ओवरकरंट का होत है?
ओवरकरंट का मतलब है कि बैटरी से ओसे ज्यादा करंट वितरित करै या स्वीकार करै के लिए कहा जात है। उतना ही सरल है। कोशिका गरम होइ जात है, रसायन विज्ञान तनावग्रस्त होइ जात है, अऊर अगर केहू बीच मा नाहीं आवत है तौ चीजें बगली होइ जात हैं।
मैं ई समस्या का लगातार फील्ड रिटर्न मा देखत हई। पैक जले निशान, पिघले टैब, कोशिका के साथ वापस आवत हैं जवन बाहर से ठीक दिखत हैं लेकिन भीतर से मृत मापत हैं। दस मा से नौ बार, केहू बहुत ज्यादा करंट खींचिस या सुरक्षा विफल होइ गै।
लिथियम कोशिका के कठिन सीमा होत है। एक सेल 10A निरंतर के लिए रेटेड कमरा के तापमान पर पूरे दिन 10A सहन करि। ईका 15A तक धकेलौ अऊर आंतरिक तापमान बढ़ जात है। ईका 30A तक धकेलौ अऊर कुछ देय से पहिले आपके पास शायद कुछ सेकंड होइहैं।
यहिके पीछे का गणित
लिथियम सेल मा गर्मी पैदा करब I2R का पालन करत है। एक विशिष्ट 18650 पर आंतरिक प्रतिरोध कोशिका अऊर ओकरे उम्र के आधार पर लगभग 15-30mΩ बैठत है। 25mΩ सेल पर संख्या चलावा।
10A पर: 102 × 0.025=2.5W 20A पर: 202 × 0.025=10W 40A पर: 402 × 0.025=40W
ऊ 40W के पास स्टील के डिब्बा के अंदर जाय के लिए कहीं नाहीं है। कोशिका के तापमान बढ़ जात है। इलेक्ट्रोलाइट 80 डिग्री के आसपास टूटै लागत है। 130 डिग्री से ऊपर, विभाजक विफल होइ सकत है। वहिके बाद, थर्मल रनवे एक वास्तविक संभावना बन जात है।
ओवरकरंट चार्जिंग एकै भौतिकी का पालन करत है लेकिन एक अतिरिक्त समस्या के साथ। लिथियम चढ़ाना। चार्ज करंट का बहुत अधिक धकेलौ अऊर ठीक से इंटरकैलेट करै के बजाय एनोड सतह पर लिथियम धातु जमा होइ। ऊ चढ़ाना स्थायी क्षमता हानि है। ई डेंड्राइट बनै का जोखिम भी पैदा करत है।

ओवरकरंट कहाँ से आवत है
बाहरी शॉर्ट्सनिर्माताओं के स्वीकार करै से ज्यादा होत है। एक बाड़े मा एक ढीला पेंच। एक क्षतिग्रस्त तार एक फ्रेम के खिलाफ रगड़ रहा है। पानी के प्रवेश एक चालक पथ बनावत है। हम एक रिकॉल पर काम किहिन जहां पैक कनेक्टर मा एक डिजाइन दोष रहा जवन सम्मिलन के दौरान सकारात्मक पिन का बाड़े के जमीन से संपर्क करै देत रहा। केहू के पकड़ै से पहिले हजारन पैक बाहर निकर गें।
लोड फॉल्टपावर टूल अनुप्रयोगन मा लगातार दिखाई देत हैं। ब्रश किहे मोटर 6-8x रनिंग करंट पर रुक जात हैं। एफओसी नियंत्रण के साथ ब्रशलेस स्टालन का बेहतर ढंग से संभालत है लेकिन फिर भी कठिन स्पाइक्स करत है। बैटरी उ स्पाइक का देखत है चाहे मोटर नियंत्रक यहिके बारे मा कुछौ करत है या नाहीं।
चार्जर समस्यासूक्ष्म होए के प्रवृत्ति रखत हैं। एक 3S पैक मा प्लग कीन गा 4S पैक के लिए डिज़ाइन कीन गा चार्जर। वोल्टेज सीमा अबहियों काम कर सकत है, लेकिन वर्तमान प्रोफाइल गलत है। या चार्जर सेंस लाइन टूट जात है अऊर चार्जर बस पूरा करंट धक्का देत है जब तक कि कुछ ट्रिप न होइ जाय।
