كيفية عمل تصميم وحدة لبطارية ليثيوم أيون؟

2022/04/08

المؤلف : Iflowpower -مزود محطة الطاقة المحمولة

يمكن فهم وحدة البطارية على أنها مزيج من خليط أيونات الليثيوم وسلسلة من الخلايا لمراقبة وتشكيل خلية مكونة من خلية و PACK. يجب دعم هيكلها وتثبيتها وحمايتها للبطارية ، والتي يمكن تلخيصها في 3 عناصر كبيرة: القوة الميكانيكية ، والأداء الكهربائي ، والأداء الحراري ، والقدرة على معالجة الأخطاء. هل يمكنني إكمال موضع قلب البطارية وحماية تشوه فقدان الأداء الضائع ، وكيفية تلبية متطلبات أداء الحمل الحالي ، وكيفية تلبية التحكم في درجة الحرارة الأساسية الكهربائية ، ويمكن إيقاف تشغيله عندما يمكن أن يكون هناك خلل خطير يمكن أن تمنع انتشار فقدان الحرارة ، إلخ.

، سيكون معيار تقييم مزايا وعيوب وحدات البطارية. وحدة بطارية عالية الأداء ، تم تحويل حل الإدارة الحرارية الخاص بها إلى مواد التبريد السائل أو تغيير الطور. من المرجح أن تكون كثافة طاقة خلية بطارية الأكياس اللينة عالية في حزم بطاريات الليثيوم أيون الثلاث المشتركة ، ولكن بالنسبة لتصميم الوحدة ، فإن مهمة النظر في السلامة العامة للمنتج ، يمكن القول إنها جزء من الكهرباء. من القلب يعطي هيكل الوحدة.

التكوين المهم للوحدة هو بطارية حقيبة ناعمة ، وفجوة اختيار التصميم كبيرة نسبيًا. الشكل أعلاه في الصورة هو شكل نموذجي أكثر. تشمل المكونات الأساسية: التحكم في الوحدة ، وألواح BMS التابعة ، وخلايا البطارية ، والموصلات الموصلة ، والإطارات البلاستيكية ، والألواح الباردة ، وأنابيب التبريد ، على كلا الطرفين ، والمثبتات المدمجة مع هذه المكونات معًا.

من بينها ، تُضاف ألواح الضغط لكلا الطرفين إلى استخدام ضغط ثابت ، وغالبًا ما يتم تصميم الوحدة في الهيكل الثابت في PACK. متطلبات تصميم هيكل التصميم الإنشائي. الموثوقية الهيكلية: مكافحة التعب مكافحة التعب. يمكن التحكم في العملية: لا لحام مجاني ، لحام نبيل ، يضمن 100٪ من البطارية ؛ منخفضة التكلفة: حزمة تكلفة أتمتة خط الإنتاج ، بما في ذلك معدات الإنتاج ، وخسارة الإنتاج ؛ تقسيم سهل: حزمة بطارية سهلة الصيانة والإصلاح ومنخفضة التكلفة ويمكن استخدام جوهر البطارية ؛ لمنع انتقال الحرارة ، ومنع فقدان الحرارة من الانتشار بسرعة كبيرة ، أو ضع هذه الخطوة في تصميم العبوة ثم ضع في اعتبارك.

من المفهوم ، في الوقت الحاضر ، أن نسبة التركيب المتكامل للخلايا الأسطوانية في الصناعة تبلغ حوالي 87٪. يتكون النظام من حوالي 65٪؛ يبلغ المعدل الوظيفي للوضع الأساسي للحزمة اللينة حوالي 85٪ ، ويقتصر النظام على حوالي 60٪. يبلغ مكون الوحدة النمطية للخلية المربعة حوالي 89٪ ، والنظام شامل.

الكفاءة حوالي 70٪. كثافة طاقة المونومر للكيس الناعم أعلى من الأسطوانة والمربع ، لكن تصميم الوحدة مرتفع ، وليس من السهل التحكم في السلامة ، وهي مشكلة حل التصميم. تحسين الوحدة العامة.

