượng định mức đạt/không đạt dựa trên yêu cầu hoạt động thực tế của khối pin.
Để đảm bảo khối pin đủ dung lượng dự phòng, hãy xác định các pin sắp hết hạn sử dụng và kiểm tra ngẫu nhiên dung lượng của chúng sau một ngày làm việc bằng máy phân tích pin. Máy phân tích của hãng tốt sẽ cung cấp chức năng này trên chương trình “Prime” – nó sẽ xả trước khi sạc. Máy sẽ cho ra chỉ số dung lượng dự phòng và dung lượng đầy sau khi sạc.
Nếu các khối pin có mức dung lượng còn lại sau ca làm việc <10 % dung lượng dự phòng, hãy tăng dung lượng định mức đạt/không đạt từ 80 lên 85 % để đạt thêm năm điểm. Mặt khác, nếu những pin này còn >30% trước khi sạc, hãy giữ chúng lâu hơn bằng cách giảm dung lượng định mức xuống, chẳng hạn 70 %. Việc tính toán này dựa trên nhu cầu năng lượng thực tế cho từng ứng dụng trong ca làm việc thông thường sẽ giúp bạn tính toán được điểm cân bằng để dự phòng và đạt được hiệu quả kinh tế.
Trong khi hầu hết các loại pin được thay thế khi dung lượng giảm xuống còn 80 %, máy quét trong một số nhà kho có thể được giữ lâu hơn vì chúng không yêu cầu toàn bộ dung lượng khả dụng trong ca làm việc kéo dài 8 giờ. Nếu đây là trường hợp, dung lượng định mức có thể được đặt an toàn ở mức 70 % trong khi vẫn duy trì dung lượng dự phòng dồi dào. Pin khởi động trong xe vẫn khởi động động cơ với dung lượng là 40 %. Xả ngắn và pin sạc lại ngay lập tức. Để dung lượng giảm nhiều hơn nữa có thể ngăn pin khởi động động cơ vào buổi sáng lạnh, khiến tài xế bị mắc kẹt.
