Vraag naar Aangepaste batterijpakketten is enorm gestegen dankzij de vooruitgang op het gebied van elektrische voertuigen, duurzame energiesystemen en draagbare elektronica. Deze oplossingen balanceren kosten en prestaties om te voldoen aan verschillende industriële behoeften, van het uitbreiden van het EV-bereik tot het voeden van medische apparaten.
Nu de wereldwijde markt voor op maat gemaakte batterijpakketten naar verwachting zal groeien met een CAGR van 10,5% (tot 22,43 miljard dollar in 2033), is het begrijpen van hun economische afwegingen essentieel. Dit artikel onderzoekt hoe aanpassingsopties, merkstrategieën en materiaalkeuzes de kosten-prestatieverhouding bepalen.
Aanpassingsopties voor batterijpakketten
Bij het personaliseren van accupakketten kunnen voorkeuren variëren. Sommigen kiezen misschien voor een kant-en-klaar pakket met een op maat gemaakt BMS, terwijl anderen misschien de voorkeur geven aan een op maat gemaakte batterijcel met een standaard BMS. Het gaat erom te ontdekken wat het beste werkt voor elk project.
Aanpassing van het batterijpakket omvat verschillende factoren, waaronder:
Selectie van celchemie
De keuze van de batterijchemie bepaalt belangrijke prestatiegegevens, zoals energiedichtheid, thermische stabiliteit en levenscycluskosten.
Lithium-ionbatterijen domineren vanwege hun hoge energiedichtheid en kosteneffectiviteit. Solid State-batterijen bieden een betere veiligheid, maar zijn duur. Loodzuur- en flowbatterijen zijn bedoeld voor nichetoepassingen die een hoog vermogen op korte termijn vereisen.
Connectoren & draad montage
Toepassingen met hoge stroomsterkte vereisen nauwkeurig ontworpen verbindingen:
- Terminaltypes: Connectors zoals Anderson SB ondersteunen 350A in EV's, terwijl de MIL-DTL-38999-serie EMI-afscherming biedt voor de lucht- en ruimtevaart.
- Ontwerp van kabelbomen: Geautomatiseerd krimpen zorgt ervoor dat de contactweerstand onder de 0,5 mΩ blijft, waarbij de dwarsdoorsneden overeenkomen met de huidige eisen (bijvoorbeeld 50 mm² voor 200 A).
- Materiaalkunde: Vernikkeld koper vermindert oxidatie, en met siliconen geïsoleerde kabels zijn bestand tegen temperaturen van -40°C tot 180°C.
Maatwerk kenmerkt modulariteit – De structurele batterijpakketten van Tesla maken gebruik van lasergelaste rails om het gewicht met 10% te verminderen in vergelijking met boutverbindingen.
Holo Battery produceert op maat gemaakte kabels op basis van klantontwerpen en specificaties. We helpen bij de selectie van kabels en connectoren, lay-out, productietechnieken en CAD. We bieden ook productie in kleine oplagen vóór massaproductie en verzorgen alle aspecten, inclusief solderen, aansluiten, inpakken en testen.
GBS-componenten
Bij Holo Battery overwegen we batterijbeheersystemen (GBS) essentieel voor het monitoren van belangrijke factoren zoals Spanning, stroom-, temperatuur- en laadniveaus tijdens bedrijf. Ons BMS onderscheidt zich doordat het alles integreert wat u nodig heeft, inclusief een nauwkeurige batterijmeter en veiligheidsvoorzieningen. We gebruiken een microcontroller om gegevens van onze sensoren te verwerken en gespecialiseerde algoritmen uit te voeren.
Door samen te werken met marktleiders creëren we ontwerpen die zowel veilig als kosteneffectief zijn.
Apparaten opladen
Onze alles-in-één oplossing voor energiebeheer maakt gebruik van onze expertise in op maat gemaakte acculaders om uw apparaten veilig te houden.
Door het ontwerp van accu's en opladers te verfijnen, kunnen fabrikanten de oplaadsnelheid verhogen, nauwkeurig bepalen wanneer accu's volledig zijn opgeladen en op het juiste moment stoppen met opladen.
We hebben uitgebreide ervaring met op maat gemaakte oplossingen met producten van Texas Instruments, Microchip, Analog Devices, Seiko en meer om de laadsnelheid en efficiëntie te verbeteren en tegelijkertijd de levensduur van de batterij te verlengen.
Geïntegreerde schakelingen (IC's) voor energiebeheer
Veiligheid tegen oververhitting is belangrijk bij lithiumbatterijpakketten.