सेल बेमेलश्रृंखला पैक मा कपटी है। श्रृंखला मा चार कोशिका, ओनमा से तीन 3000mAh, ओनमा से एक वास्तव मा 2700mAh काहे से कि ई छह महीना तक एक गर्म गोदाम मा बैठा रहा। ऊ कमजोर सेल पहिले पूरा चार्ज मारत है। बाकी तीनौ धक्का देत रहत हैं। ऊ कमजोर सेल ओवरचार्ज होइ जात है, गैस पैदा करत है, गर्म होइ जात है, अऊर अब आपके पास एक सेल के अंदर एक स्थानीय ओवरकरंट स्थिति होत है जबकि पैक वोल्टेज ठीक दिखत है।
वास्तविक परिणाम
तत्काल परिणाम गर्मी है। 2x रेटिंग पर निरंतर ओवरकरंट कुछ मिनट के भीतर अधिकांश कोशिकाओं का 60 डिग्री से आगे धकेल देई। कोशिका जीवित रहत है, संभवतः, लेकिन चक्र जीवन एक हिट लेत है।
बार-बार ओवरकरंट घटना संचयी क्षति पैदा करत हैं। एनोड पर एसईआई परत मोटा हो जात है। आंतरिक प्रतिरोध ऊपर रेंगत है। क्षमता फीकी पड़ जात है। एक सेल जवन 3000mAh अऊर 20mΩ से शुरू भवा रहा, 200 अपमानजनक चक्रन के बाद 2400mAh अऊर 35mΩ होइ सकत है। ई उचित उपयोग के तहत 800 चक्र बनावत।
गंभीर ओवरकरंट-शॉर्ट सर्किट स्थिति-सेकंड मा एक सेल का समाप्त कइ सकत है। कोशिका के आंतरिक प्रतिरोध ओका जवने तक सीमित करत है, वर्तमान शिखर होत है। एक पूर्ण रूप से चार्ज कीन गा उच्च-नाली 18650 का एक हार्ड शॉर्ट मा 200-300A तात्कालिक करंट देख सकत है। टैब वेल्ड्स अक्सर पहिला विफलता बिंदु होत हैं। अगर टैब पकड़त हैं, त जेली रोल इतनी तेजी से गरम हो जात है कि सेकंड के भीतर वेंटिंग हो जात है।
हम कोशिका देखेन है जवन प्रयोगशाला मा लॉन्च कीन गा सकारात्मक टोपी का बहुत जोर से वेंट करत है। शॉर्ट सर्किट प्रतिक्रिया का परीक्षण करत समय सुरक्षा चश्मा वैकल्पिक नाहीं होत हैं।

सुरक्षा परत
अच्छा पैक डिजाइन कईयो सुरक्षा तंत्रन का उपयोग करत है। कौनो एक डिवाइस हर विफलता मोड का संभाल नाहीं पावत है।
पीटीसीप्रतिष्ठित निर्माताओं के अधिकांश बेलनाकार कोशिकाओं के अंदर बैठें। उ तापमान के आधार पर ट्रिप करत हैं, न कि सीधे करंट। एक पीटीसी का 7 ए रखै अऊर 15 ए पर ट्रिप करै के लिए रेट कीन जा सकत है, लेकिन ट्रिप तंत्र थर्मल है। प्रतिक्रिया समय सैकड़न मिलीसेकंड से सेकंड तक धीमा है-। पीटीसी आपका कठिन शॉर्ट से नाहीं बचाई। उ मध्यम ओवरकरंट का संभालत हैं अऊर पैक का ठंडा होवे का समय देत हैं।
फ्यूजएक बार उड़ावा अऊर उड़ावा रहा। पैक-स्तर के फ्यूज के आकार सामान्य ऑपरेटिंग करंट से ऊपर है जेहिमा इनरश अऊर ट्रांजिएंट के लिए मार्जिन है। एक 10A निरंतर पैक 15A फास्ट-ब्लो फ्यूज का उपयोग कर सकत है। फ्यूज एक पीटीसी से तेजी से एक हार्ड शॉर्ट का साफ़ करत है, आमतौर पर उच्च फॉल्ट करंट मा 100 एमएस से कम। लेकिन ई पैक का स्थायी रूप से भी मार देत है। वारंटी दावा निम्नलिखित है।
