La durada del cicle de la bateria és una de les primeres especificacions verificades pels fabricants de tricicles elèctrics, operadors de flotes i distribuïdors. Tanmateix, la figura que es mostra en un full de dades no explica completament quant de temps serà útil una bateria en funcionament real. La qualitat de la cel·la, la profunditat de descàrrega, les condicions de càrrega, la càrrega útil, el gradient de la carretera, la temperatura i la gestió de la bateria influeixen en la vida útil final.
Un cicle es compta generalment quan la descàrrega acumulada arriba al 100% de la capacitat nominal de la bateria. Dues descàrregues del 50%, per exemple, són aproximadament iguals a un cicle complet. El final del cicle de vida normalment no vol dir que la bateria deixi de funcionar de sobte. Normalment significa que la seva capacitat restant ha disminuït fins a un nivell definit, normalment el 80% de la capacitat nominal original.
1. Química cel·lular de LiFePO4 i grau cel·lular
El fosfat de ferro de liti, conegut comunament com LiFePO4 o LFP, s'utilitza àmpliament en tricicles elèctrics perquè combina un rendiment tèrmic estable, una vida útil llarga i una sortida de corrent alta-fiable. En comparació amb les bateries de plom-àcid, un paquet de bateries LFP pot proporcionar més energia utilitzable amb un pes més baix, reduint la càrrega del xassís, la suspensió i el sistema d'accionament.
El grau cel·lular és tan important com la química de la bateria. Les cèl·lules d'automoció de grau-A es produeixen sota controls més estrictes de capacitat, resistència interna, auto-descàrrega i consistència. Les cèl·lules de grau inferior-poden assolir inicialment la tensió i la capacitat indicades, però les diferències entre les cèl·lules individuals es fan més evidents després de la càrrega i descàrrega repetides.
Quan una cèl·lula feble arriba al seu límit de tensió abans que les altres, el BMS ha d'aturar que tot el paquet es carregui o es descarregui. Com a resultat, la capacitat útil de la bateria completa pot disminuir tot i que la majoria de les cèl·lules encara es troben en condicions acceptables. És per això que l'obtenció de cèl·lules, la classificació i la inspecció d'entrada són fonamentals per al rendiment de la bateria a llarg termini-.
2. Profunditat de descàrrega
La profunditat de descàrrega, o DoD, descriu quant de la capacitat de la bateria disponible s'utilitza durant cada cicle de funcionament. Un tricicle que utilitza habitualment el 80% de la seva energia disponible posa menys estrès a les cèl·lules que un que es descarrega repetidament a la seva mínima tensió de tall-.
Una descàrrega més profunda proporciona més quilometratge per càrrega, però també augmenta l'estrès electroquímic. Per tant, els operadors de flotes haurien de seleccionar la capacitat segons la ruta diària real en lloc de triar la bateria més petita que amb prou feines pot completar la distància requerida.
Per exemple, si un vehicle consumeix gairebé tota la capacitat de la bateria cada dia laborable, seleccionar un paquet més gran pot reduir el DoD mitjà. Això proporciona un rang addicional per a càrregues pesades, retards de trànsit, turons i envelliment de la bateria alhora que ajuda a allargar la vida útil del paquet.
En condicions d'operació i prova especificades, els nostres paquets de bateries LFP estan dissenyats per oferir més de 4.000 cicles de càrrega i descàrrega al 80% DoD abans que la capacitat restant arribi aproximadament al 80%. Els resultats reals depenen de la configuració del vehicle i de l'entorn operatiu.
3. Corrent de càrrega i compatibilitat amb el carregador
Cada paquet de bateries té un corrent de càrrega recomanat i màxim. Un corrent de càrrega més alt pot escurçar el temps de càrrega, però també genera més calor a l'interior de les cèl·lules. La càrrega repetida amb el corrent màxim permès pot accelerar l'envelliment, especialment a temperatures ambientals elevades.
El carregador ha de coincidir amb la química de la bateria, la tensió nominal i la tensió de final{0}}de-càrrega. Un carregador destinat a una bateria de plom-àcid no s'ha d'utilitzar automàticament per a una bateria LFP, fins i tot quan els dos sistemes semblen tenir una tensió nominal similar. Els seus perfils de càrrega i límits de tensió poden ser diferents.