يعد تحسين استخدام المساحة أيضًا طريقة مهمة لتحسين الوحدة. يمكن أن تقلل حزمة بطارية الليثيوم من استخدام صناديق البطاريات من خلال تحسين تصميم الوحدة النمطية ونظام الإدارة الحرارية. هناك أيضًا حل يستخدم مواد جديدة.

على سبيل المثال ، شريط الناقل داخل نظام بطارية الليثيوم للطاقة (الناقل في الدائرة المتوازية ، مصنوع بشكل عام من لوحة نحاسية) من النحاس إلى الألومنيوم ، ويتم استبدال وحدة التثبيت بمواد الصفائح المعدنية إلى الفولاذ والألمنيوم العاليين ، والتي يمكن أيضا تقليل وزن بطارية الليثيوم السلطة. يحدد الهيكل المادي لبطارية الأكياس اللينة ذات التصميم الحراري صعوبة انفجارها. بشكل عام ، يمكن أن يتأثر الضغط فقط بالصدفة وهو مرتفع بدرجة كافية ، ومن الممكن أن ينفجر ، وسيبدأ الضغط الداخلي داخل الكيس الناعم حافة فيلم الألمنيوم.

، تسريب. في الوقت نفسه ، تعد بطارية الحقيبة الناعمة أيضًا الأفضل في العديد من البطاريات. الممثل الشهير لبطارية الأكياس اللينة ، LEAF of Nissan ، لديه إحكام كامل ، ولا يأخذ في الاعتبار تبديد الحرارة ، أي عدم تبديد الحرارة.

وقدرة ردود الفعل المتكررة لـ Leaf في السوق سريعة جدًا ، ولا ترتبط بهذه الإدارة الحرارية. من الواضح أنه نظرًا لسعي الناس للحصول على سيارات كهربائية عالية الأداء ، يجب أن يكون إجبار بطاريات الأكياس اللينة على هياكل إدارة حرارية نشطة. تم تحويل وضع التبريد السائد الحالي إلى تبريد سائل وتبريد مادة متغيرة الطور.

يمكن استخدام تبريد مادة تغيير الطور مع التبريد السائل ، أو استخدامه بمفرده في ظل ظروف البيئة. هناك أيضا عملية ، التهاب رئوي ، لا تزال في الصين حاليا. هنا هو معامل التوصيل الحراري للتوصيل الحراري من الهواء.

تنتقل حرارة الاتصالات السلكية واللاسلكية إلى مبيت الوحدة بواسطة هلام موصل حراري ، وينبعث منها كذلك في البيئة. بهذه الطريقة ، يتم استبدال الخلية بشكل منفصل ، ولكنها تمنع أيضًا خروج الحرارة عن السيطرة من حد معين. السائل بارد ، في الصورة الموصوفة سابقًا للوحدة ، تعتبر اللوحة الباردة وأنبوب الماء البارد السائل مكونات نظام التبريد السائل.

يتم تكديس الوحدة بواسطة النواة الكهربائية ، وهناك لوحة مبردة بالسائل مرتبة في خلية البطارية ، مما يضمن أن كل خلية لديها اتصال سطحي كبير بلوحة التبريد السائل. بالطبع ، يجب أن يكون الكيس الناعم ناضجًا ، فليس من السهل صنع تقنية تبريد سائل ، والتي يجب أن تأخذ في الاعتبار التثبيت ، والختم ، والعزل ، وما إلى ذلك للألواح الباردة السائلة.

التصميم الكهربائي للتصميم الكهربائي ، يتكون من جزئين: ضغط منخفض وضغط مرتفع. تصميم الجهد المنخفض ، بشكل عام النظر في العديد من الوظائف. عن طريق تسخير الأسلاك ، جهد البطارية ، يتم جمع معلومات درجة الحرارة إلى الوحدة النمطية من لوحة التحكم أو ما يسمى وحدة تحكم الوحدة المثبتة على الوحدة ؛ تم تصميم وحدة تحكم الوحدة بشكل عام لتصميم وظيفة التوازن (المعادلة النشطة أو المعادلة السلبية أو كلا المعامل) ؛ يمكن تصميم كمية صغيرة من وظائف التحكم في الترحيل على وحدة التحكم التابعة ، أو وحدة التحكم في الوحدة ؛ قم بتوصيل معلومات الوحدة بمعلومات الوحدة من خلال وحدة تحكم وحدة اتصال اتصال CAN ووحدة التحكم الرئيسية.

