Прямі шини між LiFePO4-комірками створюють навантаження на термінали
GreenPowerTalk показав, чому жорстка перемичка може передавати циклічне розширення комірок і температурні деформації на ізолятори, ущільнення та внутрішні з'єднання терміналів.
Коротко
Автор GreenPowerTalk Сергій Ручко розібрав механічний аспект складання батарей із призматичних LiFePO4-комірок. Під час заряду та розряду комірка циклічно змінює товщину — «дихає»; у показаному експерименті рух не зник навіть після стискання пакета, а частково перейшов на термінали. Сам факт залежної від стану заряду деформації призматичних LFP-комірок також описаний у профільних експериментальних дослідженнях. Жорстка пряма шина обмежує взаємне переміщення сусідніх комірок і, за поясненням автора, працює як важіль. Циклічне зусилля передається на термінал, пластиковий ізолятор, герметизацію та тонкі внутрішні струмовиводи. Такий дефект може накопичуватися поступово як втома матеріалу, тому відсутність негайної несправності не доводить безпечність конструкції.
Збільшення товщини прямої шини знижує електричний опір і нагрів, але водночас робить з'єднання жорсткішим. До руху комірок додаються температурне розширення самої перемички, нагрів батареї під навантаженням і повільні вікові зміни геометрії. Отже, електрично сильніше з'єднання може бути механічно гіршим, якщо в ньому немає компенсації переміщення. У заводських батарейних збірках автор радить орієнтуватися на гнучкі багатошарові перемички або шини з компенсаційним вигином. Прямі пластини часто входять до комплектів через нижчу ціну: за його оцінкою, різниця для батареї з 16 комірок може становити близько $30, але така економія переносить механічний ризик на термінали.
Для вже зібраної батареї ознакою проблеми можуть бути послаблені гайки на терміналах. Перевіряти момент затягування потрібно лише за вимогами виробника комірки, із знеструмленням, ізоляцією інструмента та захистом від короткого замикання: довільне дотягування також може пошкодити термінал.
Ключові висновки
- Шину для призматичної LFP-батареї потрібно підбирати не лише за струмом, перерізом і падінням напруги, а й за механічною податливістю; стискання пакета комірок не усуває потреби компенсувати взаємне переміщення терміналів.
- У специфікації збірки мають бути зафіксовані тип перемички, допустимий момент затягування, засоби проти самовідкручування та процедура контрольної перевірки без створення бокового навантаження на термінал.
