แบตเตอรี่ EFB คืออะไร? ความหมายของแบตเตอรี่ EFB
ในความพยายามที่จะลดการปล่อย CO2 ของรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) ผู้ผลิตจึงใช้ประโยชน์จากสิ่งที่เรียกว่าเทคโนโลยีสตาร์ท-สต็อปมากขึ้น พูดง่ายๆ คือ เทคโนโลยีนี้เป็นเทคโนโลยีที่รวมอยู่ในระบบการจัดการของเครื่องยนต์ ซึ่งจะปิดมอเตอร์โดยอัตโนมัติเมื่ออยู่กับที่ เครื่องยนต์จะสตาร์ทอีกครั้งเมื่อเหยียบคันเร่งและคนขับต้องการจะเดินหน้า แนวคิดพื้นฐานคือการลดเวลาที่เครื่องยนต์เผาผลาญเชื้อเพลิงโดยไม่จำเป็น เช่น เมื่อหยุดที่สัญญาณไฟจราจรหรือทางแยกระหว่างการเดินทาง
วิธีนี้จะได้ผลดีที่สุดในกรณีที่การเดินทางหยุดชะงักบ่อยครั้ง เช่นเดียวกับในเมืองที่มีการหยุดพักระหว่างทางไปยังจุดหมายปลายทางบ่อยครั้ง น่าเสียดาย ผลที่ไม่คาดคิดจากสิ่งนี้คือผลกระทบต่อแบตเตอรี่ SLI (สตาร์ท ไฟส่องสว่าง การจุดระเบิด) ของรถยนต์ ผลก็คือ ในช่วงสองสามปีแรกของการผลิตรถยนต์เหล่านี้ได้รับการเรียกร้องการรับประกันอย่างไม่เคยมีมาก่อน โดยแบตเตอรี่ SLI ใหม่เอี่ยมจะล้มเหลวภายในเวลาไม่กี่เดือนของการบริการ
มีสาเหตุของความล้มเหลวหลายประการ ได้แก่ ปัญหาการคายประจุมากเกินไป การเกิดซัลเฟต และปัญหา PSoC เช่น การสูญเสียกำลังการผลิตก่อนกำหนด (PCL) ปัญหาพื้นฐานคือแบตเตอรี่ไม่สามารถชาร์จจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับได้เพียงพอในเวลาที่มีเมื่อรถถูกขับเคลื่อนระหว่างช่วงเวลาที่หยุดนิ่ง พูดง่ายๆ ก็คือ เมื่อรถดับเครื่องยนต์ ดังนั้นการชาร์จแบตเตอรี่จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับจะหยุดลง
อย่างไรก็ตาม ภาระของแบตเตอรี่ยังคงดำเนินต่อไปจากอุปกรณ์ต่างๆ ที่ยังคงทำงานอยู่ เช่น วิทยุ ระบบจัดการเครื่องยนต์ ไฟ เครื่องปรับอากาศ และแม้แต่การทำความร้อนที่กระจกหน้ารถ ในช่วงเวลาหยุดทำงาน พลังงานจากแบตเตอรี่จะถูกดึงออกจากแบตเตอรี่เพื่อจ่ายพลังงานให้กับอุปกรณ์เหล่านี้มากกว่าที่จะถูกแทนที่ด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเมื่อเครื่องยนต์กำลังทำงาน ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ แบตเตอรี่จะค่อยๆ หมดประจุและจะใช้เวลาส่วนใหญ่ในสถานะการชาร์จต่ำด้วยอิเล็กโทรไลต์ SG ต่ำ
เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ EFB
