الطلب على حزم البطاريات المخصصة ارتفع بسبب التقدم في السيارات الكهربائية وأنظمة الطاقة المتجددة والإلكترونيات المحمولة. توازن هذه الحلول في التكلفة والأداء لتلبية الاحتياجات الصناعية المختلفة ، من تمديد نطاقات EV إلى تشغيل الأجهزة الطبية.
مع نمو سوق حزمة البطاريات المخصصة العالمية بنسبة 10.5 ٪ في مركب سنوي مركب (يصل إلى 22.43 مليار دولار بحلول عام 2033) ، فإن فهم مفاضلاتهم الاقتصادية أمر ضروري. تستكشف هذه المقالة كيف تشكل خيارات التخصيص واستراتيجيات العلامة التجارية وخيارات المواد معادلة الأداء التكلفة.
خيارات تخصيص حزمة البطارية
عند تخصيص حزم البطارية ، يمكن أن تختلف التفضيلات. قد يختار البعض حزمة جاهزة مع BMS مخصصة ، بينما قد يفضل البعض الآخر خلية بطارية مخصصة مع BMS قياسية. يتعلق الأمر بالعثور على ما هو أفضل لكل مشروع.
يتضمن تخصيص حزمة البطارية عدة عوامل ، بما في ذلك:
اختيار كيمياء الخلايا
يحدد اختيار كيمياء البطارية مقاييس الأداء الرئيسية مثل كثافة الطاقةوالاستقرار الحراري وتكاليف دورة الحياة.
تهيمن بطاريات ليثيوم أيون بسبب كثافة الطاقة العالية وفعالية التكلفة. توفر بطاريات الحالة الصلبة أمانًا أفضل ولكنها مكلفة. تخدم بطاريات الرصاص والتدفق تطبيقات متخصصة تتطلب إخراجًا قصير الأجل وعالي الطاقة.
الموصلات & مجموعة الأسلاك
تتطلب التطبيقات ذات العمل العالي ربطات بالترابط الدقيق:
- أنواع الطرفي: موصلات مثل Anderson SB تدعم 350A في EVs ، في حين تقدم سلسلة MIL-DTL-38999 حماية EMI للفضاء.
- تصميم تسخير الأسلاك: يحافظ العقص الآلي على مقاومة التلامس أقل من 0.5 متر ، مع مطابقة المناطق المستعرضة للمطالب الحالية (على سبيل المثال ، 50 ملم² لـ 200a).
- علم المواد: النحاس المطلي بالنيكل يقلل من الأكسدة ، والكابلات المعزولة بالسيليكون تحمل درجات الحرارة من -40 درجة مئوية إلى 180 درجة مئوية.
التخصيص ميزات الشكل – تستخدم حزم البطارية الهيكلية في Tesla أشرطة البوسلان التي تُحلى بالليزر لتقليل الوزن بنسبة 10 ٪ مقارنة بالاتصالات المثبتة.
تقوم Holo Battery بتصنيع كابلات مخصصة بناءً على تصميمات العملاء والمواصفات. نحن نساعد في اختيار الكبل والموصل ، تخطيط ، تقنيات التصنيع ، و CAD. كما نقدم التصنيع على المدى القصير قبل الإنتاج الضخم والتعامل مع جميع الجوانب ، بما في ذلك اللحام والإنهاء واللف واختباره.
مكونات BMS
في Holo Battery ، نعتبر أنظمة إدارة البطاريات (نظام إدارة المباني) حيوية لمراقبة العوامل الرئيسية مثل الجهد االكهربىوالتيار ودرجة الحرارة والشحن مستويات أثناء التشغيل. تبرز BMS لدينا من خلال دمج كل ما تحتاجه ، بما في ذلك مقياس البطارية الدقيق وميزات السلامة. نحن نستخدم متحكم لمعالجة البيانات من أجهزة الاستشعار لدينا وتشغيل خوارزميات متخصصة.
من خلال التعاون مع قادة الصناعة ، نقوم بإنشاء تصميمات آمنة وفعالة من حيث التكلفة.
أجهزة شحن
يستخدم حل إدارة الطاقة الخاص بنا بالكامل خبرتنا في شحنات البطارية المخصصة للحفاظ على آمنة أجهزتك.
من خلال تحسين تصميم حزم البطارية والشحن ، يمكن للمصنعين زيادة معدلات الشحن ، وتحديد بدقة متى يتم شحن البطاريات بالكامل ، والتوقف عن الشحن في الوقت المناسب.
لدينا خبرة واسعة مع حلول مخصصة باستخدام منتجات من Texas Instruments و Microghip والأجهزة التناظرية و Seiko والمزيد لتعزيز سرعة الشحن والكفاءة مع تمديد عمر البطارية.
دوائر إدارة الطاقة المتكاملة (ICS)
تعتبر السلامة من ارتفاع درجة الحرارة مهمة لحزم بطارية الليثيوم.
