بعد الانتهاء من أكثر من 6000 مشاريع حزمة بطارية الليثيوم المخصصة، وجدنا أن العملاء غالبًا ما يكون لديهم أسئلة محددة. في هذه المقالة، سوف نتعمق في الأسئلة والأجوبة الأساسية المتعلقة بـ تصميم وإنتاج حزم بطاريات الليثيوم أيون.
ما هي العوامل الأساسية التي يجب مراعاتها عند اختيار حزمة بطارية ليثيوم أيون مخصصة؟
عند اختيار حزمة بطارية ليثيوم أيون مخصصة، من الضروري مراعاة عدة عوامل رئيسية.
أولاً، كثافة الطاقة تلعب دورًا حيويًا، حيث يبحث العملاء غالبًا عن بطاريات ليثيوم أيون للتطبيقات المحمولة، ويرغبون في سعة طاقة عالية في تصميم مدمج وخفيف الوزن.
وعلاوة على ذلك، ينبغي أن تؤخذ معدلات التفريغ في الاعتبار. هناك نوعان رئيسيان من خلايا أيون الليثيوم – خلايا الطاقة وخلايا الطاقة. توفر خلايا الطاقة كثافة طاقة عالية ولكن توصيل تيار أقل، مما يؤدي إلى وقت تشغيل أطول، بينما توفر خلايا الطاقة مخرجات تيار عالية سريعة مع كثافة طاقة أقل.
تعد دورة الحياة جانبًا مهمًا آخر يجب مراعاته. يمكن لخلايا فوسفات أيون الليثيوم، على الرغم من كونها أثقل، أن تنتج أكثر من 3000 دورة، متجاوزة 500-600 دورة من الأنواع الأخرى.
تعد السلامة أمرًا بالغ الأهمية لجميع بطاريات أيون الليثيوم، حيث تُعرف خلايا فوسفات أيون الليثيوم بمتانتها المحسنة من حيث ميزات السلامة.
وعلاوة على ذلك، يعتبر تحمل درجة الحرارة أحد الاعتبارات الهامة. على الرغم من أن بطاريات الليثيوم كانت محدودة في السابق في تطبيقات درجات الحرارة المرتفعة، إلا أن التطورات تتيح الآن استخدامها في بيئات مختلفة ذات درجات حرارة مرتفعة.
كيف يمكن دمج الإدارة الحرارية في حزمة الليثيوم المخصصة؟
غالبًا ما يعمل الغلاف الأكبر حجمًا على تبديد الحرارة بشكل أفضل، ونضيف أحيانًا موزعات حرارية في عبوات لإدارة الحرارة الزائدة.
يضع نهج تسلا في التبريد النشط معيارًا عاليًا في الصناعة، وذلك باستخدام دوران السائل حول الخلايا الفردية للحفاظ على درجات حرارة موحدة والقضاء على التدرجات الحرارية. يضمن هذا النظام المتقدم أن تتوافق الخلايا الداخلية مع درجة حرارة الخلايا الخارجية، حتى أنه يتيح التسخين المسبق في الأيام الباردة لتحسين الكفاءة وطول العمر.
إذا كانت قيود الميزانية تحد من خيارات التبريد، فإن الاستفادة من أجهزة استشعار درجة الحرارة يمكن أن تكون حلاً فعالاً من حيث التكلفة. يمكن لهذه المستشعرات مراقبة التغيرات في درجات الحرارة وضبط تشغيل الجهاز وفقًا لذلك، مثل اختناق المعالج أو ضبط سرعة المحرك لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يساعد تنفيذ أنظمة التحذير داخل حزمة البطارية في تنبيه المستخدمين إلى مشاكل درجة الحرارة المحتملة واتخاذ التدابير الوقائية بفعالية.
ما هي ميزات الأمان الأقل شيوعًا التي يجب تضمينها في بطارية الليثيوم المخصصة؟
غالبًا ما تمر ميزات الأمان من المستوى الثاني والثالث دون أن يلاحظها أحد، ولكن أحد الجوانب المهمة هو ذلك موازنة الخلايا.
يرى العديد من الأشخاص أنها ميزة دورة الحياة، تشبه ملء صينية مكعبات الثلج بالتساوي لضمان احتفاظ جميع الخلايا بمستويات متساوية. يعمل هذا التوازن على إطالة عمر العبوة ويمنع الخلايا الفردية من الانخفاض إلى مستوى منخفض جدًا أو الارتفاع إلى مستوى عالٍ جدًا، مما قد يؤدي إلى تشغيل دوائر الأمان وتقليل إدراك وقت التشغيل.
بالإضافة إلى ذلك، في حالة حدوث خلل في دوائر السلامة، يمكن أن تؤدي الرحلات المستمرة المنخفضة أو العالية إلى نمو التشعبات أو مشكلات في فصل المواد، مما قد يؤدي إلى حدوث قصور داخلي. وبالتالي، فإن موازنة الخلايا هي في الواقع ميزة أمان.
وتشمل الاعتبارات الأخرى تغليف البطاريات بصمامات فعالة لتخفيف الضغط. يمكن أن يساعد في التخفيف من مخاطر الضغط الزائد داخل مجموعة البطارية، خاصة أثناء الشحن السريع أو في حالة حدوث عطل.
