Kaip sukurti ličio baterijų paketą (žingsnis{0}}po-žingsnis)

A ličio baterijų paketasyra daug daugiau nei vien tarpusavyje sujungtos ląstelės. Tai visa energetinė sistema, apjungianti elektrochemiją, mechaninę inžineriją, šiluminę kontrolę, elektros architektūrą ir saugos valdymą. Suprasdami, kaip suprojektuotas ličio akumuliatorių paketas, galėsite geriau suprasti baterijų paketo gamybą reglamentuojančius standartus. Šiame vadove aprašomas tikrasis procesas, kurio laikomės, kai klientas pristato mums naują projektą.

1 veiksmas: apibrėžkite programos reikalavimus ir apribojimus

Kiekvienas sėkmingas akumuliatoriaus paketas prasideda nuoaiškūs reikalavimai. Praleiskite šį veiksmą ir vėliau už jį sumokėsite perprojektuodami ar gedę vietoje.

Turite užrakinti keturias pagrindines sritis:

• Veikimo poreikiai: įtampa, talpa, nuolatinė ir didžiausia srovė,energijos tankio tikslai
• Darbo aplinka: temperatūros diapazonas, vibracijos lygis, drėgmė,IP reitingas
• Numatomas tarnavimo laikas:ciklo skaičiuskonkrečiameiškrovimo gylis
• Norminiai reikalavimai: kokius sertifikatus turi išlaikyti galutinis produktas

Pavyzdžiui, elektriniam įrankiui gali prireikti 10–15 °C sprogimų trumpam laikui, o namų energijos kaupimo sistema teikia pirmenybę 3000+ ciklams, kai DOD yra 80 % ir kaina yra maža. Elektriniam motociklui reikalingas stiprus atsparumas vibracijai ir hidroizoliacija, ko nereikia stacionariam UPS.

Mes visada statome aatsekamumo matricaGEB. Jis susieja kiekvieną reikalavimą su konkrečiu projektavimo sprendimu ir bandymo metodu. Šis dokumentas tampa itin naudingas, kai sertifikavimo įstaigos pradeda kelti klausimus.

Iš pat pradžių nustatę reikalavimus sutaupysite daugiausiai laiko ir pinigų.

2 veiksmas: pasirinkite Optimali ląstelių chemija ir formatas

Kai reikalavimai bus aiškūs,ląstelių pasirinkimasnusprendžia beveik viską, kas seka.

Štai praktinis palyginimas, kurį naudojame kasdien:

Pasirinkę chemiją, nuspręskite formos koeficientą:

• Cilindrinės ląstelės(18650, 21700, 4680) siūlo brandžią produkciją, gerą konsistenciją ir stiprią mechaninę struktūrą, bet mažesnį pakavimo tankį.
• Prizminės ląstelėsleidžia geriau išnaudoti erdvę ir paprastesnį modulių surinkimą, nors jie gali išsipūsti ir jiems reikia tvirtesnių korpusų.
• Maišelio ląstelėspristatyti aukščiausiąenergijos tankisir mažiausio svorio, tačiau jiems reikia kruopščiausios išorinės paramos ir patinimo valdymo.

Mes tik naudojameA klasės ląstelėsiš žinomų gamintojų. Pajėgumų nuoseklumas ir vidinis pasipriešinimas yra svarbesni, nei dauguma žmonių supranta. Net nedideli skirtumai sukuria disbalansą, kuris sutrumpina pakuotės tarnavimo laiką ir kelia pavojų saugai.

Ląstelių pasirinkimasnėra „geriausios“ ląstelės išrinkimas. Tai yra tinkamo elemento parinkimas jūsų konkrečiam darbo ciklui ir išlaidų tikslui.

3 veiksmas: akumuliatoriaus elektros projektavimas

Pasirinkę elementus, turite juos paversti tinkama įtampos ir talpos platforma.