Per a configuracions estàndard, els nostres paquets de 51,2 V utilitzen una tensió de final-de-càrrega de 58,0 V, mentre que les versions de 64 V utilitzen 73,0 V. Per tant, la sortida del carregador, el protocol de comunicació i el tipus de connector s'han de confirmar abans de la producció. La combinació correcta protegeix les cèl·lules de la sobrecàrrega i permet que el BMS equilibri el paquet correctament.
4. Corrent de descàrrega, potència del motor i càrrega útil
Els tricicles elèctrics sovint funcionen en condicions més exigents que les bicicletes elèctriques normals. Els models de càrrega poden transportar productes agrícoles, eines, paquets o materials de construcció. Els tricicles de passatgers han de suportar arrencades repetides, congestió de trànsit i canvis de càrrega al llarg del dia.
Començar amb una càrrega útil pesada o pujar per una carretera empinada requereix un corrent elevat de la bateria. Si el motor i el controlador demanen regularment un corrent proper o superior al límit de disseny de la bateria, les cèl·lules i les connexions elèctriques generen calor addicional. Els pics de corrent repetits poden augmentar la resistència interna i accelerar la pèrdua de capacitat.
La bateria s'ha de seleccionar segons la potència del motor, el corrent del controlador, el pes del vehicle, la càrrega útil esperada, el desnivell de la carretera i la velocitat requerida. La nostra gamma estàndard inclou configuracions de 51,2 V i 64 V amb capacitats de 60 Ah a 314 Ah. El corrent de descàrrega màxim arriba als 150 A en models seleccionats, proporcionant una sortida estable per a aplicacions de càrrega i flota de càrrega pesada-.
Escollir una capacitat de corrent suficient no és només una qüestió de rendiment. També evita que la bateria funcioni contínuament prop del seu límit, cosa que és beneficiós per a la vida útil.
5. Temperatura de funcionament
La temperatura té un efecte directe tant en el rendiment de la bateria com en l'envelliment. Les altes temperatures acceleren les reaccions químiques no desitjades dins de les cèl·lules. Quan la calor de l'entorn es combina amb un alt corrent de càrrega o descàrrega, la degradació de la bateria pot ser notablement més ràpida.
Les baixes temperatures tenen un efecte diferent. Redueixen temporalment la potència disponible i augmenten la resistència interna. La càrrega de bateries de liti a temperatures excessivament baixes també pot danyar les cèl·lules si el BMS no ofereix la protecció adequada.
Els nostres paquets de bateries estan dissenyats per funcionar en un rang de temperatura d'aproximadament -20 graus a 60 graus , amb protecció BMS per a condicions de temperatura anormals. No obstant això, els millors resultats de cicle de vida s'aconsegueixen quan la bateria passa la major part del seu temps de treball i càrrega dins d'un rang de temperatura moderat.
Per als projectes en mercats de clima tropical, desèrtic o-fred, s'ha de parlar de l'entorn operatiu durant l'etapa de selecció. És possible que s'hagi de considerar el disseny del tancament, la posició d'instal·lació, la ventilació, l'aïllament i la gestió tèrmica opcional.
6. Qualitat del sistema de gestió de bateries
El BMS supervisa i protegeix la bateria completa. Les seves funcions principals inclouen la protecció de sobrecàrrega, la protecció de sobre-descàrrega, la protecció de sobreintensitat, la protecció de curt-circuits, el control de la temperatura i l'equilibri de cèl·lules.
La mesura precisa de la tensió és especialment important. Si el BMS permet que una cèl·lula es mantingui per sobre o per sota del seu rang de tensió segur, aquesta cel·la pot envellir més ràpidament que la resta del paquet. L'equilibri eficaç redueix la diferència de tensió entre les cèl·lules i ajuda a la bateria a mantenir més capacitat útil al llarg del temps.
La classificació actual del BMS també ha de coincidir amb el controlador del motor. Si és massa baix, el sistema es pot desconnectar durant l'acceleració o l'escalada. Si els llindars de protecció s'estableixen massa alts, les cèl·lules i les connexions poden estar exposades a tensions innecessàries. Per als projectes OEM i de flotes, la configuració del BMS s'ha de seleccionar segons la càrrega elèctrica real del vehicle en lloc de dependre només de la potència nominal del motor.
7. Coincidència de cèl·lules i muntatge de la bateria
Una bateria-de llarga durada depèn de més que bones cèl·lules. Les cèl·lules dins del mateix paquet s'han d'ajustar per capacitat, resistència interna i tensió. La mala consistència provoca una càrrega i descàrrega desiguals, la qual cosa redueix gradualment l'energia utilitzable del sistema complet.