تصميم الضغط العالي ، المهم هو الوصلة المتوازية بين البطارية والخلية ، والاتصال الخارجي للوحدة والوحدة النمطية ، يتم اعتبار الوحدة العامة فقط في سلسلة. يجب أن تكون هذه الوصلات عالية الضغط مطلوبة للوصول إلى جانبين: أولاً ، يجب أن يكون توزيع الطاقة الكهربائية ومقاومة التلامس بين الخلايا موحدًا ، وإلا فسيتم تداخل اكتشاف الجهد المونومر ؛ ثانوية ، المقاومة صغيرة بما يكفي لمنع الطاقة الكهربائية من تمرير نفايات المسار. يمكن تقسيم تصميم أمان تصميم السلامة إلى ثلاثة متطلبات معادة: التصميم الجيد ، وليس هناك أي حادث ؛ إذا حدث حادث لا يهم ، فمن الأفضل أن تشن حربًا مسبقًا ، وتعطي الناس الوقت ؛ حدث الخلل ، تم تصميم الهدف بحيث يتحول إلى منع الانتشار المفرط.

لتحقيق الغرض الأول ، إنه تصميم معقول ، نظام تبريد جيد ، تصميم هيكلي موثوق ؛ الأهداف الثانوية ، يتم توزيع المستشعر على نطاق واسع على كل نقطة خطأ محتملة ، ويكشف بشكل كامل الجهد ودرجة الحرارة ، ويفضل مراقبة كل المقاومة الداخلية للبطارية ؛ يمكن تحديد الحد الأدنى للهدف بواسطة البطارية والوحدات ، ويتم تعيين جدار الحماية بين الوحدات والوحدات النمطية. يجب أن ينهار التكرار في كثافة التصميم بعد وقوع الكارثة. هذا هو اتجاه وحدات الأكياس اللينة عالية الأداء.

تصميم خفيف الوزن تصميم خفيف الوزن ، والغرض الأكثر أهمية هو متابعة حياة الحياة ، والقضاء على كل الأعباء ، وتحميلها بشكل خفيف. إذا كان أخف وزنا ، فإنه سيكون أكثر سعادة لمتابعة التكلفة. الطرق خفيفة الوزن ، مثل زيادة كثافة طاقة البطارية ؛ في التصميم التفصيلي ، تأكد من رقة الأجزاء الهيكلية في حالة القوة (مثل اختيار مواد التخفيف ، وحفر المزيد من الثقوب على الصفيحة) ؛ استبدال غلاف الألومنيوم لأجزاء الصفائح المعدنية ؛ مواد جديدة ذات كثافة أقل لإنشاء مساكن ، إلخ.

توحيد التصميم القياسي هو السعي طويل الأجل منذ الصناعة الكبيرة ، والتوحيد القياسي هو حجر الزاوية في تقليل قابلية التبادل لزيادة التكلفة. على وجه التحديد لوحدة بطارية الليثيوم الطاقة ، كان هناك غرض رائع لاستخدام السلم. أي ، لكن الحقيقة هي أن المونومر لم يتم توحيده ، وبالتالي فإن مسافة التوحيد القياسي للوحدة تكون أبعد.

الطراز المشهور لبطارية الحقيبة اللينة رينو زوي ، سبتمبر 2016 قامت رينو بترقية حزمة بطارية ZoE ، المبلغ الإجمالي لحزمة البطارية هو 45.6 كيلو واط ساعة ، الطاقة المتاحة هي 41 كيلو واط في الساعة ، جهد النظام المقدر 360 فولت ، النظام 2P96S ، إجمالي 192 دفعة تتكون من 12 وحدة 2P8S. تستخدم حزمة بطارية ZOE طريقة إدارة تبريد الرياح ، من الفتحة الوسطى ، على كلا الجانبين.