Serijinis ryšyspadidina įtampą:

V_total=V_cell × serijos langelių skaičius

Lygiagretus ryšyspadidina pajėgumą ir srovės valdymą:

Ah_total=Ah_cell × lygiagrečių eilučių skaičius

Įprastas 48 V energijos kaupiklis dažnai naudoja 13S arba 16S konfigūraciją, priklausomai nuo keitiklio įtampos lango. Didelės-galios programoms gali prireikti 4P arba 6P, kad srovė viename langelyje būtų saugi.

Prijungimo būdas yra svarbus patikimumui. Vengiame litavimo elementų tiesiogiai - šiluma gali pažeisti vidines struktūras ir laikui bėgant padidinti vidinę varžą.Nikelio juostos taškinis suvirinimasarba lazerinis suvirinimas ant skirtukų suteikia daug geresnių ilgalaikių{0}}rezultatų. Didelės srovės-takai pereiname prievarinės šynossu keliais prisijungimo taškais, kad būtų išvengta viešosios interneto prieigos taškų.

Tinkama aukštos{0}}įtampos-įtampos linijų izoliacija sumažina elektromagnetinius trukdžius ir apsaugo nuo šliaužimo problemų.

Elektros architektūra turi tiekti reikiamą galią, išlaikant mažą kontakto varžą ir subalansuotą srovės pasidalijimą.

4 veiksmas: integruokite akumuliatoriaus valdymo sistemą (BMS)

BMS yra gaujos smegenys ir globėjas.

Jis turi stebėti elementų įtampą, temperatūrą ir srovę realiu laiku. Jis apskaičiuoja SOC ir SOH, atlieka balansavimą ir įjungia apsaugą, kai viršijami limitai.

Pagrindiniai sprendimai apima:

• Pasyvus balansavimas(pigiau) priešaktyvus balansavimas(efektyvesnis didelėms pakuotėms)
• Ryšio protokolas - CAN magistralė automobiliams, RS485 arba Bluetooth stacionarioms sistemoms
• Dabartinis įvertinimas ir palaikomų serijų langelių skaičius

Mūsų patirtis rodo, kad geras BMS užkerta kelią 80 % galimų lauko problemų. Pasirinkite vieną su perteklinėmis apsaugos grandinėmis ir greitu trumpojo-jungimo atsaku. Aukštos-įtampos sistemoms,izoliacijos stebėjimasyra būtinas.

Niekada nevertinkite BMS kaip pasekmių. Jis turi būti sukurtas nuo pat pradžių.

5 veiksmas: suprojektuokite šilumos valdymo sistemą

Temperatūros valdymas dažnai nusprendžia, ar pakuotė užteks 5 ar 15 metų.

Ličio elementai geriausiai veikia nuo 25 laipsnių iki 40 laipsnių. Didesni nei 5 laipsnių skirtumai tarp ląstelių pagreitina senėjimą. Greito įkrovimo arba didelio iškrovimo metu šilumos generavimas gali siekti kelis vatus viename elemente.

Įprasti metodai:

• Oro aušinimas:paprastas ir nebrangus, bet ribotas pajėgumas
• Aušinimas skysčiu:puikus šilumos perdavimas, plačiai naudojamas EV
• Fazės keitimo medžiagos (PCM):pasyvus ir geras temperatūros šuolių išlyginimui
• Hibridinės sistemos:derinti metodus ekstremalioms sąlygoms

Šaltame klimate pridedame PTC šildytuvus arba kaitinimo plėveles, kad prieš įkraunant elementus pasiektų darbinę temperatūrą.

Projekto pradžioje vykdome šiluminį modeliavimą. Tai padeda mums nuspręsti, ar pakanka pasyvaus aušinimo, ar aktyvausskysčio aušinimasyra būtinas. Gera šiluminė konstrukcija apsaugo nuo šilumos nutekėjimo ir užtikrina vienodą veikimą įvairiais sezonais.

