Kalbant apie ličio akumuliatoriaus paketą, daugelis žmonių tiesiog prilygsta „akumuliatoriaus surinkimui“. Bet iš tikrųjų šis procesas toli gražu nėra toks paprastas, kaip sujungti kelis akumuliatorių elementus -, tai labai integruota sistemos inžinerija, integruojanti elektrochemiją, mechaninį dizainą, elektroninę technologiją ir šiluminį valdymą, o kiekviena jungtis yra susijusi su akumuliatorių sistemos našumu, saugumu ir ilgaamžiškumu. Šiandien mes nuvesime jus išsamiai išardyti pagrindines ličio akumuliatoriaus paketo proceso nuorodas ir pamatyti, kaip kvalifikuota akumuliatoriaus pakuotė yra „patobulinta“.
1. Ląstelių pasirinkimas: pakuotės proceso „pagrindas“, nuoseklumas yra raktas
Norėdami sukurti patikimą akumuliatorių sistemą, pirmas žingsnis turi prasidėti „Core Selection“, kuris nėra tik keli akumuliatorių elementai, šerdis turi atitikti du pagrindinius našumo nuoseklumo patikrinimo reikalavimus ir - paklausos pasirinkimą. Jei akumuliatoriaus elemento talpa yra 10% mažesnė nei kitų, ji bus visiškai įkrauta ir pirmiausia bus išleista ilgoje - terminų įkrovimo ir iškrovimo cikle, o pagreitėję savo senėjimą taip pat gali būti, kad visa akumuliatoriaus pakuotė yra nesubalansuota įkrovimo ir išleidimo, net ir sukelkite saugos riziką. Tuo pačiu metu akumuliatorių ląstelių paklausa skirtinguose taikymo scenarijuose labai skiriasi, o galios baterijos, tokios kaip naujos energetinės transporto priemonės, daugiau dėmesio skiria energijos tankiui ir greito įkrovimo efektyvumui, ir dažnai pasirenkamos trišalės ličio (NCM/NCA) ląstelės; Energijos kaupimo baterijos, tokios kaip namų energijos kaupimas ir elektrinės energijos kaupimas, teikia pirmenybę saugai ir ilgo ciklo tarnavimo laikas, o pagrindinės ličio geležies fosfato (LFP) ląstelės yra pagrindinės; Vartojančios elektronikos, tokios kaip mobilieji telefonai ir nešiojamieji kompiuteriai, turi atsižvelgti į tūrį, svorio ir energijos tankį, o mažos trišakio ličio ląstelės yra tinkamesnės.
2. Struktūrinis dizainas: „Žaidimas“ erdvėje, saugos ir praktiškumo balansavimas
Akumuliatoriaus pakuotę reikia pritaikyti ir galutiniam produktui, tačiau taip pat atlaikyti sudėtingos aplinkos bandymą, o konstrukcinį dizainą reikia rasti optimalų sprendimą tarp „erdvės, svorio ir stiprumo“. Kaip pavyzdį paėmus naujų energetinių transporto priemonių akumuliatorių pakuotę, ji turėtų būti suprojektuota taip, kad griežtai atitiktų transporto priemonės korpuso erdvės išdėstymą, ir tuo pačiu metu turi aukštą - stiprumo struktūrą, kad būtų galima atsispirti vibracijai, iškilimams ir netgi susidūrimams vairuojant, ir apsaugoti akumuliatoriaus elementus nuo išspaudimo; Norint užtikrinti stabilumo sukravimo užtikrinimą, reikia apsvarstyti spintelės montavimo dydį. Siekdami sumažinti energijos suvartojimą, ypač automobiliams, akumuliatoriuje bus naudojamos lengvos medžiagos, tokios kaip aliuminio lydinys ir anglies pluoštas, tačiau lengvasis nereiškia „pjovimo kampų“, inžinieriai naudoja topologijos optimizavimo projektą, kad sustiprintų konstrukciją esant pagrindiniams streso taškams, kad akumuliatorius galėtų sumažinti svorį ir būti griežtesni, todėl vengiant akumuliatoriaus ir poveikio akumuliatorių, todėl akumuliatoriaus vibracija ir poveikis. Šiais laikais pagrindinės akumuliatorių pakuotės bus suskirstytos į kelis nepriklausomus modulius, kuriuos gamybos metu galima surinkti skyriuose, siekiant pagerinti efektyvumą, ir bet koks modulis bus pakeistas vėlesnės priežiūros metu, nereikalaujant bendro pakeitimo, žymiai sumažinant išlaidas.
