Kā izveidot litija bateriju komplektu (soli{0}}pa-pamācība)

A litija bateriju komplektsir daudz vairāk nekā tikai kopā savienotas šūnas. Tā ir pilnīga enerģijas sistēma, kas apvieno elektroķīmiju, mašīnbūvi, siltuma kontroli, elektrisko arhitektūru un drošības pārvaldību. Izpratne par litija bateriju komplekta uzbūvi ļaus jums labāk izprast bateriju komplekta ražošanas standartus. Šajā ceļvedī ir aprakstīts reālais process, kuram sekojam, kad klients piedāvā mums jaunu projektu.

1. darbība: definējiet lietojumprogrammas prasības un ierobežojumus

Katrs veiksmīgs akumulators sākas arskaidras prasības. Izlaidiet šo darbību, un vēlāk par to maksāsiet pārprojektēšanas vai lauka kļūmju gadījumā.

Jums ir jābloķē četras galvenās jomas:

• Veiktspējas vajadzības: spriegums, jauda, ​​nepārtraukta un maksimālā strāva,enerģijas blīvuma mērķi
• Darbības vide: temperatūras diapazons, vibrācijas līmenis, mitrums,IP vērtējums
• Paredzamais kalpošanas laiks:ciklu skaitspie konkrētaizlādes dziļums
• Normatīvās prasības: kādi sertifikāti ir jāiztur gala produktam

Piemēram, elektroinstrumentam var būt nepieciešami 10–15 C pārrāvumi uz īsu laiku, savukārt mājas enerģijas uzglabāšanas sistēma piešķir prioritāti 3000+ cikliem ar 80% DOD un zemām izmaksām. Elektriskajam motociklam ir nepieciešama spēcīga vibrācijas pretestība un hidroizolācija, kas nav nepieciešama stacionāram UPS.

Mēs vienmēr veidojam aizsekojamības matricapie GEB. Tas saista katru prasību ar konkrētu dizaina lēmumu un pārbaudes metodi. Šis dokuments kļūst ārkārtīgi noderīgs, kad sertifikācijas iestādes sāk uzdot jautājumus.

Prasību ievērošana pašā sākumā ietaupa visvairāk laika un naudas.

2. darbība: atlasiet optimālo šūnu ķīmiju un formātu

Kad prasības ir skaidras,šūnu atlaseizlemj gandrīz visu sekojošo.

Šeit ir praktiskais salīdzinājums, ko mēs izmantojam ikdienā:

Pēc ķīmijas izvēles izlemiet formas koeficientu:

• Cilindriskas šūnas(18650, 21700, 4680) piedāvā nobriedušu produkciju, labu konsistenci un spēcīgu mehānisko struktūru, bet zemāku iepakojuma blīvumu.
• Prizmatiskās šūnasnodrošina labāku telpas izmantošanu un vienkāršāku moduļu montāžu, lai gan tie var uzbriest un tiem ir nepieciešami stiprāki apvalki.
• Maisiņu šūnaspiegādāt visaugstākoenerģijas blīvumsun vismazākais svars, taču tiem ir nepieciešams visrūpīgākais ārējais atbalsts un pietūkuma vadība.

Mēs tikai lietojamA pakāpes šūnasno pazīstamiem ražotājiem. Konsekvence kapacitātē un iekšējā pretestība ir svarīgāka, nekā vairums cilvēku saprot. Pat nelielas atšķirības rada nelīdzsvarotību, kas saīsina iepakojuma kalpošanas laiku un rada drošības riskus.

Šūnu atlasenav par "labākās" šūnas izvēli. Tas ir par pareizās šūnas izvēli konkrētajam darba ciklam un izmaksu mērķim.

3. darbība. Akumulatora elektriskā konstrukcija

Ja šūnas ir izvēlētas, tās jāpārvērš par izmantojamu sprieguma un jaudas platformu.