6 žingsnis: Mechaninis ir konstrukcinis projektavimas

Dabar pakuotė turi išgyventi realiomis{0}}pasaulio sąlygomis.

Iš anksto nuspręskite, ar naudoti amodulinis dizainasarba aplytų-stiliaus paketas. Modulinius dizainus lengviau gaminti, išbandyti ir taisyti. Plytų paketai gali pasiekti didesnįenergijos tankisbet apsunkina priežiūrą.

Ląstelių fiksacija yra labai svarbi. Naudojame plastikinius elementų laikiklius, skirtus padėties nustatymui ir tarpų nustatymui, kartu su kruopščiai užtepamais karštais -lydančiais klijais arba neutraliu silikonu, kad sugertume vibraciją ir neužblokuotų šilumos išsklaidymo.

Dėl tvirtumo{0}}svorio -svorio santykio korpuso medžiagos paprastai priskiriamos aliuminiui, o stacionarių įrenginių kainai – plienui.IP67 sandarinimas, slėgio mažinimo angos ir gniuždymo zonos yra standartinės automobilių{0}}klasės pakuotėse.

Mechaninė konstrukcija turi apsaugoti ląsteles nuo vibracijos, smūgių ir vandens, tuo pačiu užtikrinant tinkamumą naudoti, kai reikia.

7 veiksmas: prototipų kūrimas, testavimas ir patvirtinimas

Joks dizainas nėra baigtas, kol jis nėra išbandytas.

Gaminame tris prototipo etapus:

• EVT:pagrindinės funkcijos patikrinimas
• DVT:pilnas veikimo ir aplinkosaugos bandymas
• PVT:gamybos-tikslų vienetų nuo galutinių įrankių

Pagrindiniai bandymai apima talpą ir efektyvumą esant įvairiems C{0}}greičiams, terminį vaizdą esant apkrovai, siekiant rasti viešosios interneto prieigos taškus,ciklo gyvavimo bandymas, vibracijos ir smūgio bei piktnaudžiavimo sauga testai (perkrovimas, trumpasis jungimas, nagų įsiskverbimas).

Manome, kad pakuotė pasiekėgyvenimo pabaigakai talpa nukrenta iki 80 % pradinės vertės apibrėžtomis sąlygomis.

Kruopštus patvirtinimas užfiksuoja problemas dar prieš joms pasiekiant klientus.

8 veiksmas: sertifikavimas ir gamybos paleidimas

Galiausiai, pakuotė turi išlaikyti savo tikslinių rinkų sertifikatą.

Bendri reikalavimai apimaUN38.3už siuntimą,UL 2580arbaIEC 62619saugumo, ir regioninius standartus, tokius kaip GB 38031 Kinijoje arba JT EEK R100 Europoje.

Gamybos srityje įgyvendiname ląstelių rūšiavimą, automatinį suvirinimą, kur įmanoma, ir linijos pabaigos--bandymą. Atsekamumas nuo gaunamų elementų iki gatavų pakuočių yra privalomas automobiliams ir didelio patikimumo{3}}programoms.

Išvada

Projektavimas aličio baterijų paketasreikalauja balansavimonašumas, saugumas, kaina ir gamyba. Užsakymas svarbus:aiškūs reikalavimaipirma, tadaląstelių pasirinkimas, elektros architektūra, šiluminės ir mechaninės sistemos, po kurių atliekamas griežtas patvirtinimas.

GEB mes tobulinome šį procesą per daugelį metų ir šimtus projektų. Nesvarbu, ar jums reikia nedidelės individualios pakuotės prototipui, ar tūkstančių vienetų serijinei gamybai, pagrindai išlieka tie patys.

Jei dirbate su ličio baterijos projektu ir norite patyrusio palaikymo nuo reikalavimų nustatymo iki masinės gamybos, nedvejodami susisiekite su mūsų inžinierių komanda. Džiaugiamės galėdami peržiūrėti jūsų specifikacijas ir pasidalinti tuo, kas gerai veikė panašiose programose.