โปรแกรมทดสอบเริ่มต้นด้วยช่วงพัก 10 วินาที ตามด้วยการชาร์จจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อจำลองการขับขี่ ระยะเวลาการชาร์จจะคำนวณตามความจุของแบตเตอรี่ (รูปที่ 2) เมื่อสิ้นสุดระยะเวลาขับรถ รถจะหยุดและดึงกระแสไฟออก 50 แอมป์ สิ่งนี้อธิบายว่าเป็นภาระในโรงพยาบาลหรือภาระทางไฟฟ้าที่จำเป็น เช่น เครื่องทำความร้อน ไฟฟ้ากระแสสลับ ไฟ วิทยุ เป็นต้น นี่คืออุปกรณ์ทั่วไปที่อาจใช้งานได้ในขณะที่รถจอดอยู่กับที่
นี่เป็นปัญหาสำคัญสำหรับแบตเตอรี่และอุตสาหกรรมยานยนต์ และในปี 2015 ได้มีการเพิ่มการทดสอบมาตรฐานใหม่ใน European Norm 50342 -6 ซึ่งเป็นการทดสอบความทนทานแบบไมโครไฮบริดสำหรับแบตเตอรี่สตาร์ท หลักการพื้นฐานของการทดสอบแสดงเป็นแผนผังในรูปที่ 1 ในที่นี้จะเห็นได้ว่าช่วงเวลาที่แบตเตอรี่หมดและชาร์จเป็นการจำลองรถยนต์ที่กำลังเดินทางในพื้นที่แออัดหรือสร้างขึ้น เช่น เมืองหรือเมือง
ช่วงต่อไปคือการคายประจุสองสามวินาทีที่ 300 แอมป์ ซึ่งจำลองเครื่องยนต์ที่สตาร์ทโหลดปัจจุบันของแบตเตอรี่ EFB วงจรทั้งหมดนี้ทำซ้ำอย่างต่อเนื่อง โดยไม่ต้องเข้าสู่ขั้นตอนการทดสอบแบบสัมบูรณ์ จะเห็นว่าการทดสอบนี้ออกแบบมาเพื่อจำลองการขับขี่ในเมือง จำนวนรอบขั้นต่ำของรอบเหล่านี้ที่แบตเตอรี่ควรจะทำได้คือ 8,000 รูปที่. 3 เป็นสารสกัดจากมาตรฐานชั่วคราว pr50342-6 ซึ่งตอนนี้ถูกแทนที่ด้วยเวอร์ชันที่ได้รับอนุมัติแล้ว
รูปที่. 3 เป็นสารสกัดจากมาตรฐานชั่วคราว pr50342-6 ซึ่งตอนนี้ถูกแทนที่ด้วยเวอร์ชันที่ได้รับอนุมัติแล้ว
แบตเตอรี่ EFB ต่างจากแบตเตอรี่น้ำท่วมอย่างไร?
หน้าที่หลักของการทดสอบคือการเน้นย้ำถึงผลกระทบต่อแบตเตอรี่ SLI ของการแสดงสถานะการชาร์จ (SoC) ของแบตเตอรี่แบบก้าวหน้าเนื่องจากการคายประจุบ่อยครั้งเมื่อรถหยุดและการชาร์จไม่เพียงพอระหว่างเวลาขับขี่ระหว่างการหยุด โดยทั่วไป ข้อมูลสรุปของแบตเตอรี่มีผลร้ายแรงและความล้มเหลวอาจเกิดขึ้นภายในไม่กี่เดือนเนื่องจากการเป็นซัลเฟตของเพลต ผลกระทบของ PSoC เช่น การเสื่อมสภาพของวัสดุที่ใช้งานและการแบ่งชั้นอิเล็กโทรไลต์ทำให้เกิดการกัดกร่อนของกริดและการหลุดของกาว
ต้องเน้นว่านี่คือการจำลอง อย่างไรก็ตาม เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการมีแบตเตอรี่ EFB ที่สามารถดูดซับพลังงานได้ในระยะเวลาอันสั้นเพื่อทดแทนพลังงานที่นำออกไป เห็นได้ชัดว่า ความสามารถในการเติมพลังงานที่ใช้โดยแบตเตอรี่ EFB ในรถยนต์ที่สตาร์ท-ดับเครื่องนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยภายนอก ตัวอย่างบางส่วนได้แก่: ประเทศที่คุณอาศัยอยู่ ไม่ว่าคุณจะขับรถในเมืองหรือในชนบท ไม่ว่าจะเป็นช่วงกลางฤดูหนาวในมอสโกที่มีแสงและความร้อนเต็มที่ หรือฝรั่งเศสในฤดูใบไม้ผลิที่ไม่มีไฟ ความร้อนหรือเครื่องปรับอากาศ การดำเนินการ.
