إجابة قصيرة
مع أنه من الممكن تقنيًا تجميع حزمة باستخدام خلايا من علامات تجارية مختلفة، إلا أنه يُنصح بشدة بعدم القيام بذلك في حزم البطاريات المخصصة للإنتاج. فاختلاف السعة، والمقاومة الداخلية، وسلوك التقادم، وتفاوتات التصنيع، تجعل الحزم المختلطة أكثر عرضة لاختلال التوازن، وانخفاض عمر البطارية، ومخاطر السلامة. نشرح أدناه الأسباب، ونحدد التأثيرات الشائعة، ونقدم أفضل الممارسات المتبعة من قِبل الشركة المصنعة.
لماذا يؤدي خلط العلامات التجارية إلى حدوث مشاكل
عدم تطابق السعة - يؤدي اختلاف أمبير-ساعة القابل للاستخدام إلى تقليل طاقة العبوة الصافية.
عدم تطابق الأشعة تحت الحمراء - يؤدي إلى تقاسم التيار والتسخين بشكل غير متساوٍ.
عدم تطابق دورة الحياة - الخلايا الأضعف تحدد عمر العبوة.
السلامة - يمكن أن يؤدي عدم التوازن إلى زيادة الشحن/زيادة التفريغ والأحداث الحرارية.
الآليات بعبارات واضحة
- أثناء الشحن: تصل الخلايا ذات السعة الأعلى أو الأشعة تحت الحمراء الأقل إلى جهد أعلى في وقت لاحق؛ وقد لا يكون معادلة BMS قادرة على حماية الخلايا الأضعف بشكل كامل.
- أثناء التفريغ: توفر الخلايا ذات الأشعة تحت الحمراء المنخفضة تيارًا أكبر وتسخن بشكل أقل؛ بينما تسخن الخلايا ذات الأشعة تحت الحمراء الأعلى بشكل أكبر ويمكن دفعها إلى التفريغ العميق.
- بمرور الوقت: تتسبب مسارات الشيخوخة المختلفة (نمو SEI، وتدهور الكاثود، وطلاء الليثيوم) في تباعد الجهد وSoH، مما يجعل تحقيق التوازن أكثر صعوبة بشكل تدريجي.
مثال كمي (توضيحي)
| المعلمة | العلامة التجارية A خلية | العلامة التجارية B الخلية | التأثير عند الاختلاط (حزمة 3S) |
|---|---|---|---|
| القدرة المقدرة | 3000 مللي أمبير | 3100 مللي أمبير | تتصرف العبوات بالقرب من الخلية الأضعف: السعة القابلة للاستخدام ~3000 مللي أمبير في الساعة × 3 |
| المقاومة الداخلية (نوعية) | 22 مΩ | 29 مΩ | تُبدد الخلايا ذات الأشعة تحت الحمراء الأعلى حرارةً أكثر → ارتفاع غير متساوٍ في درجة الحرارة |
| دورة حياة تصل إلى 80% من SoC | 800 دورة | 600 دورة | عمر العبوة محدود بالعلامة التجارية B؛ عدم التطابق يقلل من العمر الإجمالي |
| اختلال التوازن النموذجي بعد 200 دورة | قد يتجاوز فرق الجهد بين الخلايا قدرة نظام إدارة البطارية على تحقيق التوازن → زيادة خطر الشحن الزائد/التفريغ الزائد | ||
الأرقام المذكورة أعلاه هي أرقام توضيحية فقط - تختلف القيم الفعلية حسب الكيمياء ودفعة التصنيع وظروف الاختبار.
مرئي: كيف يؤثر عدم التطابق على سلوك العبوة
الرسم التخطيطي: تحت الحمل، توفر الخلايا ذات الأشعة تحت الحمراء المنخفضة حصة أكبر نسبيًا من التيار؛ وتسخن الخلايا ذات الأشعة تحت الحمراء الأعلى بشكل أكبر وتتقدم في العمر بشكل أسرع.
عندما يكون الخلط مقبولًا (مختبريًا أو استخدامًا مؤقتًا)
- النمذجة الأولية أو اختبارات المختبر حيث لا تكون دورة الحياة والسلامة من الأمور المهمة، ويقبل المهندس التنازلات.
- إصلاحات ميدانية مؤقتة عندما لا تتوفر خلايا متطابقة - ولكن يتم استبدالها بخلايا متطابقة في أقرب فرصة.
- خلايا مطابقة بعناية شديدة من علامات تجارية مختلفة تم فحصها (نفس الآه، الأشعة تحت الحمراء ضمن التسامح الضيق، نفس عمر الدفعة) - لا تزال غير مثالية للإنتاج.
