Тяговые литий-железо-фосфатные (LiFePO4) батареи вилочных погрузчиков отличаются высокой производительностью, поскольку долго сохраняют максимальную емкость, хорошо сопротивляются саморазряду и выдают стабильное напряжение до полной разрядки. Они также отличается химической и термической стабильностью, не склонны к стремительному тепловому разгону и возгоранию. Однако, чтобы максимально защитить и контролировать литий-ионную батарею, нужна хорошо продуманная система управления, которая обеспечивается электронной платой BMS (Battery Management System).
Эти контроллеры служат для защиты аккумуляторов от:
- пониженного напряжения;
- превышения допустимого уровня напряжения;
- перегрузки по току;
- короткого замыкания;
- перегрева.
Защита от пониженного напряжения
Во время разряда аккумулятора пониженное напряжение нежелательно, поскольку разрядка LiFePO4-элемента ниже 2 В может привести к разрушению электродных материалов. BMS-плата отсоединяет батарею от цепи, если напряжение любой ячейки падает ниже 2 В, что защищает от поломок.
Защита от перегрузки по напряжению
Элементы LiFePO4 безопасно служат в диапазоне от 2,0 В до 4,2 В. Они менее чувствительны к повышенному напряжению, чем литиевые элементы с другими химическими составами. Однако длительное значительное превышение напряжения способно вызвать осаждение металлического лития на аноде, что необратимо ухудшает характеристики аккумулятора. Кроме того, материал катода может окисляться, становиться менее стабильным и выделять углекислый газ, что приводит к повышению давления в ячейках. Контроллер BMS ограничивает максимальный вольтаж каждого элемента и самой батареи вилочного погрузчика.
Защита от перегрузки по току
Каждый аккумулятор имеет максимально допустимый ток для безопасной работы. Большая токовая нагрузка способна привести к ее перегреву. Хотя важно не превышать максимальное значение потребляемого тока, плата BMS выступает в качестве резервной защиты. В случае перегрузки по току она отключает батарею от цепи.
Перегрев
Литий-железо-фосфатные аккумуляторы эффективно и безопасно работают при температуре до 60°C. При более высоких температурах эксплуатации и хранения материалы электродов начинают разрушаться. В системе BMS используются встроенные термисторы для контроля температуры во время работы, поэтому при достижении заданной температуры она отключает батарею от цепи.
Защита от короткого замыкания
Обычно короткое замыкание батареи происходит, когда электроды случайно соединяются с куском металла. Система BMS должна обнаружить короткое замыкание прежде, чем внезапное и сильное потребление тока вызовет перегрев и повреждение.
Итоги
Литий-железо-фосфатный аккумулятор состоят не только из отдельных ячеек, но также включают в себя систему управления (BMS), которая следит за тем, чтобы каждая ячейка оставалась в безопасных пределах. Она крайне важна для защиты, контроля и мониторинга аккумуляторных батарей вилочных погрузчиков.