คำถามพื้นฐานคือ: ด้วยรถยนต์สตาร์ท-ดับเครื่องด้วยแบตเตอรี่ EFB คุณจะชาร์จแบตเตอรี EFB ให้เพียงพอในช่วงเวลาที่มีเพื่อทดแทนพลังงานที่นำออกมาเป็นอย่างน้อยได้อย่างไร
เรารู้ว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับของรถยนต์และระบบจัดการเครื่องยนต์ได้รับการแก้ไขแล้วในการทำงาน ซึ่งจะทำให้เหลือเพียงแบตเตอรี่ EFB เท่านั้นที่ต้องแก้ไข ดังนั้น จำเป็นต้องปรับคุณสมบัติใดของแบตเตอรี่ EFB เพื่อปรับปรุงการดูดซับกระแสไฟและป้องกันผลเสียหายจาก SG ต่ำ การทำงานของ PSoC การแบ่งชั้น และ PCL ที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ ณ จุดนี้ เราสามารถแสดงรายการคุณสมบัติของแบตเตอรี่ที่ส่งผลต่อการดูดซับในปัจจุบันและแนวโน้มที่จะได้รับผลกระทบจากผลกระทบที่ระบุไว้
เหล่านี้คือ:
- ความต้านทานภายใน
- ความจุของแบตเตอรี่
- วัสดุที่ใช้งาน
- การเคลื่อนที่ของอิเล็กโทรไลต์
- องค์ประกอบโลหะผสมกริด
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ เราสามารถตรวจสอบแต่ละข้อด้านบนเพื่อทำการปรับปรุงที่เหมาะสม
ประการแรก ความต้านทานภายใน: ยิ่งสูงเท่าใดกระแสที่ดึงออกมาที่แรงดันไฟคงที่จากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ I = V/R ก็จะยิ่งต่ำลง ยิ่งกระแสไฟต่ำเท่าใด แอมแปร์-ชั่วโมงที่ต่ำลงจะกลับสู่แบตเตอรี่ EFB ในช่วงที่เครื่องยนต์ของรถยนต์ทำงาน ในรถยนต์ที่สตาร์ท-ดับเครื่องคันแรกนั้น แบตเตอรี่ EFB นั้นชาร์จไฟไว้ต่ำเกินไปอย่างแน่นอนในการเดินทางระยะสั้นส่วนใหญ่ ในไม่ช้านี้นำไปสู่ความล้มเหลวของแบตเตอรี่ในช่วงต้นโดยมีอัตราการคืนการรับประกันสูง ความต้านทานภายในเป็นฟังก์ชันของการออกแบบแบตเตอรี่ วัสดุที่ใช้ และกระบวนการผลิตที่ใช้ในการผลิต
ด้านการออกแบบรวมถึงกริด ซึ่งหากมีรูปร่างถูกต้อง สามารถลดเส้นทางการรวบรวมปัจจุบันได้ พื้นที่ผิวโดยรวมของเพลตเป็นคุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่ง: ยิ่งพื้นที่สูงเท่าใดความต้านทานของแบตเตอรี่ก็จะต่ำลงเท่านั้น โดยทั่วไปเพลตที่มากขึ้นและบางลงจะเพิ่มพื้นที่นำไฟฟ้าสูงสุด พื้นที่หน้าตัดและคุณภาพของข้อต่อโลหะทั้งหมด เช่น รอยเชื่อมระหว่างเซลล์ ข้อต่อสายดึง และการหลอมรวมขาเข้า/ขั้วต่อ ทั้งหมดจะส่งผลต่อความต้านทานภายในโดยรวมของแบตเตอรี่ EFB พื้นที่หน้าตัดของพื้นที่เชื่อมและหลอมรวมควรขยายให้ใหญ่สุดเพื่อให้มีความต้านทานโลหะต่ำสุดของส่วนประกอบ
อายุการใช้งานแบตเตอรี่ EFB จะปรับปรุงคุณสมบัติของ EFB Battery ได้อย่างไร?