تحذير: حتى مع الفحص، فإن العبوات ذات العلامات التجارية المختلطة تشكل تصميمًا عالي المخاطر ويجب التحقق من صحتها من خلال اختبارات الدورة الموسعة والحرارية واختبارات إساءة الاستخدام قبل النشر.
أفضل الممارسات - ما تفعله الشركات المصنعة (مثل Huawen New Power)
- استخدم خلايا متطابقة: نفس النموذج، ونفس دفعة الإنتاج، ونفس رمز التاريخ كلما أمكن ذلك.
- فحص الخلايا وتصنيفها: الفرز حسب السعة، والأشعة تحت الحمراء، وجهد الدائرة المفتوحة إلى حدود ضيقة (على سبيل المثال، ±1-2% سعة، ±5 مللي فولت OCV).
- المطابقة على مستوى الوحدة: تجميع الخلايا في وحدات متطابقة ثم مطابقة الوحدات في حزم (أسهل لإدارة التباين).
- نظام إدارة البطارية القوي: تقدير دقيق لمستوى الكربون في الجسم (SOC)، والموازنة النشطة، ومراقبة مستوى الخلية (الجهد، ودرجة الحرارة).
- إمكانية تتبع الموردين: الاحتفاظ بسجلات الدفعات وتقارير الاختبار (OCV، IR، السعة) لكل دفعة من الخلايا الواردة.
- اختبار التحقق: تشغيل اختبارات الدورة، والتصوير الحراري، واختبارات إساءة الاستخدام على مستوى العبوة قبل الإصدار الميداني.
ممارسات شركة Huawen New Power: نطلب إمكانية تتبع دفعات الخلايا، وفحص OCV/IR، وتوفير تقرير اختبار على مستوى العبوة (انتشار OCV، وخريطة IR، وخريطة حرارية) مع كل تشغيل تجريبي.
توصيات عملية للمشترين والمهندسين
- حدد نموذج الخلية المتطابق والمصنعين المفضلين في طلب عرض الأسعار.
- يجب على المورد توفير دفعة OCV/IR/CSV للسعة للخلايا الواردة.
- اطلب ملصقات التتبع على مستوى العبوة (الدفعة → الوحدة → العبوة → الرقم التسلسلي).
- تضمين معايير القبول لأقصى جهد للخلية وانتشار الأشعة تحت الحمراء.
- خطط لسياسة الاستبدال: استبدال الوحدة/الحزمة بأكملها بدلاً من الخلايا الفردية في الأنظمة الميدانية.
- الميزانية اللازمة لموازنة الأجهزة والتحقق من صحة البحث والتطوير (الاختبارات الحرارية واختبارات الدورة).
جدول القرار السريع
| سيناريو | مسموح؟ | فعل |
|---|---|---|
| الإنتاج الضخم، المهم للسلامة (EV/ESS) | لا | استخدام خلايا متطابقة + التحقق الكامل |
| اختبار النموذج الأولي / الاختبار على مقاعد البدلاء | نعم (مؤقت) | توثيق وتحديد دورات واستبدال قبل النشر |
| إصلاحات الطوارئ الميدانية | شرطي | استخدم الخلايا التي تم فحصها؛ خطط للاستبدال الفوري |
| خلايا من علامات تجارية مختلفة ولكن تم فحص الدفعة نفسها | ممكن ولكن محفوف بالمخاطر | تشغيل التحقق الموسع وتخفيض التصنيف المحافظ |
معايير قبول العينة (المقترحة)
فحص الخلايا الواردة (لكل دفعة):
• سعة التسامح: ±2% (عند 0.2 درجة مئوية)
• دلتا جهد الدائرة المفتوحة (نفس نظام الدائرة): ≤ 10 مللي فولت
• انتشار المقاومة الداخلية (DCIR): ≥ 10%
• العيوب البصرية / الميكانيكية: لا يُسمح بأي منها
• إمكانية التتبع: رقم دفعة الشركة المصنعة، رمز التاريخ، تقرير الاختبار
تُقلل التفاوتات الأضيق من حِمل الموازنة وتُطيل عُمر العبوة، لكنها تُزيد من تكاليف التوريد. ناقش الحلول المُناسبة مع المُصنِّع.
اتصل بشركة هواوين نيو باور
إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في تحديد مصادر الخلايا أو معايير قبول الاختبار أو إجراء فحص الخلايا الواردة، فيمكن لفريق الهندسة لدينا تقديم الاستشارات واختبار العينات والتحقق على مستوى العبوة.
البريد الإلكتروني: info@huawennewpower.com الموقع الإلكتروني: www.huawennewpower.com