يتم تغليف كل خليتين بغطاء علوي من الألومنيوم وغطاء سفلي واحد من الألومنيوم ، ويتم ربط علبتي الألمنيوم معًا بشكل مفاجئ ، ويبلغ سمك غلاف الألومنيوم 0.4 مم. تم ختم الغلاف المصنوع من الألمنيوم ليشكل ثلاث نتوءات بارتفاع إسقاط يبلغ 0.

8 مم ، إسقاط من غلاف الألومنيوم 2P المجاور ، وفجوة بعرض 1.6 مم ، ويتم توصيل حرارة البطارية إلى غلاف الألمنيوم ، في الفجوة ، يعمل تدفق الهواء على تبريد الخلية ، بينما يمكن للفجوة أيضًا امتصاص جزء تم توسيع الخلية. يتم توريد بطارية Zoe من شركة LG الكيميائية ، بطارية نسخة 2012 ZOE 36ah ، الحجم 325x135x11.

2 مم ، بوزن حوالي 0.86 كجم ، ويبلغ الوزن الإجمالي للبطارية 165.12 ، وهو ما يمثل 57٪ من إجمالي العبوة.

نسخة 2016 من بطارية ZoE تكهنات ، 65ah ، حجمها مشابه لـ 36ah. Nissan Leaf (بدون تبريد قسري) وحدة صغيرة للبطارية الورقية ، 4 خلايا في كل مبيت ؛ يتم توصيل الوحدة الصغيرة والوحدة الصغيرة بوصلة اتصال الحقن. تتخصص المحطة الطرفية لكل عمود وحدة ، وفقًا لعدد كل وحدة ، في قولبة صندوق التوصيل المقابل ، ويكون شكل ووحدة كل صندوق تقاطع واحدًا أو واحدًا.

إذا تغير عدد الوحدات (2P2S) ، فلا يمكن استخدام مربع التوصيل ، إلا إذا كان الرقم عددًا صحيحًا لوحدة نمطية موجودة ، وعدد الوحدات المتوازية. على سبيل المثال ، إذا كانت الوحدة النمطية هي 4×2 (خلية) ، يجب أن تكون الوحدة المعدلة 8×2،12×2……خلاف ذلك ، لا يمكن استخدام مربع تقاطع القطب الأصلي الخاص به. مقارنة وضع الاتصال القوي لبطارية الحزمة الناعمة: يظهر نموذج الوحدة أدناه.

حدد بطارية أيون تيتانات الحزمة اللينة في المصنع للتجميع ، وتظهر معلماتها المميزة في الجدول التالي. تتكون وحدة بطارية أيون الليثيوم من بطارية ليثيوم أيون ، ولوحة تثبيت وحدة ، وكتلة عازلة ، ومبيت ، وصف اتصال طويل ، وصف ربط قصير ، وعمود قطب ، وهيكل وحدة بطارية ليثيوم أيون كما هو موضح أدناه. يتم وضع بطارية في منتصف لوحتين تركيب الوحدة ، وتشكيل هيكل من 5 و 3 سلاسل ، ويستخدم اتصال السلسلة المتوازي صفوف اتصال طويلة وصفوف اتصال قصيرة لتوصيل البطارية ، بين البطارية والتوصيلات الطويلة / القصيرة ، تم تثبيت وضع الاتصال.

العمود القطبي متصل بالمخرج الخارجي لوحدة بطارية أيون الليثيوم ، وهو متصل بالوصلة القصيرة ، وطريقة التوصيل هي أيضًا وصلة لولبية. بين صف التوصيل الطويل وصف التوصيل القصير في كتلة عزل عازلة للعزل الكهربائي. طريقة الاتصال 1: وحدة بطارية ليثيوم أيون متصلة بالمسمار الكامل ، أي بطارية ليثيوم أيون وصف اتصال طويل / قصير ، والاتصال بين صف التوصيل القصير وعمود القطب كلها تستخدم اتصال برغي.