- บางแง่มุมของการผลิตแบตเตอรี่ตะกั่วกรด เช่น ขั้นตอนการผสมและการบ่ม จำเป็นต้องมีการควบคุมกระบวนการที่เข้มงวด การควบคุมอุณหภูมิมีความสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตโครงสร้างผลึกที่เหมาะสมที่สุดในวัสดุแอคทีฟที่ขึ้นรูปล่วงหน้า (AM) อุณหภูมิในการประมวลผลที่สูงขึ้นส่งเสริมเตตราบาซิกซัลเฟตขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งพื้นที่ผิวด้านล่างจะลดคุณสมบัติการรับประจุของ AM และด้วยเหตุนี้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ EFB ในการสตาร์ท-สต็อป
- ความจุของแบตเตอรี่ EFB เป็นอีกปัจจัยสำคัญในการกำหนดอัตราการดูดซับกระแสไฟ ยิ่งความจุสูงเท่าใด กระแสไฟที่ดึงออกมาก็จะยิ่งสูงขึ้นในสถานะการชาร์จใด ๆ ความจุนั้นสัมพันธ์กับพื้นที่ของวัสดุออกฤทธิ์ในเพลต (ที่กล่าวถึงข้างต้น) การเพิ่มความจุทำให้ IR ต่ำลงด้วยกระแสไฟที่สูงกว่าแบตเตอรี่ที่มีความจุต่ำกว่าเมื่อชาร์จที่แรงดันไฟฟ้าคงที่
อีกครั้ง นี่หมายถึงความจุที่มากขึ้นจะถูกส่งคืนไปยังแบตเตอรี่ EFB เมื่อเครื่องยนต์ทำงาน นอกจากนี้ยังให้ข้อได้เปรียบในการไม่คายประจุมากเกินไปในระหว่างการทำงานแบบวนรอบ และด้วยเหตุนี้จึงรักษาสถานะการชาร์จ (SOC) ให้สูงขึ้นตลอดอายุการใช้งาน ข้อดีของ SOC ที่สูงกว่าคือ แบตเตอรี่มีโอกาสน้อยที่จะได้รับผลกระทบจากการแบ่งชั้นของอิเล็กโทรไลต์และความเสียหายจากการกัดกร่อนที่ตามมาซึ่งจะทำให้เกิด
- ประสิทธิภาพของวัสดุที่ใช้งานเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับความล้มเหลวของแบตเตอรี่ การปรับปรุงในการยอมรับประจุสามารถทำได้โดยสารเติมแต่ง โดยเฉพาะคาร์บอนในหลายรูปแบบ ในวัสดุออกฤทธิ์เชิงลบ (NAM) มีการคาดเดากันมากมายเกี่ยวกับบทบาทของคาร์บอน และบริษัทสารเติมแต่งหลายแห่งก็มีผลิตภัณฑ์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของตนเอง มีตั้งแต่ท่อนาโนคาร์บอนไปจนถึงกราไฟต์ที่เป็นขุย และทั้งหมดมีคุณสมบัติในการปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุแอคทีฟในการรับประจุ
อีกครั้ง นี่เป็นข้อดีสำหรับแบตเตอรี่ที่ใช้สำหรับแอปพลิเคชันแบบสตาร์ท-สต็อป EFB ท่วมท้นแบตเตอรีและแบตเตอรี AGM กำลังเพิ่มปริมาณคาร์บอนของ NAM การใช้แบตเตอรี่ที่มีความจุสูงน้ำท่วมจะช่วยป้องกันการแบ่งชั้นโดยการลดความลึกของการปล่อยประจุในระหว่างการทำงานปกติ ซึ่งหมายความว่าแบตเตอรี่ EFB มีโอกาสน้อยที่จะได้รับความเสียหายจากการแยกตัวของกรด SG ที่มีความหนาแน่นและต่ำในระหว่างการคายประจุ การปั่นจักรยาน.