सुरक्षा आईसीएक सेंस रेजिस्टर के माध्यम से करंट का निगरानी करा। सेइको, टीआई अऊर दूसरन के आम हिस्सा बाहरी प्रतिरोधक या आंतरिक रूप से हार्डकोड के माध्यम से प्रोग्राम करे योग्य ओवरकरंट थ्रेसहोल्ड प्रदान करत हैं। पता लगावै मा देरी आम तौर पर 8-24 एमएस चलत है। शॉर्ट सर्किट का पता लगावै तेजी से होत है, अक्सर 500μs से कम। आईसी पैक का डिस्कनेक्ट करै के लिए बाहरी एफईटी चलावत है।
सेंस रेजिस्टर मान मायने रखत है। एक 5mΩ सेंस रेजिस्टर बेहतर रिज़ॉल्यूशन देत है लेकिन अधिक वोल्टेज गिरावत है अऊर उच्च धारा पर अधिक शक्ति का व्यय करत है। एक 2mΩ प्रतिरोधक कम बिजली बर्बाद करत है लेकिन एक अधिक संवेदनशील फ्रंट एंड के जरूरत होत है। अधिकांश उपभोक्ता पैक वर्तमान वर्ग के आधार पर 3-10mΩ का उपयोग करत हैं।
बीएमएसबड़े पैक मा बुद्धिमत्ता जोड़त है। सिर्फ ट्रिप/नो-ट्रिप के बजाय सक्रिय करंट सीमित। तापमान - क्षतिपूर्ति सीमा। निदान के लिए घटनाओं का लॉगिंग। एक अच्छा बीएमएस कोशिका के तापमान बढ़ै के साथ ओवरकरंट सीमा का कम करत है, गतिशील भार के तहत भी कोशिका का ओनके सुरक्षित संचालन विंडो मा रखत है।
सीआईडीकोशिका के अंदर अंतिम-उपाय यांत्रिक सुरक्षा प्रदान करत हैं। आंतरिक दबाव निर्माण पर करंट इंटरप्ट डिवाइस सक्रिय होत है। जब तक एक सीआईडी ट्रिप करत है, तब तक कोशिका पहिले से ही महत्वपूर्ण तनाव का अनुभव कर चुका है। सीआईडी सक्रियण का मतलब आमतौर पर होत है कि सेल स्क्रैप है।
विनिर्देश पत्रिका अऊर वास्तविकता
डेटाशीट रेटिंग विशिष्ट शर्तन का मानत है। एक सैमसंग 30Q 15A निरंतर के लिए रेटेड 25 डिग्री परिवेश अऊर पर्याप्त शीतलन मानत है। ऊ सेल का 35 डिग्री परिवेश पर एक अछूता बाड़े के अंदर चिपकावा अऊर 15A ओका सुरक्षित तापमान से आगे धकेल देई।
पल्स रेटिंग्स आकर्षक लागत हैं लेकिन तार के साथ आवत हैं। एक सेकंड 10 सेकंड के लिए 30A का दावा कर सकत है, लेकिन ई मानत है कि सेल 25 डिग्री पर शुरू भवा अऊर अगली नाड़ी से पहिले ठंडा होवे का समय है। रिकवरी टाइम के बिना बैक-टू-बैक पल्स निरंतर करंट के तरह ही गर्मी जमा करत हैं।
चार्जिंग दर अक्सर डिस्चार्ज दर से अधिक रूढ़िवादी होत हैं। एक सेल जवन 20A डिस्चार्ज का संभालत है, उ केवल 4A चार्ज का सहन कर सकत है। लिथियम चढ़ाना जोखिम का कारण है। सिलिकॉन-डोप एनोड वाले कुछ नये कोशिका चार्ज दर के प्रति अउर अधिक संवेदनशील होत हैं।
कोशिका आयु सब कुछ बदल देत है। 20mΩ आंतरिक प्रतिरोध वाला एक नया सेल 30mΩ पर एक साल - पुरान सेल से 20A का बेहतर संभालत है। पैक सुरक्षा का -जीवन प्रतिरोध के अंत का हिसाब देय का चाही, न कि न केवल नये सेल चश्मा के।
