Exiger packs de batteries personnalisés a augmenté en raison des progrès des véhicules électriques, des systèmes d'énergie renouvelable et de l'électronique portable. Ces solutions équilibrent les coûts et les performances pour répondre à divers besoins industriels, de l'extension des gammes de véhicules électriques aux dispositifs médicaux.
Avec le marché mondial des batteries personnalisées qui devraient croître à un TCAC de 10,5% (atteignant 22,43 milliards de dollars d'ici 2033), il est essentiel de comprendre leurs compromis économiques. Cet article explore comment les options de personnalisation, les stratégies de marque et les choix de matériaux façonnent l'équation des coûts de performance.
Options de personnalisation de la batterie
Lors de la personnalisation des batteries, les préférences peuvent varier. Certains peuvent choisir un pack prêt à l'emploi avec un BMS personnalisé, tandis que d'autres peuvent préférer une cellule de batterie personnalisée avec un BMS standard. Il s'agit de trouver ce qui fonctionne le mieux pour chaque projet.
La personnalisation des batteries implique plusieurs facteurs, notamment:
Sélection de chimie cellulaire
Le choix de la chimie de la batterie détermine les mesures de performances clés comme densité énergétique, Stabilité thermique et coûts du cycle de vie.
Les batteries au lithium-ion dominent en raison de leur densité d'énergie élevée et de leur rentabilité. Les batteries à semi-conducteurs offrent une meilleure sécurité mais sont chères. Les batteries au plomb et à l'écoulement desservent des applications de niche nécessitant une sortie à court terme et de haute puissance.
Connecteurs & assemblage
Les applications à courant élevé nécessitent des interconnexions de précision:
- Types de terminaux: des connecteurs comme Anderson SB Support 350A dans les véhicules électriques, tandis que la série MIL-DTL-38999 offre un blindage EMI pour l'aérospatiale.
- Conception du faisceau de fil: le sertissage automatisé maintient la résistance de contact inférieure à 0,5 MΩ, avec des zones transversales adaptées aux demandes actuelles (par exemple, 50 mm² pour 200a).
- Science des matériaux: le cuivre plaqué en nickel réduit l'oxydation et les câbles isolés en silicone résistent à des températures de -40 ° C à 180 ° C.
Fonctionnalités de personnalisation Modularité – Les batteries structurelles de Tesla utilisent des barres de bus soudées au laser pour réduire le poids de 10% par rapport aux connexions boulonnées.
Holo Battery fabrique des câbles personnalisés en fonction des conceptions et des spécifications des clients. Nous aidons à la sélection des câbles et des connecteurs, de la mise en page, des techniques de fabrication et de la CAO. Nous offrons également une fabrication à court terme avant la production de masse et gérons tous les aspects, y compris la soudure, la terminaison, l'emballage et les tests.
Composants BMS
Chez Holo Battery, nous considérons les systèmes de gestion des batteries (GTC) vital pour surveiller les facteurs clés comme tension, courant, température et niveaux de charge pendant le fonctionnement. Notre BMS se démarque en intégrant tout ce dont vous avez besoin, y compris une jauge de batterie précise et des caractéristiques de sécurité. Nous utilisons un microcontrôleur pour traiter les données de nos capteurs et exécuter des algorithmes spécialisés.
En collaborant avec les leaders de l'industrie, nous créons des conceptions à la fois sûres et rentables.
Dispositifs de charge
Notre solution de gestion de l'alimentation tout-en-un utilise notre expertise dans Chargeurs de batterie personnalisés pour assurer la sécurité de vos appareils.
En affinant la conception de batteries et de chargeurs, les fabricants peuvent augmenter les taux de charge, déterminer avec précision quand les batteries sont complètement chargées et cesser de charger au bon moment.
Nous avons une vaste expérience des solutions personnalisées à l'aide de produits de Texas Instruments, de Microchip, de dispositifs analogiques, de Seiko, etc. pour améliorer la vitesse de charge et l'efficacité tout en prolongeant la durée de vie de la batterie.
Circuits intégrés de gestion de l'alimentation (ICS)
La sécurité contre la surchauffe est importante pour les batteries au lithium.
Les circuits de sécurité primaires gèrent les extrêmes sur tension, sous-tension, surexploités et à température. Les conceptions de haute qualité incluent souvent un circuit secondaire pour une protection supplémentaire si le primaire échoue.