Primaire veiligheidscircuits beheren overspanning, onderspanning, overstroom en extreme temperaturen. Ontwerpen van hoge kwaliteit bevatten vaak een secundair circuit voor extra bescherming als het primaire circuit uitvalt.
Beveiligingscircuits in de Protection Circuit Module (PCM) moeten worden afgestemd op specifieke toepassingen; Kant-en-klare PCM's zijn alleen geschikt voor laboratoriumprototypes. De PCM maakt deel uit van het BMS, dat de toestand bewaakt, gegevens rapporteert, cellen in evenwicht brengt, de batterij beschermt en de omgeving controleert.
Geavanceerde toepassingen maken gebruik van geïntegreerde circuits (IC's) met MOSFET's om lithiumcellen bij hogere stroomlimieten te schakelen en kunnen niet-resetbare beveiligingen bevatten in fail-safe omgevingen.
Behuizingen & ontluchten
Sommige batterijpakketten worden intern geïnstalleerd en vereisen alleen een behuizing met krimpfolie, terwijl andere extern worden gemonteerd en mogelijk als handvat of basis dienen.
De behuizing moet de cellen en elektronica beschermen tegen extreme temperaturen, water, vochtigheid en trillingen.
Dit is wat u moet weten over ontwerpen en beheren op maat gemaakte batterijbehuizingen.
Spuitgegoten plastic behuizingen worden vaak gebruikt voor batterijpakketten, waarbij meerdere plastic onderdelen worden gegoten die met het pakket en de circuits zijn samengevoegd, afgedicht met lijm, schroeven of ultrasoon lassen. De kosten kunnen worden verlaagd door inzetstukken te gebruiken om verbindingsstrips te integreren terminals.
Krimpfolie of vacuümgevormd plastic is een eenvoudige verpakkingsoplossing voor kleine batterijen als deze bij het eindproduct worden ingesloten.
Als alternatief kunnen externe batterijpakketten een functionele rol vervullen, zoals handgrepen of onderstellen. Onze ontwerpervaring verbetert de functionaliteit en garandeert tegelijkertijd naleving van schok- en omgevingstests. Er moet rekening worden gehouden met thermische effecten; toleranties moeten celzwelling tot 10% mogelijk maken.
Behuizingen kunnen ventilatiegaten bevatten om warmte of uitlaatgassen af te voeren. Intrinsiek veilige batterijen voorkomen explosies in gevaarlijke omgevingen door gebruik te maken van specifieke materialen in de behuizing en van potmateriaal om luchtspleten op te vullen.
Overwegingen over het merk van accu's
Merk is een cruciale factor in de kosten versus prestaties van op maat gemaakte batterijpakketten. Batterijmerken variëren van laag tot hoog niveau, met prijsverschillen op basis van celtype, chemie en elektronica.
Basispakketten bieden standaardelektronica voor opladen en bescherming, terwijl duurdere opties geavanceerde functies omvatten zoals brandstofmeting, slaapmodus en statusmonitoring.
Applicatievereisten hebben een aanzienlijke invloed op de kosten en prestaties; Industrieën zoals de medische, ruimtevaart- en militaire sector vereisen vaak specifieke veiligheidsvoorzieningen die worden beheerst door normen of voorschriften.
Component- en materiaalfactoren
Aanpassingen kunnen betrekking hebben op IC's, connectoren, behuizingen en andere componenten, waarbij materiaalkeuzes van invloed zijn op de kosten. Aluminium terminals zijn bijvoorbeeld lichtgewicht en goedkoper, maar hebben een lagere sterkte en geleidbaarheid en zijn gevoeliger voor corrosie. Koperen en vergulde connectoren bieden daarentegen een betere geleiding, maar zijn zwaarder en duurder.
Houd bij het selecteren van IC's rekening met het laadprofiel en de toepassingsvereisten; soorten lading (druppelen, constante stroom/spanning, snel opladen) zijn van invloed op de veiligheidsvoorzieningen en configuraties.
De topologie van de oplader is afhankelijk van de accuserie, het aantal cellen, het energiebeheerpad, het ingangsspanningsbereik en de veiligheidsvoorzieningen.
Conclusie
Uitgebreid onderzoek is nodig om een op maat gemaakt accupakket te verkrijgen vanwege de uiteenlopende toepassingsvereisten en de kosten van het accumerk. Begrijp de sector, de componenttrends, de materiaalmarkten en de mogelijkheden van de fabrikant om beschikbare aanpassingen te identificeren. Neem vervolgens contact op met een fabrikant als Holo Battery voor meer informatie over nieuwe technologieën en materialen die het ontwerp kunnen verbeteren en tegelijkertijd budgetvriendelijk blijven.