ओवरकरंट प्रोटेक्शन का परीक्षण
हर पैक डिजाइन का ओवरकरंट सत्यापन के जरूरत होत है। परीक्षण उपकरण मायने रखत है।
इलेक्ट्रॉनिक भार का सुरक्षा के प्रतिक्रिया से तेजी से करंट डुबोवै के जरूरत है। एमएस डिटेक्शन डिले वाले एक सुरक्षा आईसी का एक लोड के जरूरत होत है जवन 1 एमएस से कम समय मा लक्ष्य करंट तक पहुँच जात है। धीमा लोड रैंप-अप सुरक्षा का जल्दी ट्रिप करै देत है अऊर गलत आत्मविश्वास देत है।
वर्तमान माप के लिए बैंडविड्थ के जरूरत है। 100A पर 10mΩ सेंस रेजिस्टर 1V सिग्नल देत है। वास्तविक शिखर का पकड़ै के लिए कम से कम 10 किलोहर्ट्ज बैंडविड्थ के जरूरत होत है, अधिमानतः अधिक। उचित ग्राउंडिंग वाले स्कोप जांच शोर समस्या से बचत हैं जवन कचरा डेटा देत हैं।
तापमान परीक्षण डिजाइन समस्याओं का पकड़त है जेका कमरा के तापमान परीक्षण छूट जात है। संरक्षण आईसी सीमा तापमान के साथ बह जात है। FET Rds(on) उच्च तापमान पर बढ़ जात है, वोल्टेज ड्रॉप जोड़त है। जब प्रतिरोधक पासिंग फॉल्ट करंट से गर्म हो जात है तो सेंस रेजिस्टर टीसीआर मायने रखत है। -20 डिग्री, +25 डिग्री अऊर +55 डिग्री न्यूनतम पर परीक्षण करा।
परीक्षण मैट्रिक्स बड़ा हो जात है। चार्ज ओवरकरंट, डिस्चार्ज ओवरकरंट, शॉर्ट सर्किट। हर एक तीन तापमान पर। हर एक कईयो एसओसी स्तरन पर काहे से कि सेल प्रतिबाधा आवेश स्थिति के साथ बदलत है। सांख्यिकीय आत्मविश्वास के लिए नमूना आकार से गुणा करा। एक संपूर्ण सत्यापन सैकड़न परीक्षण चलावत है।

मानक जवन महत्व रखत हैं
यूएल 2054उत्तरी अमेरिकी बाजारन के लिए पोर्टेबल बैटरी पैक का कवर करत है। शॉर्ट सर्किट परीक्षण 10 सेकंड के लिए एक मृत शॉर्ट लागू करत है। पैक मा आग न लागै या विस्फोट न होय। तापमान के निगरानी कीन जात है लेकिन कौनो विशिष्ट सीमा नाहीं बताई जात है। ई एक न्यूनतम बार है।
आईईसी 62133-2अंतर्राष्ट्रीय स्तर पर लागू होत है। बाहरी शॉर्ट सर्किट परीक्षण एक घंटा या तापमान स्थिर होए तक रखे गए 100mΩ से कम कुल सर्किट प्रतिरोध का उपयोग करत है। अवधि पर यूएल 2054 से अधिक सख्त।
संयुक्त राष्ट्र 38.3शिपिंग का नियंत्रित करत है। परीक्षण 5 मा 0.1Ω से कम के माध्यम से शॉर्ट के जरूरत है। सेल या बैटरी का विघटित या आग न पकड़ै का चाही। ई एक महत्व रखत है काहे से कि यूएन 38.3 मा विफल होय का मतलब है कि आपके उत्पाद का कानूनी रूप से परिवहन नाहीं कीन जा सकत है।
एसएई जे2464कड़ी आवश्यकताओं के साथ ईवी अनुप्रयोगन का कवर करत है। शॉर्ट सर्किट प्रतिरोध 5mΩ तक गिर जात है अऊर थर्मल/मैकेनिकल मानदंड अधिक विशिष्ट होत हैं।