3. Elektrinis ryšys: „Tikslus kanalas“ srovei ir signalams, nėra vietos klaidai
Kai akumuliatoriaus elementai bus sujungti, patikimas elektrinis jungtis yra raktas į „galią -“ ant akumuliatoriaus pakuotės, taip pat yra aukšta - rizikos sritis. Ląstelių skirtukų sujungime nenaudojami paprasti laidai, tačiau priima lazerinį suvirinimą, ultragarsinį suvirinimą ar atsparumo suvirinimą. Lazerio suvirinimo taškai yra maži, turi aukštą tikslumą ir ypač mažą atsparumą, o tai gali sumažinti šilumos susidarymą srovės perdavimo metu; Ultragarsiniam suvirinimui nereikia aukštos temperatūros ir jis tinka šilumai - jautrioms akumuliatoriaus ląstelėse, vengiant ląstelių pažeidimo dėl aukštos temperatūros. Prijungimo gabalo (autobuso) forma taip pat bus optimizuota, suprojektuota kaip „u - formos“ arba „l - formos“, kad sutrumpintų dabartinį kelią ir dar labiau sumažintų šilumos generavimą. Aukštas - įtampos laidų diržas akumuliatoriuje yra atsakingas už didelių srovių perdavimą ir turi būti sutirštinta ir laikoma atokiau nuo šilumos šaltinių; Žemos - įtampos signalo linijos yra atsakingos už duomenų perdavimą ir neturėtų būti lygiagrečiai išdėstytos su aukštu - įtampos laidais, kad būtų išvengta elektromagnetinių trukdžių (EMI), todėl BMS gali gauti neteisingus duomenis ir priimti neteisingus sprendimus. Visos prijungimo dalys bus apvyniotos izoliacinėmis medžiagomis, kad būtų išvengta „nuotėkio“ ir gedimo, o visa akumuliatoriaus pakuotė taip pat turi atitikti apsaugos standartus, tokius kaip IP67/IP6K9K, kad būtų užtikrintas lietingo ir vandens saugumas - susijusiuose scenarijuose.
4. Šiluminis valdymas: Baterijų „šiluminis reguliatorius“, temperatūra lemia gyvenimo trukmę
Ličio baterijos „bijo šilumos ir šalčio“. Per didelis temperatūra pagreitina senėjimą ir netgi sukelia šiluminį bėgimą, o žema temperatūra staiga sumažėja talpa ir lėtesnis įkrovimas. Šilumos valdymo sistema yra akumuliatoriaus „šiluminis reguliatorius“, palaikantis temperatūrą optimaliame 25 - 40 laipsnių temperatūroje. Kalbant apie aušinimą, naujų energetinių transporto priemonių akumuliatoriuose paprastai naudojami skysčio aušinimo būdai. Aušinimo skystis cirkuliuoja per skysčio aušinimo plokšteles, įterptas į akumuliatoriaus pakuotę, kad pašalintų šilumą, užtikrinant tolygesnę temperatūros valdymą; Oro aušinimas turi mažą kainą ir paprastą struktūrą, tinkančią scenarijams su palyginti mažesne šilumos generavimu, pavyzdžiui, energijos kaupimo baterijomis; Fazių keitimo medžiagos (PCM) yra tarsi „ledo pakuotės“, sugeriančios šilumą, kai pakyla temperatūra ir išleidžiant šilumą, kai ji krenta, tinkama trumpalaikiam šilumos išsklaidymo poreikiams. Šiaurinėse žiemose akumuliatoriaus pakuotė suaktyvins šildymo funkciją, naudodama PTC kaitinimo elementus arba elektrinius šildymo plėveles, kad įkaitintų ląsteles, kad būtų išvengta sumažinto diapazono ir nesugebėjimo įkrauti žiemą problemą. Inžinieriai taip pat naudos CAE programinę įrangą, kad imituotų temperatūros pasiskirstymą skirtingomis darbo sąlygomis, iš anksto nustatytų „taškus“, optimizuotų aušinimo struktūrą ir užtikrintų vienodą temperatūrą visoje akumuliatoriaus pakuotėje.