La qualitat del muntatge també afecta la resistència i la generació de calor. Les barres, punts de soldadura, cables, connectors, fusibles i terminals s'han de dimensionar per a la intensitat esperada. Les connexions soltes o els components conductors inadequats creen resistència local, provocant una pèrdua de tensió i una calor excessiva.
Durant la producció de la bateria, les proves de capacitat, la mesura de la resistència interna, la inspecció d'aïllament, la verificació de BMS i les proves de càrrega-descàrrega ajuden a identificar problemes abans de l'enviament. Per a aplicacions de vehicles de càrrega elevada-, la resistència a la vibració i la fixació mecànica de les cèl·lules són igualment importants.
8. Aigua, pols i vibració de la carretera
Els tricicles elèctrics comercials estan sovint exposats a la pluja, fang, pols i carreteres irregulars. La humitat que entra al recinte pot corroir terminals i components electrònics, mentre que la vibració repetida pot afluixar les connexions o danyar les cèl·lules mal assegurades.
Els nostres tancaments metàl·lics estàndard ofereixen una protecció IP65 contra la pols i els raigs d'aigua, com ara la pluja intensa i les esquitxades a la carretera. IP65 no vol dir que la bateria s'hagi de submergir o netejar amb aigua a alta pressió-a prop. Continua sent necessària la instal·lació correcta i la inspecció periòdica dels segells, connectors i punts de muntatge.
La bateria també s'ha de muntar fermament al vehicle. El moviment dins d'un compartiment de bateria de gran mida pot transmetre cops repetits a la carcassa i als components interns, reduint la fiabilitat mecànica.
9. Ús diari i pràctiques d'emmagatzematge
Els hàbits de funcionament poden influir significativament en la durada de la bateria. Els vehicles no s'han de deixar en estat completament descarregat durant períodes prolongats. Després d'un torn de treball, la bateria s'ha de recarregar amb el carregador aprovat i inspeccionar-se si hi ha hagut una exposició a calor, impacte o aigua inusuals.
Per a -emmagatzematge a llarg termini, l'envàs s'ha de mantenir en un entorn sec i ventilat, lluny de la llum solar directa i de temperatures extremes. L'estat de càrrega s'ha de comprovar periòdicament perquè el BMS i altres aparells electrònics consumeixen una petita quantitat d'energia fins i tot quan el vehicle no està en funcionament.
Els gestors de flotes també poden registrar el quilometratge, el temps de càrrega i els esdeveniments d'aturada inusuals. Una reducció sobtada de la distància de la ruta pot indicar canvis en la pressió dels pneumàtics, la resistència mecànica, l'eficiència del motor, la càrrega útil o l'estat de la bateria. Comprovar el vehicle complet evita substituir una bateria quan la causa real es troba en un altre lloc.
Què haurien de confirmar els compradors abans de fer la comanda
Abans de fer una comanda a granel o OEM, els compradors haurien de proporcionar la informació següent:
- Potència nominal i màxima del motor
- Tensió del controlador i corrent màxima
- Quilometratge diari necessari
- Càrrega útil mitjana i màxima
- Desnivell de carretera típic
- Dimensions disponibles del compartiment de la bateria
- Requisit de temps de càrrega
- Interval de temperatura de funcionament
- Requisits de connector i comunicació
- Certificacions requerides i mercat de destinació
Aquests detalls permeten a la fàbrica seleccionar la configuració correcta de voltatge, capacitat, corrent de descàrrega, carcassa i BMS. També fan que les estimacions d'abast i de vida-de servei siguin més realistes.
Conclusió
El cicle de vida d'unBateria de tricicle elèctricestà determinat pel sistema complet en lloc d'una especificació del full de dades. Les cèl·lules LFP d'alta-qualitat proporcionen una base sòlida, però la capacitat adequada, la càrrega controlada, la concordança correcta del corrent, la protecció BMS precisa, el muntatge coherent i el funcionament diari adequat són igualment importants.
Per als fabricants de vehicles i els operadors de flotes, seleccionar una bateria amb energia i reserva de corrent adequades acostuma a proporcionar un millor valor-a llarg termini que triar només pel preu de compra inicial. Una bateria LFP adequadament adaptada redueix la freqüència de substitució, admet rutes diàries estables i redueix el cost operatiu total del tricicle elèctric durant la seva vida útil.