इन परीक्षणन का पास करै का मतलब ई नाहीं है कि सुरक्षा डिजाइन अच्छा है। यहिके मतलब है कि सुरक्षा डिजाइन प्रमाणन के लिए पर्याप्त है। वास्तविक-दुनिया का दुरुपयोग परीक्षण शर्तन से अधिक होइ सकत है।
पैक डिजाइन विकल्प
तार गेज लगातार ऊपर आवत है। कम आकार के तार प्रतिरोध जोड़त है अऊर कनेक्शनन मा गर्मी पैदा करत है। तार खुद करंट का संभाल सकत है, लेकिन झुर्रीदार टर्मिनल या सोल्डर जोड़ गर्म स्थान बन जात हैं। "बैटरी विफलता" के लिए लौटावा गा पैक अक्सर जले तार टर्मिनल देखावत हैं जबकि कोशिका ठीक होत हैं।
कनेक्टर चयन एक अउर कमजोर बिंदु है। XT60 कनेक्टर 60A निरंतर के लिए रेट किए गए हैं, कथित तौर पर। ऊ रेटिंग सही झुर्रीदार अऊर साफ संपर्कन का मानत है। व्यवहार मा, विश्वसनीयता के लिए 30-40% से कम कीन गा है। एंडरसन पावरपोल्स के पास समान विचार हैं।
कोशिका पर टैब वेल्डिंग पर ध्यान देय के जरूरत है। एक अच्छा वेल्ड मा कम प्रतिरोध अऊर यांत्रिक ताकत होत है। एक ठंडा वेल्ड ठीक देखात है लेकिन कंपन या थर्मल साइकिलिंग के तहत विफल हो जात है। एक जला हुआ वेल्ड डिब्बा का नुकसान पहुँचाइस अऊर एक कमजोर जगह बनावत है। वेल्ड शेड्यूल का पुल टेस्टिंग अऊर रेजिस्टेंस माप के साथ सत्यापन के जरूरत है।
थर्मल प्रबंधन ओवरकरंट क्षमता से जुड़ा अहै। सक्रिय शीतलन वाला पैक बिना वायु प्रवाह के एक सीलबंद पैक के तुलना मा उच्च धाराओं का बनाए रख सकत है। कुछ डिजाइन तापमान के महत्वपूर्ण होए से पहिले वर्तमान कमी का ट्रिगर करै के लिए कोशिकाओं पर थर्मिस्टर का उपयोग करत हैं।
द टेकअवे
ओवरकरंट लिथियम बैटरी का मार देत है। कभौ-कभौ तेज, कभौ-कभौ धीमा, लेकिन हमेशा हानिकारक। वर्तमान सीमा भौतिकी अऊर रसायन विज्ञान से जुड़े कारणन से मौजूद हैं, मनमानी रूढ़िवाद से नाहीं।
अच्छा सुरक्षा के लिए कईयो परतन के जरूरत होत है काहे से कि हर सुरक्षा प्रकार के कमजोरी होत है। पीटीसी धीमा हैं। फ्यूज एक-शॉट हैं। आईसी भावना सटीकता पर निर्भर करत हैं। बीएमएस लागत अऊर जटिलता जोड़त है। सीआईडी का मतलब है कि सेल पहिले से ही क्षतिग्रस्त है।
परीक्षण का वास्तविक उपयोग के स्थिति अऊर दुरुपयोग के परिदृश्यन का प्रतिबिंबित करै के जरूरत है। प्रमाणन परीक्षण पास करब जरूरी है लेकिन पर्याप्त नाहीं है।
पैक डिजाइन विकल्प-तार, कनेक्टर, थर्मल, मार्जिन-निर्धारित करत हैं कि सुरक्षा वास्तव मा रक्षा करत है या कागज पर अच्छा दिखत है।
जवन कोशिका हम भरोसा करत हई, उ निर्माताओं से सुसंगत गुणवत्ता अऊर प्रकाशित डेटा के साथ आवत हैं। पैक जेकरे बारे मा हम भरोसा करत हई, उचित अनुप्रयोग डिजाइन के साथ प्रतिष्ठित विक्रेता से सुरक्षा सर्किट का उपयोग करत है। बाकी सब कुछ सावधानी से तब तक व्यवहार कीन जात है जब तक कि अन्यथा साबित न होइ जाय।

