في التركيز: كشف "الفن المظلم" لبطاريات الليثيوم أيون

يقول نيك هولاند (مدير قسم OEM البحري في أوروبا والشرق الأوسط وأفريقيا في شركة OEM: "يمكنني التحدث عن أيون الليثيوم طوال اليوم". Navico مجموعة). "إنه نوع من الفن المظلم بالنسبة لكثير من الناس. يقولون إنهم لن يذهبوا إلى هناك لأنه "يبدو وكأنه علبة من الديدان". حسنًا، الأمر ليس كذلك.

لقد شاركت هولندا في شركة Mastervolt، وهي جزء من مجموعة Brunswick Group لأكثر من عقد من الزمن. بدأت الشركة رحلتها إلى بطاريات الليثيوم أيون لأول مرة في عام 2009.

يقول هولاند: "لأننا دخلنا السوق، كان منحنى التعلم بالنسبة لنا - بالنسبة لي وللفريق الهندسي - عموديًا". "نحن الآن نستخدم بطارية الجيل الرابع."

ويشير هولاند إلى أن النطاق الحالي (عدد من الأحجام المختلفة والفولتية المختلفة) قيد التطوير لمدة أربعة عشر عامًا، وفي ذلك الوقت، ركزت التكنولوجيا على بناء معايير السلامة داخل البطارية نفسها. هكذا، Mastervolt لقد أنشأت نظامًا لإدارة البطارية يمكّن كل جهاز يضع الطاقة في بنك البطارية (والبطارية نفسها)، من التحدث إلى كل جهاز على حدة.

تكنولوجيا البطارية الذكية

يقول هولاند: "أنت بحاجة إلى بعض التقنيات الذكية التي تعمل بطريقة آلية بالكامل، وحماية حول التثبيت والبطارية لجعلها آمنة". "وهذا يعني أن التكنولوجيا تحتاج إلى التشغيل الآلي ويجب أن تغطي جميع الاحتمالات. لذا، إذا كان لديك جهد زائد، فيجب أن تكون البطارية قادرة على إيقاف تشغيل مصادر الشحن. إذا كان لديك تفريغ عميق جدًا (والذي يمكن أن يحدث إذا لم يتم إعداد البطارية بشكل صحيح)، فيجب أن تكون قادرًا على فصل الأحمال عن البطارية لإيقاف سحب المزيد من التيار من بطارية مفرغة بالفعل. يجب أن تكون قادرًا على إيقاف تشغيل البطارية إذا كان لديك شيء مثل ارتفاع درجة الحرارة في إحدى الخلايا.

ويواصل قائلاً: "يمكننا فصل الأحمال". "يمكننا إرسال أمر "إيقاف الشحن" لفترة من الوقت - على سبيل المثال عشر دقائق أثناء انخفاض درجة الحرارة أو أثناء تعادل البطارية. هناك الكثير من الأشياء الذكية التي يمكننا القيام بها.

"لكي تتمكن من القيام بذلك، تحتاج إلى بعض المنتجات الإضافية، وهذا هو المكان المناسب Navico تأتي المجموعة. أنت بحاجة إلى مرحلات إضافية ومفاتيح بطارية وطرق لتشغيل بعض تلك الأجهزة الخارجية. لدينا بطارية يمكنها القيام بذلك بنفسها. إنه يتحدث إلى أجهزة الشحن. إنها تتحدث إلى المولدات الكهربائية، وشواحن البطاريات، وأجهزة الشحن الشمسية، وأي شيء يولد الطاقة والذي يدخل إلى بنك بطاريات الليثيوم أيون.

"البطارية تعرف بالضبط ما يحدث داخلها وداخل الخلايا. لذلك يمكن للبطارية أن تقول "انتظر لحظة، لقد امتلئت، توقف عن إرسال الكثير من الطاقة إلي". ستقوم البطارية بإيقاف تشغيل المولد حتى لو كان المحرك لا يزال قيد التشغيل. إذا تم شحن البطارية بواسطة شاحن بطارية، نفس الشيء. إذا امتلأت، يمكنه أن يقول للشاحن أو عشرة أجهزة شحن - يمكنه أن يقول لهم جميعًا "أنا ممتلئ، توقف عن الشحن".

وقد استشهدت هولندا سابقا تطوير البطارية لتمكين Fathom من أن تؤتي ثمارها(نظام كامل لإدارة الطاقة الإلكترونية، وهو في الأساس نظام تشغيل صامت يولد طاقة التيار المتردد ويخزنها ويحولها ويوزعها)، لكنه لاحظ أنه لم يتم تطوير جميع بطاريات الليثيوم أيون مثل بطاريات ماسترفولت.