Les circuits de protection dans le module de circuit de protection (PCM) doivent être adaptés à des applications spécifiques; Les PCM standard ne conviennent que pour les prototypes de laboratoire. Le PCM fait partie du BMS, qui surveille l'état, rapporte les données, équilibre les cellules, protège la batterie et contrôle son environnement.
Les applications avancées utilisent des circuits intégrés (ICS) avec des MOSFET pour changer de cellule de lithium aux limites du courant supérieur et peuvent incorporer des protections non réinstables dans les environnements de sécurité.
Enclos & ventilation
Certaines batteries sont installées en interne et ne nécessitent qu'une enceinte de spret rétrécie, tandis que d'autres sont montées en externe, potentiellement servant de poignée ou de base.
L'enceinte doit protéger les cellules et l'électronique des températures extrêmes, de l'eau, de l'humidité et des vibrations.
Voici ce que vous devez savoir sur la conception et la gestion boîtiers de batterie personnalisés.
Les enceintes en plastique moulées par injection sont couramment utilisées pour les batteries, impliquant le moulage de plusieurs pièces en plastique assemblées avec le pack et les circuits, scellés avec de la colle, des vis ou du soudage à ultrasons. Les coûts peuvent être abaissés en utilisant des moulures d'insertion pour intégrer les bandes d'interconnexion et bornes.
Enveloppe rétractable ou en plastique formé sous vide est une simple solution d'emballage pour les petites batteries si elle est enfermée par le produit final.
Alternativement, les piles externes peuvent servir des rôles fonctionnels comme les poignées ou les bases. Notre expérience de conception améliore la fonctionnalité tout en garantissant le respect des chocs et des tests environnementaux. Les effets thermiques doivent être pris en compte; Les tolérances devraient permettre un gonflement des cellules jusqu'à 10%.
Les enceintes peuvent inclure des trous d'évent pour dissiper la chaleur ou les gaz d'échappement. Les batteries intrinsèquement sûres empêchent les explosions dans des environnements dangereux en utilisant des matériaux spécifiques dans leurs enclos et un matériau de rempotage pour combler les lacunes de l'air.
Considérations de la marque de batterie
La marque est un facteur crucial dans le coût par rapport aux performances des packs de batteries personnalisées. Les marques de batteries vont du niveau de niveau bas à haut, avec des différences de prix basées sur le type de cellule, la chimie et l'électronique.
Les packs de base offrent une électronique standard pour la charge et la protection, tandis que les options haut de gamme incluent des fonctionnalités avancées comme la jaugeage de carburant, le mode de sommeil et la surveillance de l'état de santé.
Les exigences de l'application ont un impact significatif sur les coûts et les performances; Des industries comme Medical, Aerospace et Military ont souvent besoin de caractéristiques de sécurité spécifiques régies par des normes ou des réglementations.
Facteurs de composants et de matériaux
Les personnalisations peuvent impliquer des CI, des connecteurs, des enceintes et d'autres composants, avec des choix de matériaux ayant un impact sur les coûts. Pour les bornes instantanées, les terminaux en aluminium sont légers et moins chers mais ont une résistance et une conductivité plus faibles et sont plus sujets à la corrosion. En revanche, les connecteurs cuivrés et plaqués or offrent une meilleure conductivité mais sont plus lourds et plus chers.
Lors de la sélection des CI, considérez le profil de charge et les exigences de l'application; Les types de charge (filet, courant / tension constant, charge rapide) affectent les caractéristiques et les configurations de sécurité.
La topologie du chargeur dépend des séries de batteries, du nombre de cellules, du chemin de gestion de l'alimentation, de la plage de tension d'entrée et des caractéristiques de sécurité.
Conclusion
Des recherches approfondies sont nécessaires pour obtenir une batterie personnalisée en raison de différentes exigences d'application et des coûts de la marque de batterie. Comprendre l'industrie, les tendances des composants, les marchés des matériaux et les capacités du fabricant pour identifier les personnalisations disponibles. Ensuite, contactez un fabricant comme Holo Battery pour en savoir plus sur les nouvelles technologies et les matériaux qui peuvent améliorer la conception tout en restant pour le budget.