- การเคลื่อนย้ายอิเล็กโทรไลต์หมายถึงความสามารถของอิเล็กโทรไลต์ในการเคลื่อนที่ในแบตเตอรี่ EFB การออกแบบน้ำท่วมมีความคล่องตัวสูงสุดในขณะที่แบตเตอรี่ตะกั่วกรดรุ่น AGM และ GEL มีความคล่องตัวเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย ในกรณีเหล่านี้ อิเล็กโทรไลต์จะถูกทำให้เคลื่อนที่ไม่ได้ นอกเหนือจากประโยชน์ของการรวมตัวของก๊าซแล้ว และการสูญเสียน้ำเพียงเล็กน้อยที่มีอยู่ในการออกแบบเหล่านี้ สิ่งเหล่านี้ให้ประโยชน์ในการลดหรือป้องกันการแบ่งชั้นของอิเล็กโทรไลต์เนื่องจากการหมุนเวียนของการปล่อยน้ำลึก
- วัสดุ โดยเฉพาะตะกั่วอัลลอยด์ที่ใช้ในการผลิตกริด มีผลกระทบอย่างมากต่อความต้านทานภายใน (IR) ของแบตเตอรี่ EFB การใช้ตะกั่ว-แคลเซียมแทนตะกั่ว-พลวงจะทำให้ความต้านทานต่ำ โดยหลักแล้วเนื่องจากปริมาณของธาตุผสมรองมีขนาดเล็กกว่ามาก ต้องใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งในการเลือกโลหะผสมที่เหมาะสม เนื่องจากวิธีการหล่อและการควบคุมการประมวลผลจำเป็นต้องได้รับการปรับแต่งให้เข้ากับโลหะผสมแต่ละชนิดโดยเฉพาะ
การประมวลผลกริดที่ไม่ถูกต้องอาจส่งผลให้ส่วนผสมบางอย่างในโลหะผสมของกริดถูกกำจัดออกไม่ว่าจะโดยการตกตะกอนหรือโดยการเกิดออกซิเดชันในสถานะหลอมเหลว การสูญเสียเหล่านี้สามารถส่งผลกระทบร้ายแรงต่อการกัดกร่อนและการต้านทานการคืบของกริด ซึ่งอาจนำไปสู่การเติบโตของกริดที่รุนแรงและการกัดกร่อนแบบทะลุทะลวง ซึ่งทำให้แบตเตอรี่ EFB ล้มเหลวในระยะแรก
จนถึงตอนนี้ มีข้อกำหนดมากมายในการผลิตแบตเตอรี่ EFB ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานแบบสตาร์ท-สต็อป ในขั้นต้น การตอบสนองจาก OEM รถยนต์คือการใช้การออกแบบ AGM ของแบตเตอรี่ EFB ซึ่งโดยทั่วไปจะมี IR ที่ต่ำกว่าเนื่องจากกริดอัลลอยด์และขนาดที่ใหญ่เกินไปเล็กน้อยเพื่อป้องกันไม่ให้คายประจุมากเกินไป นอกจากนี้ยังคิดว่าจะลดอุบัติการณ์ของการแบ่งชั้นเนื่องจากความไม่สามารถเคลื่อนที่ของอิเล็กโทรไลต์ อย่างไรก็ตาม การลดต้นทุนยังเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับ OEM ในการค้นหาแบตเตอรี่ที่เหมาะสมกับแอปพลิเคชันนี้ โซลูชันที่ได้รับความนิยมมากที่สุดและอาจมีประสิทธิภาพมากที่สุดในปัจจุบันมีอยู่ใน Enhanced Flooded Battery (แบตเตอรี่ EFB)
ดังนั้น EFB คืออะไร?