وأخيرًا، فإن استخدام مواد مقاومة للهب تم تصنيفها لدرجات الحرارة المرتفعة يضمن ذلك عناصر لا تشتعل أثناء حالات الفشل. تلعب ميزات الأمان الأقل شهرة دورًا حاسمًا في أداء البطارية وموثوقيتها.
هل تتطلب معظم معايير المنتج النهائي بطاريات لتلبية معايير محددة؟
نعم، تنص معظم معايير المنتج النهائي على أن تستوفي البطاريات معايير محددة للسلامة والأداء والجودة لضمان سلامة المستهلك وموثوقية المنتج. تطبق الهيئات التنظيمية هذه المعايير للتخفيف من المخاطر مثل مخاطر الحرائق، هارب حراري، والأثر البيئي.
تشمل المعايير الرئيسية ما يلي:
- و 38.3: يغطي متطلبات الاختبار للنقل الآمن لبطاريات الليثيوم.
- IEC 62133: تحدد متطلبات السلامة لبطاريات الليثيوم أيون في الأجهزة الإلكترونية المحمولة.
- IEC 62619: يركز على سلامة خلايا وبطاريات أيون الليثيوم الثانوية في التطبيقات الصناعية.
- UL1642 وUL 2054: معايير السلامة لبطاريات الليثيوم في الاستخدام المنزلي والصناعي.
- علامة CE: تشير إلى التوافق مع معايير السلامة في الاتحاد الأوروبي.
يعد الامتثال ضروريًا لمنع عمليات السحب والمسؤوليات القانونية والإضرار بسمعة العلامة التجارية؛ يجب على الشركات المصنعة الالتزام بهذه المعايير لتقديم منتجات آمنة تعمل بالبطاريات.
هل لديك توصيات لإيجاد الخلايا عبر الإنترنت للتصنيع الداخلي؟ هل الأمر بسيط مثل استخدام Google للعثور على الخيارات التي تلبي متطلباتي؟
على الرغم من أن Google يمكن أن تكون نقطة البداية، إليك توصيات للعثور على موردي خلايا موثوقين:
- شريك مع الموردين ذوي السمعة الطيبة والمعروفين بخلايا البطارية عالية الجودة ودعم موثوق.
- تأكيد المواصفات الواضحة، بما في ذلك الجهد والسعة وكثافة الطاقة، دورة الحياةوالحجم والوزن وميزات السلامة لتضييق نطاق البحث.
- تأكد من التوافق مع نظامك من خلال مراعاة الملاءمة الميكانيكية والتوصيلات الكهربائية وبروتوكولات الشحن/التفريغ لتجنب مشكلات التكامل أثناء التصنيع.
- اختر الخلايا التي تلبي معايير الصناعة المعترف بها مثل UL أو IEC للسلامة والأداء؛ مراجعة أوراق بيانات المنتج أو تقارير الاختبار من المورد.
- استشر خبراء الصناعة أو المهندسين أو الاستشاريين ذوي الخبرة في تحديد مصادر خلايا البطاريات للتصنيع. يمكنهم إرشادك في اختيار الخلايا المناسبة لاحتياجاتك الخاصة.
- تقييم لوجستيات الشحن فيما يتعلق بالخيارات والمهل الزمنية والتكاليف ومتطلبات التسليم.
كيف يمكنك تحديد دورة حياة المنتج؟
بشكل عام، يتضمن تحديد عمر دورة البطارية عدة طرق:
- مواصفات الشركة المصنعة: تحقق من دورة الحياة المقدرة من قبل الشركة المصنعة، والتي تعتمد غالبًا على اختبارات موحدة. ومع ذلك، تعكس هذه القيم عادة تيارات الحالة المستقرة المنخفضة.
- اختبارات التقادم المتسارع: قم بإجراء الاختبارات في ظروف خاضعة للرقابة عن طريق شحن البطارية وتفريغها بشكل متكرر مع مراقبة الأداء وانخفاض السعة. تقوم هذه الطريقة بتقدير عدد الدورات التي يمكن للبطارية تحملها قبل الوصول إلى حد سعة محدد (على سبيل المثال، 80% من السعة الأصلية).
- البيانات والخبرة السابقة: يمكن أن توفر البيانات التاريخية المتعلقة بالبطاريات المماثلة رؤى حول دورة الحياة المتوقعة من خلال أبحاث الصناعة ودراسات الحالة، على الرغم من أن هذه الطريقة تقدم تقديرات تقريبية.
- كيمياء البطارية وتصميمها: تتميز الكيميائيات المختلفة بخصائص دورة حياة مختلفة؛ فهم هذه جنبا إلى جنب مع عوامل التصميم مثل القطب يمكن للمواد أن تعطي تقديرات تقريبية للأداء.
- الظروف التشغيلية: تؤثر عوامل مثل معدل التفريغ وعمق التفريغ (DOD) وبروتوكولات الشحن والظروف البيئية بشكل كبير على عمر الدورة.
في حين أن هذه الأساليب توفر تقديرات تقريبية، فإن الاختبار الفعلي المصمم خصيصًا لظروف محددة هو الطريقة الأكثر موثوقية لتحديد عمر دورة البطارية، خاصة بالنسبة للمنتجات الخارجية المعرضة لدرجات الحرارة القصوى.