وضع الاتصال 2: وحدة بطارية ليثيوم أيون ذات اللحام شبه اللولبي ، أي أن الاتصال بين بطارية أيون الليثيوم وصف التوصيل الطويل / القصير هو اللحام بالليزر ، في حين أن الاتصال بين صف التوصيل القصير وعمود القطب يستخدم اتصال برغي. طريقة التوصيل الثالثة: اللحام بالليزر ووحدة الخلية المكونة من قطعة واحدة لعمود القطب المتكامل ، أي أن الاتصال بين بطارية أيون الليثيوم وصف التوصيل الطويل / القصير هو اللحام بالليزر ، وصف التوصيل القصير وعمود العمود يصنعان المكون كله. طريقة الاختبار ، اتصال برغي الاختبار المنفصل ومقاومة اتصال اللحام بالليزر ، يأخذ كل منهما اتصالًا قصيرًا وبطارية ليثيوم أيون منفصلة اتصال برغي وتجربة لحام بالليزر ، وقياس مقاومة الاتصال الخاصة بكل منهما.

في الوقت نفسه ، يتم الحصول على قيمة المقاومة الداخلية للوحدة بأكملها عن طريق قياس قيمة المقاومة الداخلية لوحدة بطارية ليثيوم أيون ، وبالتالي مقارنة فرق المقاومة الداخلية لوحدة بطارية أيون الليثيوم في وضع اتصال مختلف. يتم الحصول على مقاومة التوصيل والمقاومة الداخلية عن طريق قياس جهاز اختبار بطارية HiOki. يتم ترتيب مجموعة من المقاومة الحرارية أو المزدوجات الحرارية في وحدة بطارية ليثيوم أيون كنقطة قياس درجة الحرارة ، ويتم اختبار درجة حرارة نقاط درجة الحرارة المختلفة لوحدة بطارية ليثيوم أيون عن طريق تجربة الشحن والتفريغ.

تم تصنيف وحدة بطارية الليثيوم أيون إلى 100A. بالنظر إلى أن الحد الحالي لعملية التحميل الزائد هو 120 أمبير تقريبًا ، يتم شحنه وتفريغه في حدود 120 أ الحالية في الاختبار التجريبي. سجل أعلى درجة حرارة وارتفاع درجة الحرارة وفرق درجة الحرارة لكل نقطة قياس درجة الحرارة أثناء الشحن والتفريغ.

نقطة قياس درجة الحرارة لوحدة بطارية الليثيوم أيون لطريقة الاتصال هي 4 (محدودة في ذلك الوقت ، يتم قياس 4 نقاط رئيسية فقط) ، ويتم استخدام درجة حرارة المقاومة الحرارية. نقطة قياس درجة حرارة وحدة بطارية الليثيوم أيون في وضع الاتصال 2 و 3 هي 12 ، والتي تستخدم قياس درجة الحرارة المزدوجة الحرارية. تحليل النتائج التجريبية ، من البيانات ، مقاومة اتصال وصلة المسمار أكبر بكثير من معاوقة اتصال اللحام بالليزر.

العوامل المهمة التي تشكل معاوقة التوصيل لوصلة اللولب هي: سطح سطح المفصل غير مستو (خشونة السطح الكبيرة) ؛ يتأثر بالعوامل البيئية أو الأكسدة أو التآكل في الاتصال الطويل / القصير وسطح ملامسة البطارية ؛ تشديد اللولب لا يكفي ، عزم تشديد كل برغي غير متسق ؛ يتسبب تداخل العامل الخارجي في ظهور البراغي ، بما في ذلك البراغي الناتجة عن الاهتزاز أثناء النقل والمناولة. نظرًا لأن اللحام بالليزر هو تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة حرارية ، فإن المادة يتم صهرها ، وبالتالي تحقيق الغرض من اللحام ، وتعادل ذوبان الاثنين معًا ، لذلك يجب أن تكون مقاومة هذا الاتصال أصغر. من المقاومة الداخلية لوحدة بطارية ليثيوم أيون ، تتفوق وحدة بطارية ليثيوم أيون لطريقة الاتصال على وضع الاتصال الأول ووضع الاتصال.

اتصل بنا
فقط أخبرنا بمتطلباتك، يمكننا أن نفعل أكثر مما تتخيل.
إرسال استفسارك
Chat with Us

إرسال استفسارك

اختر لغة مختلفة
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
اللغة الحالية:العربية