บล็อกดังกล่าวได้อธิบายถึงปัญหาของสภาพแวดล้อม แบบไมโครไฮบริด สำหรับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด SLI สาเหตุของความล้มเหลวมักจะเชื่อมโยงอย่างสม่ำเสมอกับการที่แบตเตอรี่ EFB ไม่สามารถดูดซับประจุได้เร็วพอที่จะทดแทนพลังงานที่ถูกขับออกเมื่อเครื่องยนต์ของรถยนต์ไม่ได้ใช้งาน นี่เป็นสาเหตุของการแบ่งชั้นอิเล็กโทรไลต์ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการทำให้อายุการใช้งานแบตเตอรี่ SLI สั้นลงในรถยนต์ที่สตาร์ท-ดับเครื่อง โซลูชัน EFB มีคุณสมบัติส่วนใหญ่ที่แบตเตอรี่ EFB จำเป็นต้องใช้เพื่อปรับปรุงการรับการชาร์จอย่างมาก การยอมรับการชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ SLI EFB ที่ใช้งานมักจะเรียกว่า Dynamic Charge Acceptance หรือ DCA
สรุปโดยย่อของคุณลักษณะ EFB:
- ความต้านทานภายในต่ำโดยการออกแบบกริดที่ดีขึ้นและการใช้โลหะผสมที่มีความต้านทานต่ำ (ไตรภาค Pb/Sn/Ca)
- ลดความต้านทานภายในโดยการเพิ่มพื้นที่แผ่น (แผ่นทินเนอร์)
- ความจุที่สูงขึ้น (แบตเตอรี่ EFB ที่ใหญ่ขึ้น) เพื่อเพิ่มขนาดของกระแสที่ดึงออกมาที่การชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่และจำกัดความลึกของการคายประจุเพื่อป้องกันการแบ่งชั้นอิเล็กโทรไลต์และเพิ่มอายุการใช้งาน
- ปรับปรุงวัสดุที่ใช้งาน (โดยทั่วไปคือสารเติมแต่งที่มีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบ) เพื่อปรับปรุงการรับประจุของแบตเตอรี่
มาตรการเหล่านี้ส่งผลให้แบตเตอรี่ EFB ถูกน้ำท่วมซึ่งมีความจุสูงกว่า (โดยทั่วไปแล้วใหญ่กว่า) กว่าแบตเตอรี่มาตรฐาน มีกริดโลหะผสมตะกั่วขั้นสูง พื้นที่เพลตที่สูงขึ้น และวัสดุแอคทีฟที่เสริมคาร์บอน ปัจจุบันนี้ การออกแบบที่ได้รับความนิยมสำหรับแบตเตอรี่ SLI ในรถยนต์ที่สตาร์ท-ดับเครื่อง เป็นที่ชื่นชอบเป็นหลักเนื่องจากมีราคาถูกกว่ารุ่น AGM เวอร์ชัน AGM มีแนวโน้มที่จะมีความจุต่ำกว่าเวอร์ชันน้ำท่วมประมาณ 15% นี่หมายถึง DoD ที่สูงขึ้นในการทำงานซึ่งส่งผลให้อายุการใช้งานของวงจรลดลง น่าแปลกที่การออกแบบ AGM อาจได้รับผลกระทบจากการแบ่งชั้นอิเล็กโทรไลต์หาก DoD ในการปั่นจักรยานอยู่ที่ประมาณ 80%
การทำความเข้าใจว่าควรซื้อแบตเตอรี่ประเภทใด (และแน่นอนว่าเมื่อใด) ที่แบตเตอรี่มีปัญหาในรถยนต์ที่สตาร์ท-ดับเครื่องเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง หากคุณต้องการความช่วยเหลือในเรื่องนี้ โปรด ติดต่อ Microtex ผู้มีประสบการณ์และความรู้ที่จะแนะนำคุณในการซื้อแบตเตอรี่ ในความเป็นจริง หากคุณมีปัญหาเกี่ยวกับแบตเตอรี่ที่คุณต้องการความช่วยเหลือหรือคำแนะนำ Microtex จะเป็นร้านค้าครบวงจรสำหรับคำแนะนำเกี่ยวกับแบตเตอรี่และผลิตภัณฑ์
