Création d'un batterie personnalisée implique de trouver le bon équilibre entre les performances, la sécurité et l'adhésion aux normes de l'industrie. Voici une ventilation des considérations clés, ainsi que des conseils d'initiés pour aider les ingénieurs et les développeurs de produits.
Déterminer les besoins en puissance
En ce qui concerne les besoins en puissance, ils déterminent essentiellement un tension de la batterie, Capacité, et densité énergétique. Voici ce que vous avez besoin pour garder à l'esprit:
Charges spécifiques à l'application
Différentes applications ont des besoins différents. Les véhicules électriques (VE), par exemple, nécessitent une densité de puissance élevée (pensez aux taux de décharge 50C), tandis que les dispositifs médicaux se concentrent sur le maintien d'une tension régulière.
Correspondance de tension
Les piles personnalisées combinent souvent les cellules en série ou parallèle configurations. Ainsi, un système 48 V peut utiliser environ 13 à 14 cellules LifEPO4 à 3,2 V chacune ou 14 cellules NMC à 3,7 V chacune.
Optimisation de la densité d'énergie
Si vous visez à réduire la taille du pack avec des cellules à haute capacité (jusqu'à 40 h par cellule), n'oubliez pas que vous aurez besoin de l'avancée gestion thermique.
Péx vs puissance continue
Haut Caisse Les cellules (comme celles à 50c) sont idéales pour les drones ayant besoin de rafales d'énergie, tandis que les systèmes de stockage d'énergie hiérarchisent la puissance durable sur de courtes poussées.
Calcul des exigences de charge
Les paramètres de charge influencent considérablement l'efficacité et l'innocuité de la charge. Voici le scoop:
Protocoles de charge
Pour des systèmes de chargement rapide comme les configurations 800 V, votre système de gestion de batterie (BMS) doit gérer les protocoles de communication tels que CAN ou SMBUS.
Taux de charge
Il est important de ne pas dépasser ce que vos cellules peuvent gérer, comme s'en tenir à 1C pour les cellules LifePO4 ou le garder à 0,5 ° C pour certaines cellules NMC.
Contraintes thermiques
La charge rapide génère plus de chaleur, donc l'utilisation de refroidissement liquide ou de matériaux de changement de phase est essentiel pour maintenir les températures inférieures à 45 ° C.
Fournir des caractéristiques de sécurité
La sécurité est essentielle, sans compromis. Voici les principales caractéristiques de sécurité à considérer:
Couches de protection BMS
- Coupures de surtension / sous-tension (par exemple, un maximum de 3,65 V pour LifePO4).
- Détection rapide de court-circuit (temps de réponse inférieur à 1 ms).
- L'équilibrage des cellules, qu'il soit passif ou actif, pour maintenir même les niveaux de tension.
Gestion thermique
- Refroidissement liquide pour les packs haute puissance comme les batteries EV.
- Technologie d'auto-chauffage pour assurer un fonctionnement fluide dans le froid.
Sécurité mécanique
- Enclos avec des notes IP67 pour protéger contre la poussière et l'eau.
- Événements d'explosion et matériaux ignifuges, tels que les plastiques classés UL94 V0.
Matériau de conception & Exigences des enceintes
Les matériaux ont un impact sur la durabilité, le poids et l'efficacité thermique des produits.
Pour enceinte
- Les alliages en aluminium offrent une force tout en restant léger.
- Les thermoplastiques comme PA66-GF30 améliorent la résistance aux vibrations et le bloc EMI.
Pour la gestion thermique
Les tampons en silicone ou les résines époxy excellent à la chaleur de dissipation.
Pour réduire le poids, les résines Noryl de Sabic peuvent rendre les enclos 40% plus légers que l'aluminium.
Conseil de pro: Avant de finaliser votre conception, utilisez des maquettes imprimées en 3D pour évaluer les contraintes d'espace et l'efficacité du débit thermique.
Exigences de certification
Suivre la conformité est crucial pour entrer des marchés et protéger contre les passifs. Voici la baisse:
Normes mondiales
- ONU38.3: Assure un transport sûr.
- ISO 12405: garantit les performances de la batterie EV.
- UL 2580 (États-Unis) et CE (UE): Focus sur la sécurité électrique.
Conformité régionale
- En Inde, BIS oblige les cas résistants aux incendies et le blindage EMI.
- GB / T 31467 de la Chine se concentre sur la prévention emballement thermique.
Liste de contrôle de l'audit
Assurer la couverture des certifications au niveau des cellules comme la CEI 62133 et les tests au niveau du pack tels que les vérifications de l'écrasement et des vibrations.
Conclusion
Les batteries personnalisées nécessitent une approche au niveau des systèmes.
- Prioriser la sécurité avec des BM et des conceptions thermiques solides, optimiser les paramètres de puissance / charge et sélectionnez les matériaux qui équilibrent le poids et la durabilité.
- Utilisez des technologies émergentes comme les électrolytes à l'état solide et les architectures modulaires.
- Engagez tôt les laboratoires de test certifiés pour assurer la conformité et éviter les refonte coûteuse.
La lutte contre ces facteurs aide les ingénieurs à fournir des packs de haute performance qui répondent aux normes de l'industrie.