Sērijas savienojumspalielina spriegumu:

V_kopējais=V_šūna × sērijas šūnu skaits

Paralēlais savienojumspalielina jaudu un strāvas vadību:

Ah_total=Ah_cell × paralēlo virkņu skaits

Parasts 48 V enerģijas uzglabāšanas komplekts bieži izmanto 13S vai 16S konfigurāciju atkarībā no invertora sprieguma loga. Lieljaudas-lietojumprogrammām var būt nepieciešams 4P vai 6P, lai strāva vienā šūnā būtu drošā robežās.

Savienojuma metode ir svarīga uzticamībai. Mēs izvairāmies lodēt šūnas tieši - karstums var sabojāt iekšējās struktūras un laika gaitā paaugstināt iekšējo pretestību.Niķeļa lentes punktmetināšanavai lāzermetināšana uz cilnēm sniedz daudz labākus ilgtermiņa{0}}rezultātus. Augstas strāvas-straumes ceļiem mēs pārejam uzvara kopnesar vairākiem savienojuma punktiem, lai izvairītos no karstajiem punktiem.

Pareiza izolācija starp augstsprieguma{0}}un zemsprieguma{1}}līnijām samazina elektromagnētiskos traucējumus un novērš šļūdes problēmas.

Elektriskajai arhitektūrai jānodrošina nepieciešamā jauda, ​​vienlaikus saglabājot zemu kontakta pretestību un līdzsvarotu strāvas sadali.

4. darbība: integrējiet akumulatoru pārvaldības sistēmu (BMS)

BMS ir bara smadzenes un aizbildnis.

Tam reāllaikā jāuzrauga šūnu spriegums, temperatūra un strāva. Tas aprēķina SOC un SOH, veic balansēšanu un aktivizē aizsardzību, kad tiek pārsniegti ierobežojumi.

Galvenie lēmumi ietver:

• Pasīvā balansēšana(lētāk) pretaktīva balansēšana(efektīvāks lieliem iepakojumiem)
• Sakaru protokols - CAN kopne automobiļiem, RS485 vai Bluetooth stacionārām sistēmām
• Pašreizējais vērtējums un atbalstīto sēriju šūnu skaits

Mūsu pieredze liecina, ka laba BMS novērš 80% no iespējamām lauka problēmām. Izvēlieties vienu ar liekām aizsardzības shēmām un ātru īssavienojuma-reakciju. Augstsprieguma -sistēmām,izolācijas uzraudzībair būtiska.

Nekad neuztveriet BMS kā pārdomas. Tam jābūt izstrādātam jau no paša sākuma.

5. darbība. Izstrādājiet siltuma vadības sistēmu

Temperatūras kontrole bieži izlemj, vai iepakojums ilgst 5 vai 15 gadus.

Litija šūnas vislabāk darbojas no 25 grādiem līdz 40 grādiem. Atšķirības, kas lielākas par 5 grādiem starp šūnām, paātrina novecošanos. Ātrās uzlādes vai lielas izlādes laikā siltuma ģenerēšana var sasniegt vairākus vatus vienā šūnā.

Izplatītas pieejas:

• Gaisa dzesēšana:vienkāršs un zemas izmaksas, bet ierobežota jauda
• Šķidruma dzesēšana:lieliska siltuma pārnese, plaši izmantota EV
• Fāzes maiņas materiāli (PCM):pasīvs un piemērots temperatūras lēcienu izlīdzināšanai
• Hibrīdsistēmas:apvienot metodes ekstremāliem apstākļiem

Aukstā klimatā mēs pievienojam PTC sildītājus vai sildīšanas plēves, lai pirms uzlādes elementi sasniegtu darba temperatūru.

Mēs veicam siltuma simulāciju projekta sākumā. Tas palīdz mums izlemt, vai pasīvā dzesēšana ir pietiekama vai aktīvašķidruma dzesēšanair nepieciešams. Labs termiskais dizains novērš termisku aizbēgšanu un nodrošina nemainīgu veiktspēju visās sezonās.

6. darbība: mehāniskā un strukturālā projektēšana

Tagad iepakojumam ir jāizdzīvo reālos{0}}pasaules apstākļos.

