Èske echèk dyod ap afekte lavi sik batri a?

一, Fonksyon debaz la ak risk fay nan dyod nan sistèm batri
Fonksyon debaz yon dyod
Dyòd sitou fè twa fonksyon nan sistèm batri:

Pwoteksyon anti chaj ranvèse: anpeche batri a soti nan dechaje nan ranvèse sikui ekstèn nan yon eta ki pa chaje, evite degradasyon kapasite ki te koze pa plis egzeyat nan batri a. Pou egzanp, nan sistèm depo enèji fotovoltaik, anti dyod chaj ranvèse ka bloke chemen an nan egzeyat ranvèse batri lannwit nan panno fotovoltaik.
Kontwòl sikwi balans: Nan sikwi balans pake batri a, dyod yo itilize pou izole selil ki defo epi anpeche twòp chaj oswa twòp chaj afekte pèfòmans jeneral pake a. Pou egzanp, pake batri Tesla Model S itilize dyod kontoune pou reyalize balanse nivo selilè.
Pwoteksyon kranpon vòltaj: Nan BMS, dyod kolabore ak regilatè vòltaj yo limite seri a nan fluctuations vòltaj batri ak anpeche domaj nan selil batri yo ki te koze pa survoltaj oswa undervoltage.
Mòd tipik nan defo dyod
Gen twa kalite prensipal defo dyod:

Echèk konduktiviti unidireksyon: enkapasite pou fè nan direksyon pi devan oswa flit ranvèse, sa ki lakòz pèt nan fonksyon sikwi. Pou egzanp, lè dyòd anti chaj ranvèse a louvri sikwi nan direksyon pi devan, batri a pa ka chaje; Lè pann ranvèse rive, batri a kontinye ap dechaje.
Drift paramèt: Yon ogmantasyon nan gout vòltaj pi devan (VF) oswa twòp kouran ranvèse leakage (IR) ka mennen nan yon diminisyon nan efikasite sistèm. Pou egzanp, lè Schottky Dyòd VF a ogmante soti nan 0.3V a 0.6V, konsomasyon pouvwa a nan kous la balanse double.
Evite tèmik: Surkouran oswa survoltaj ka lakòz tanperati junction nan dyod la depase 150 degre, ki mennen nan karbonizasyon oswa menm fonn nan materyèl la anbalaj. Pou egzanp, yon sèten sistèm depo enèji ki gen eksperyans evasyon tèmik nan selil adjasan akòz surchof nan dyòd la kontoune.
2, Chemen enpak echèk dyòd sou lavi sik batri
Dechaj/overchage domaj
Lè dyòd anti chaj ranvèse a echwe, batri a ka twò chaje / overdischarged akòz vòltaj ranvèse sikwi ekstèn oswa erè kontwòl BMS. Pou egzanp:

Dega twòp: Lè pil ityòm -ion yo chaje twòp, estrikti materyèl elektwòd pozitif la tonbe, epi elektwolit la dekonpoze pou pwodui gaz, sa ki lakòz anfle batri ak degradasyon kapasite. Eksperyans yo te montre ke lè twòp chaj a 4.5V, pousantaj dekonpozisyon kapasite nan pil ityòm ternary se twa fwa pi vit pase nòmal chaje.
Domaj overdischarge: Lè batri a egzeyate anba a 2.5V, pèseptè aktyèl kòb kwiv mete negatif fonn ak depo sou elektwòd pozitif la, fòme dendrit kòb kwiv mete ak lakòz sikui kout entèn yo. Yon etid ka nan yon machin elektrik te montre ke lavi a sik nan yon pake batri egzeyate a 2.0V diminye soti nan 1000 fwa a 300 fwa.
Diminisyon kapasite ki te koze pa echèk balans
Nan yon pake batri, echèk dyod ka lakòz kous la balans echwe, ki mennen nan "efè barik la":

Yon sèl selil surcharge / overdischarging: Si yon selil pa ka patisipe nan balanse akòz yon dyod louvri, vòltaj li yo ka devye ak valè mwayèn nan tout gwoup la. Pou egzanp, nan yon sistèm depo enèji, akòz echèk nan dyod balanse a, yon sèl selil te twò chaje a 4.3V, ak kapasite nan tout gwoup la diminye pa 20% apre 200 sik.
Dezekilib kapasite tout gwoup la: Echèk ekilib alontèm ka mennen nan yon ogmantasyon nan varyasyon kapasite selil. Rechèch montre ke lè devyasyon estanda kapasite selil batri a ogmante de 0.5% a 2%, lavi sik jeneral gwoup la vin pi kout pa 40%.
Akselerasyon aje ki te koze pa echèk jesyon tèmik
Dyòd echèk ka lakòz surchof lokal yo ak akselere aje batri:

Reyaksyon chèn tèmik runaway: Lè dyòd kontoune a chofe, chalè transfere nan selil adjasan, deklanche reyaksyon segondè tankou dekonpozisyon fim SEI ak dekonpozisyon elektwolit. Pou egzanp, nan yon sèten sistèm depo enèji fotovoltaik, akòz surchof dyòd, tanperati selil adjasan yo te monte a 80 degre, ak pousantaj dekonpozisyon kapasite a te 5 fwa pi vit pase sa ki nan selil nòmal yo.
Domaj estrès tèmik: Chòk tèmik repete ka lakòz rupture tab selilè ak kontraksyon dyafram. Eksperyans yo te montre ke apre 10 sik tèmik soti nan 60 degre a 25 degre, pousantaj dekonpozisyon kapasite nan selil batri a ogmante pa 15%.
3, endistri ka etid ak sipò done
1. Jaden machin elektrik: Tesla Model S echèk pake batri
Nan 2018, Tesla te raple kèk modèl S modèl akòz defo kache nan dyòd anti chaj ranvèse nan BMS la. Fonksyone ki lakòz:

Fenomèn overdischarge: 12% nan machin yo fè eksperyans batri twòp egzeyat pi ba pase 2.0V, sa ki lakòz kapasite nan tout antye dekonpoze nan 60% nan valè inisyal li yo.
Risk pou tèmik runaway: 3% nan machin yo fè eksperyans tèmik runaway nan selil batri akòz surchof dyòd, ki mande pou ranplasman nan tout pake batri a.
Tesla te redwi pousantaj echèk la pi ba pase 0.2% pa amelyore seleksyon an dyod (ranplase 1N4007 ak dyod Schottky ak 1000V kenbe tèt ak vòltaj ak 50A kenbe tèt ak aktyèl) ak optimize konsepsyon an dissipation chalè.
2. Jaden sistèm depo enèji: aje twò bonè nan yon pake batri estasyon fotovoltaik
An 2023, pake batri ityòm-ion yon estasyon elektrik fotovoltaik 5MW nan East Lachin te fè eksperyans yon bès kapasite de 80% apre 2 ane nan operasyon, byen lwen pi ba pase lavi konsepsyon de 10 ane. Apre envestigasyon, li te jwenn ke:

Flit dyod balanse: Gen kèk dyod ki fè eksperyans aktyèl flit ranvèse ki rive jiska 100 μ A (valè estanda<1 μ A), resulting in continuous power consumption of the balancing circuit.
Echèk jesyon tèmik: Surchof nan dyod la lakòz tanperati a nan selil adjasan yo monte a 55 degre, akselere epesman nan fim nan SEI.
Lè w ranplase dyòd flit ki ba a (seri BAS70) ak optimize konsepsyon kanal lè a, pousantaj dekonpozisyon kapasite sistèm lan te redwi a 5% chak ane.
3. Konsomatè Elektwonik jaden: Anòmal RTC batri lavi
Yon sèten kontwolè endistriyèl sèvi ak pil CR2025 pou pouvwa RTC, ak yon lavi ki fèt nan 5 ane, men li envit pou ranplasman apre 6 mwa nan itilizasyon aktyèl la. Deteksyon jwenn:

Flit ranvèse nan dyod: aktyèl la flit ranvèse nan dyod la chaj ranvèse rive nan 5 μ A (valè estanda<0.1 μ A), causing the battery to discharge continuously.
Erè lojik chip RTC: Chip RTC pwodwi domestik la te antre nan mòd travay la nan mòd pouvwa sibstiti, ak yon konsomasyon pouvwa 100 μ A.
Lè w ranplase dyòd flit ki ba a (1N4148) ak optimize seleksyon chip RTC, lavi batri a te retabli nan valè konsepsyon an.
4, Optimizasyon rapid nan pratik jeni
1. Seleksyon optimize
Vòltaj ak paramèt rezistans aktyèl: vòltaj nominal nan dyod la ta dwe pi gran pase oswa egal a 1.5 fwa vòltaj maksimòm sistèm lan, ak aktyèl la rated yo ta dwe pi gran pase oswa egal a 2 fwa maksimòm aktyèl la opere. Pou egzanp, yon sistèm batri 48V ta dwe itilize dyod ak yon rezistans vòltaj nan 100V ak yon rezistans aktyèl nan 20A.
Karakteristik flit ki ba: De preferans chwazi dyod Schottky ak aktyèl flit ranvèse<0.1 μ A (such as SB5100) or ultrafast recovery diodes (such as UF4007).
Kontwòl rezistans tèmik: Chwazi yon fòm anbalaj ak yon rezistans tèmik nan<5 ℃/W (such as DO-214AA), and match it with a heat sink.
2. Konsepsyon chalè dissipation
Fòse lè refwadisman: Enstale fanatik nan zòn ki gen dyod dans, ak yon vitès van ki pi gran pase oswa egal a 2m/s, epi kontwole tanperati junction ki anba a 85 degre.
Thermal conductive material: Fill the gap between the diode and the heat sink with thermal conductive silicone grease (thermal conductivity>2W/m · K) pou redwi rezistans tèmik.
Optimize Layout: Distans ki genyen ant Dyòd la ak selil batri a ta dwe pi gran pase 10mm pou evite enfliyans radyasyon tèmik.
3. Siveyans ak Pwoteksyon
Online detection: Monitor the voltage and temperature at both ends of the diode through BMS, and trigger an alarm when VF deviation>10% or temperature>100 degre.
Konsepsyon redondants: dyod doub yo konekte nan paralèl sou chemen kritik la pou amelyore fyab. Pou egzanp, Tesla Powerwall adopte yon konplo doub dyod anti chaj ranvèse.
Regular maintenance: Check diode parameters every six months and replace components with VF deviation>15% or IR>5 μ A.