تدير دوائر السلامة الأولية الجهد المفرط ، دون الجهد ، الزائد الزائد ، ودرجة الحرارة المتطرفة. غالبًا ما تتضمن التصميمات عالية الجودة دائرة ثانوية لحماية إضافية إذا فشل الأساسي.
يجب تصميم دوائر الحماية في وحدة دائرة الحماية (PCM) لتطبيقات محددة ؛ PCMs خارج الجرف مناسبة فقط للنماذج الأولية المختبر. يعد PCM جزءًا من BMS ، الذي يراقب يذكر ويبلغ عن البيانات ويوازن بين الخلايا ويحمي البطارية ويتحكم في بيئته.
تستخدم التطبيقات المتقدمة دوائر متكاملة (ICS) مع MOSFETs لتبديل خلايا الليثيوم في حدود التيار العلوي وقد تتضمن حماية غير قابلة للاستخدام في بيئات آمنة من الفشل.
حاويات & تنفيس
يتم تثبيت بعض حزم البطارية داخليًا ولا تتطلب سوى حاوية تتقلص ، بينما يتم تثبيت البعض الآخر خارجيًا ، وربما يكون بمثابة مقبض أو قاعدة.
يجب أن تحمي العلبة الخلايا والإلكترونيات من درجات الحرارة القصوى والماء والرطوبة والاهتزاز.
إليك ما تحتاج إلى معرفته حول التصميم والإدارة عبوات حزمة البطارية المخصصة.
تُستخدم العبوات البلاستيكية المصبوبة بالحقن بشكل شائع في حزم البطارية ، والتي تتضمن صب أجزاء بلاستيكية متعددة مجمعة مع الحزمة والدوائر ، مغلقة مع الغراء أو البراغي أو اللحام بالموجات فوق الصوتية. يمكن تخفيض التكاليف باستخدام قوالب إدراج لدمج شرائط الترابط و محطات.
تقليص التفاف أو البلاستيك الذي يشكله الفراغ هو محلول تغليف بسيط للبطاريات الصغيرة إذا تم إرفاقه بالمنتج النهائي.
بدلاً من ذلك ، قد تخدم حزم البطارية الخارجية أدوارًا وظيفية مثل المقابض أو القواعد. تعزز تجربة التصميم لدينا الوظيفة مع ضمان الامتثال للصدمة والاختبارات البيئية. يجب النظر في الآثار الحرارية ؛ يجب أن تسمح التسامح بتورم الخلايا حتى 10 ٪.
قد تشمل العبوات ثقوب تنفيس لتبديد حرارة أو غازات العادم. تمنع البطاريات الآمنة في جوهرها الانفجارات في البيئات الخطرة باستخدام مواد محددة في حاوياتها ومواد بوتينج لملء فجوات الهواء.
اعتبارات العلامة التجارية حزمة البطارية
العلامة التجارية هي عامل حاسم في التكلفة مقابل أداء حزم البطارية المخصصة. تتراوح ماركات البطاريات من المستوى المنخفض إلى المرتفع ، مع اختلافات الأسعار على أساس نوع الخلية والكيمياء والإلكترونيات.
توفر الحزم الأساسية إلكترونيات قياسية للشحن والحماية ، في حين تشمل الخيارات الراقية ميزات متقدمة مثل قياس الوقود ووضع النوم والمراقبة الصحية.
متطلبات التطبيق تؤثر بشكل كبير على التكاليف والأداء ؛ غالبًا ما تتطلب الصناعات مثل الطبية والفضاء والجيش ميزات أمان محددة تحكمها معايير أو لوائح.
عوامل المكون والعوامل المادية
يمكن أن تتضمن التخصيصات ICs والموصلات والمرفقات والمكونات الأخرى ، مع خيارات المواد التي تؤثر على التكاليف. بالنسبة إلى الفوري ، تكون أطراف الألومنيوم خفيفة الوزن وأرخص ولكن لها قوة وموصلية أقل وأكثر عرضة للتآكل. في المقابل ، توفر الموصلات النحاسية والمغطاة بالذهب توصيلًا أفضل ولكنها أثقل وأكثر تكلفة.
عند اختيار ICS ، ضع في اعتبارك ملف تعريف الشحن ومتطلبات التطبيق ؛ تؤثر أنواع الشحن (الهدئة ، التيار الثابت/الجهد ، الشحن السريع) على ميزات السلامة والتكوينات.
يعتمد طوبولوجيا الشاحن على سلسلة حزم البطارية ، وعدد الخلايا ، ومسار إدارة الطاقة ، ومدى جهد الإدخال ، وميزات السلامة.
خاتمة
من الضروري الحصول على بحث مكثف للحصول على حزمة بطارية مخصصة بسبب متطلبات التطبيق المتنوعة وتكاليف العلامة التجارية للبطارية. فهم الصناعة واتجاهات المكونات وأسواق المواد وقدرات الشركة المصنعة لتحديد التخصيصات المتاحة. بعد ذلك ، اتصل بشركة مصنعة مثل Holo Battery للتعرف على التقنيات والمواد الجديدة التي يمكن أن تعزز التصميم مع بقاء ملائمة للميزانية.