5. BMS: akumuliatoriaus „smegenys“, intelekto šerdis
Jei ląstelės yra akumuliatoriaus „širdis“, tada BMS (akumuliatorių valdymo sistema) yra „smegenys“, atsakingos už akumuliatoriaus veikimo stebėjimą, apsaugą ir optimizavimą. BMS realiuoju laiku surenka kiekvienos ląstelės įtampą, temperatūrą ir srovę per jutiklius, o tada per algoritmus įvertina SOC (likusią talpą) ir SOH (sveikatos būklę), leisdamas vartotojams ir transporto priemonės valdymo sistemai visada žinoti akumuliatoriaus būseną. Net jei pradiniai ląstelių parametrai yra vienodi, skirtumai atsiras po ilgo - termino vartojimo. BMS juos „subalansuos“ per pasyvų balansavimą (įtampos išleidimo {-} per rezistorių ląsteles, kad būtų galima išlyginti įtampą) arba aktyvų balansavimą (per energijos perdavimą, kuris yra efektyvesnis ir galingesnis - taupymas), kad būtų išvengta perteklinio įkrovimo ir išmetimo vienos ląstelės, ir prailginti visą akumuliatoriaus paketą. Taip pat BMS yra „saugos raudonų linijų“ serijos. Kai tik bet kuri įtampa, temperatūra, srovė ir kt. Parametrai sukelia vieną iš saugos slenksčių, grandinė bus nedelsiant nukirpta, kad avarija neišvengtų, tai yra „paskutinė gynybos linija“ akumuliatoriui.
Acey - bp32-200a300aBMS testerio aparataspasižymi aukštu automatizavimo lygiu, greito bandymo galimybėmis ir išskirtiniu tikslumu. Jis skirtas įvertinti akumuliatorių valdymo sistemų (BMS) funkcionalumą MCN baterijoms, „Lifepo4“ baterijoms ir ličio kobalto oksido baterijoms. Sistema teikia realų - raktų parametrų, tokių kaip akumuliatoriaus įtampa, temperatūra, veikimo srovė ir likęs krūvis, laiko stebėjimas.
6. Testavimas ir patikrinimas: griežta kokybės kontrolė, be leidimo, „Re - daryk nuo nulio“
Akumuliatoriaus pakuotė, kuri nebuvo bandoma, yra tik „popieriniai pokalbiai“ pagal jo dizainą. Prieš palikdami gamyklą, akumuliatoriui reikia atlikti trijų rūšių bandymus: elektros veikimą, saugą ir pritaikant aplinką. Elektros veikimo testai apima 500 arba 1000 įkrovos ir iškrovos ciklų, kad patikrintumėte, ar pajėgumo mažėjimas yra leistiname diapazone, akumuliatoriaus elementų ir jungčių dalių vidiniai pasipriešinimo bandymai ir talpos bandymai, išleidžiant po to, kai jis buvo visiškai įkrautas, kad pamatytumėte, ar faktinė talpa pasiekia suprojektuotą vertę. Saugos bandymai imituoja ekstremalius pavojingus scenarijus, tokius kaip adatos punkcija (naudojant plieninę adatą, kad pradurtų akumuliatoriaus elementą, kad patikrintumėte, ar jis užklumpa ugnį, ar sprogsta), suspaudimą (naudojant hidraulinę mašiną, kad būtų galima išspausti akumuliatorių, kad būtų galima patikrinti, ar nėra apsaugos nuo nutekėjimo ir degimo), ir pernelyg įkrauti (įkraunant 1,5 karto, kai ratuojame šviesoje, kad patikrintų, ar jis gali sukelti BMS apsaugą ir degimą). Aplinkos pritaikomumo bandymai atliekami aukštoje temperatūroje (60 laipsnių), žemoje temperatūroje (-30 laipsnių), didelę drėgmę (90% drėgmę) ir didelį aukštį (5000 metrų), kad būtų galima patikrinti įkrovimo ir iškrovimo efektyvumą bei akumuliatoriaus pakuotės pokyčius, užtikrinančius jo įprastą naudojimą skirtinguose regionuose ir sezonuose.