Laicīgi izlemiet, vai izmantot amodulārais dizainsvai aķieģeļu-stila komplekts. Moduļu konstrukcijas ir vieglāk ražot, pārbaudīt un labot. Ķieģeļu paketes var sasniegt augstākuenerģijas blīvumsbet apgrūtina apkopi.

Šūnu fiksācija ir kritiska. Mēs izmantojam plastmasas šūnu turētājus pozicionēšanai un atstatīšanai, apvienojumā ar rūpīgi uzklātu karstu-kausētu līmi vai neitrālu silikonu, lai absorbētu vibrācijas, nebloķējot siltuma izkliedi.

Korpusu materiāli parasti ir alumīnijs tā stiprības -pret-svara attiecības dēļ vai tērauds, lai stacionāros lietojumos samazinātu izmaksas.IP67 blīvējums, spiediena samazināšanas ventilācijas atveres un saspiešanas zonas ir standartaprīkojumā{0}}automobiļu klases komplektos.

Mehāniskajai konstrukcijai ir jāaizsargā šūnas no vibrācijas, triecieniem un ūdens, vienlaikus nodrošinot apkopi vajadzības gadījumā.

7. darbība: prototipu veidošana, testēšana un apstiprināšana

Neviens dizains nav pabeigts, kamēr tas nav pārbaudīts.

Mēs veidojam trīs prototipa posmus:

• EVT:pamata funkciju pārbaude
• DVT:pilna veiktspēja un vides pārbaude
• PVT:ražošanas-nolūka vienības no gala instrumentiem

Galvenie testi ietver ietilpību un efektivitāti pie dažādiem C{0}}likmēm, termisko attēlveidošanu zem slodzes, lai atrastu karstos punktus,cikla dzīves pārbaude, vibrācijas un trieciena, kā arī drošības ļaunprātīgas izmantošanas testi (pārmaksa, īssavienojums, naglu iespiešanās).

Mēs uzskatām, ka iepakojums ir sasniedzisdzīves beigaskad jauda definētajos apstākļos samazinās līdz 80% no sākotnējās vērtības.

Rūpīga validācija novērš problēmas, pirms tās sasniedz klientus.

8. darbība: sertifikācija un ražošanas uzsākšana

Visbeidzot, iepakojumam ir jāiziet sertifikācija tā mērķa tirgiem.

Kopējās prasības ietverANO38.3nosūtīšanai,UL 2580vaiIEC 62619drošībai un reģionālajiem standartiem, piemēram, GB 38031 Ķīnā vai ANO EEK R100 Eiropā.

Ražošanas pusē mēs ieviešam šūnu šķirošanu, automatizētu metināšanu, kur iespējams, un -beigās{1}}pārbaudi. Izsekojamība no ienākošajām šūnām līdz gatavajiem iepakojumiem ir obligāta automobiļu un augstas -uzticamības lietojumprogrammām.

Secinājums

Projektēšana alitija bateriju komplektsprasa līdzsvarošanuveiktspēju, drošību, izmaksas un izgatavojamību. Pasūtījumam ir nozīme:skaidras prasībasvispirms, tadšūnu atlase, elektriskā arhitektūra, siltuma un mehāniskās sistēmas, kam seko stingra validācija.

Mēs uzņēmumā GEB esam šo procesu uzlabojuši daudzu gadu un simtiem projektu garumā. Neatkarīgi no tā, vai jums ir nepieciešams neliels pielāgots iepakojums prototipam vai tūkstošiem vienību sērijveida ražošanai, pamatprincipi paliek nemainīgi.

Ja strādājat pie litija akumulatora projekta un vēlaties saņemt pieredzējušu atbalstu no prasību noteikšanas līdz masveida ražošanai, sazinieties ar mūsu inženieru komandu. Mēs esam priecīgi pārskatīt jūsu specifikācijas un dalīties ar to, kas ir labi darbojies līdzīgās lietojumprogrammās.