"يجب أن يشعر الناس بالقلق بشأن بطاريات الليثيوم أيون، اعتمادًا على المكان الذي يحصلون عليها منه. إنها تقنية موجودة منذ فترة طويلة وهناك أنواع مختلفة من تكنولوجيا أيونات الليثيوم. بعضها ذو كثافة عالية جدًا ولكنه غير مستقر للغاية، وبعضها مستقر تمامًا ولكن ليس عالي الكثافة جدًا، وتحصل على بعض الأشياء في المنتصف.

"بالنسبة للمصنعين المسؤولين الذين يبيعون التكنولوجيا، فإنهم يميلون إلى الخطأ في جانب الحذر بشأن أنواع أيونات الليثيوم التي يقومون بتركيبها في بطارياتهم. نحن نستخدم LifePO4 وهي تقنية مجربة. إنها مستقرة نسبيًا ولها خصائص كثافة جيدة جدًا. لذلك فهي تصنع بطارية جميلة."

وعلى الرغم من إمكانية إثبات الخصائص، إلا أن هولندا تحذر من التركيبات السيئة.

"لقد رأيت مشاكل تحدث عدة مرات على مر السنين حيث يقوم الأشخاص بتركيب البطاريات دون التدريب المناسب، أو دون أي حماية، أو لأنهم قصروا في الأمور - ربما بسبب نقص المعرفة التام، أو بسبب الكسل.

"في العادة، عندما تواجه مشكلة على متن قارب به بطارية ليثيوم أيون، في 99 في المائة من الوقت، لن يعود الأمر إلى بطارية سيئة. سيعود الأمر إلى التثبيت السيئ الذي لا يتمتع بالحماية والسلامة اللازمتين حول الجزء الخارجي منه لمنع حدوث حدث ما. يمكن أن يكون الحدث بمثابة حريق على متن السفينة. يجب أن يكون لديك خطوات جاهزة قبل أن يكون لديك ما يكفي من الحرارة في النظام لإشعال النار.

تم تسليط الضوء على هذه المشكلة في دقيقة في يونيو 2022 كما يقول البعض وكانت شركات التأمين ترفض تأمين القوارب المجهزة بتركيبات ذاتية على متنها.

"الجميع يقود سيارات تسلا هذه ولن تشتعل فيها النيران. ولدينا جميعًا هواتف محمولة في جيوبنا وجميعها بها بطاريات ليثيوم أيون ولن تشتعل فيها النيران، وذلك لأن كل هذه الأشياء تتمتع بالحماية اللازمة لمنع حدوث ذلك، وهو نفس الشيء مع إناء. إذا حصلت على الحماية المناسبة، والتي تم إعدادها من قبل الأشخاص المناسبين الذين يعرفون ما يتحدثون عنه، فلن تواجه أي مشاكل.

نضج التثبيت

وبسبب التكنولوجيا الداخلية الغنية للبطارية، يقول هولاند إن عملية التثبيت قد نضجت على مر السنين. في حين كان على القائمين على التركيب تقديم الحماية للنظام عبر جهاز كمبيوتر محمول، فإن "المعايير المتعلقة بما نريد أن تفعله البطارية (إذا كان هذا هو ما تفعله) أصبحت الآن آلية داخل البطارية نفسها. "أحداث" البطارية مدمجة في . لكنك لا تزال بحاجة إلى عنصر من الخبرة لتثبيتها. ولهذا السبب، لدينا برنامج تدريبي شامل للغاية للقائمين بالتركيب لدينا، وشركائنا الفنيين، وتجارنا - حتى يتمكنوا من تركيب أنظمة آمنة وموثوقة.

"لكل تركيب ليثيوم أيون، سنقوم بإنشاء مخطط تخطيطي للعميل - كل شيء سيكون هناك. لدينا مجموعة من الممارسات ونمر بعدد من المراحل لتركيب البطاريات وتشغيلها. ثم لدينا عملية اختبار للتأكد من أن جميع جوانب السلامة تعمل. قمنا بإنشاء أحداث "خاطئة" لاختبار قدرة البطارية على إيقاف تشغيل أجهزة الشحن والمولدات ومنظمات الطاقة الشمسية ومولدات الرياح ومولدات الطاقة المائية. هذا هو أول شيء نقوم به. نحن نتأكد من قدرتنا على التحكم في كل شيء على الشبكة، ثم نتأكد من أنه يمكننا القيام بأشياء أخرى مثل إعادة تشغيل الأشياء. لا نحتاج إلى تدخل المستخدم للبدء في فعل الأشياء إذا ساءت الأمور. تم دمج جميع جوانب الأمن والسلامة.

ويخلص هولاند إلى القول: "ليس هناك الكثير مما لم أره بشأن أيون الليثيوم على مر السنين". "إذا فهمت الأمر وكيفية القيام به بشكل صحيح، فسيكون الأمر آمنًا حقًا."