7.
Sprogstamai augant naujoms energijos transporto priemonių ir energijos kaupimo rinkoms, „Pack“ technologija nuolat tobulina ir juda link intelektualesnės ir integruotos krypties. Tradiciniam BMS reikalauja daug signalo linijų, kad būtų galima sujungti ląsteles, o tai padidina svorį, išlaidas ir yra linkusios į nesėkmę. Belaidis BMS pakeičia laidų laidus belaidžiu ryšiu (pvz., „Bluetooth“, „Lora“), kurie gali sumažinti svorį 10–15%, mažesnėmis išlaidomis 5–8%ir padaryti techninę priežiūrą patogesnę. CTP („Cell to Pack“) technologija praleidžia „ląstelių → modulio → akumuliatoriaus pakuotės“ žingsnius ir integruoja ląsteles tiesiai į akumuliatoriaus pakuotę, padidindama erdvės panaudojimą 10–15% ir pagerindamas energijos tankį. „CTC“ („Cell to Chassis“) technologija yra dar radikalesnė, ląsteles tiesiogiai integruoti į transporto priemonės važiuoklę. Akumuliatoriaus pakuotė yra ne tik energijos šaltinis, bet ir transporto priemonės konstrukcijos dalis, dar labiau mažinanti svorį ir pagerinant erdvę. Šiuo metu BMS taip pat pradeda įtraukti mašinų mokymosi algoritmus. Išanalizavus ląstelių įtampos ir temperatūros pokyčių tendencijas, ji gali iš anksto numatyti galimus gedimus, aktyviai perspėti techninę priežiūrą ir dinamiškai pakoreguoti balansavimo strategiją, pagrįstą vartotojo naudojimo įpročiais, taip pratęsdamas akumuliatoriaus veikimo laiką.
Santrauka: Ličio baterijų pakuotės technologijos plėtros istorijos peržiūra, pradedant pradiniu „paprastu surinkimu“ ir baigiant dabartiniu „daugiadalykio tikslaus bendradarbiavimo“, kiekvienas technologinis proveržis kyla iš „didesnio saugumo, didesnio efektyvumo ir didesnio patikimumo“. Tai nėra vien tik vieno aspekto pastangų rezultatas, o giliai žinių integracija iš kelių sričių, tokių kaip elektrochemija, mechaninė inžinerija, elektronikos technologija, šiluminis valdymas ir intelektuali kontrolė.
Acey intelektualiSpecializuojasi vienas - sustabdyti sprendimus, skirtus pusiau - automatinėms/visiškai - ličio akumuliatorių pakuočių, naudojamų ESS, UAV, E - dviračių, surinkimo įbrėžimo, elektrinių įrankių, dviejų/trimis dviračių ir tt papildomais papildomais elementais, papildomais dviračiais, papildomais dviračiais. Mašina, akumuliatorių rūšiavimo mašina, izoliacinio popieriaus priklijavimo mašina, CCD testeris, rankinis/automatinis taškinis suvirinimo mašina, BMS testeris, akumuliatoriaus išsamus testeris ir akumuliatoriaus paketo bandymo sistema ir kt.
