Vytvorenie a vlastný akumulátor Zahŕňa nájdenie správnej rovnováhy výkonnosti, bezpečnosti a dodržiavania priemyselných štandardov. Tu je rozdelenie kľúčových úvah, spolu s tipmi zasvätených osôb, ktoré pomáhajú inžinierom a vývojárom produktov.
Stanovenie požiadaviek na energiu
Pokiaľ ide o potreby moci, v podstate určujú a napätie batériekapacita a hustota energie. Tu je to, čo musíte mať na pamäti:
Zaťaženia špecifické pre aplikáciu
Rôzne aplikácie majú rôzne potreby. Napríklad elektrické vozidlá (EV) vyžadujú vysokú hustotu energie (myslím, že rýchlosti výboja 50C), zatiaľ čo zdravotnícke pomôcky sa zameriavajú na udržanie stabilného napätia.
Porovnávanie napätia
Vlastné batérie často kombinujú bunky v sérii alebo paralelnom nastavenia. Systém 48 V teda môže používať okolo 13–14 buniek LIFEPO4 pri 3,2 V každých alebo 14 NMC buniek pri 3,7 V.
Optimalizácia hustoty energie
Ak sa snažíte znížiť veľkosť balenia s vysokokapacitnými bunkami (až 40 HAD na bunku), nezabudnite, že budete potrebovať pokročilé tepelné riadenie.
Vrchol verzus nepretržitá sila
Vysoká Crameň Bunky (podobne ako bunky pri 50 ° C) sú ideálne pre bezpilotné lietadlá, ktoré potrebujú rýchlu energiu, zatiaľ čo systémy na uchovávanie energie uprednostňujú trvalú energiu pred krátkymi výbežkami.
Výpočet požiadaviek na náboj
Parametre náboja významne ovplyvňujú efektívnosť a bezpečnosť nabíjania. Tu je kopček:
Protokoly
Pre rýchlo nabíjacie systémy, ako sú 800 V nastavenia, vaše riadenie batérie (BMS) musí zvládnuť komunikačné protokoly, ako je CAN alebo SMBU.
Úroková sadzba
Je dôležité nepresahovať to, čo zvládne vaše bunky, napríklad prilepenie na 1c pre bunky LIFEPO4 alebo ich držanie pri 0,5 ° C pre niektoré bunky NMC.
Tepelné obmedzenia
Rýchle nabíjanie generuje viac tepla, takže na udržanie teploty pod 45 ° C je nevyhnutné používať chladenie tekutiny alebo materiály na zmenu fázy.
Poskytovanie bezpečnostných funkcií
Bezpečnosť je nevyhnutná bez kompromisov. Tu sú kľúčové bezpečnostné funkcie, ktoré je potrebné zvážiť:
Vrstvy ochrany BMS
- Medzné hodnoty prepätia/podkladov (napr. Maximálne 3,65 V pre LIFEPO4).
- Rýchla detekcia skratu (menej ako 1 ms odozva).
- Vyvažovanie buniek, či už pasívne alebo aktívne, na udržanie rovnomerných úrovní napätia.
Tepelné riadenie
- Kvapalné chladenie pre balenia s vysokým výkonom, ako sú batérie EV.
- Technológia samovraženia na zabezpečenie plynulej prevádzky v chlade.
Mechanická bezpečnosť
- Kryty s hodnoteniami IP67 na ochranu pred prachom a vodou.
- Vysvetľovacie vetracie otvory a materiály retardné plameňom, ako napríklad plasty s hodnotením UL94 V0.
Navrhovanie materiálu & Požiadavky
Materiály ovplyvňujú trvanlivosť, hmotnosť a tepelnú účinnosť výrobkov.
Na kryt
- Hliníkové zliatiny ponúkajú silu a zostávajú ľahké.
- Termoplasty ako PA66-GF30 zvyšujú odpor vibrácií a blok EMI.
Za tepelné riadenie
Silikónové vankúšiky alebo epoxidové živice vynikajú pri rozptyle tepla.
Aby sa znížila hmotnosť, Noryl živice spoločnosti SABIC môžu spôsobiť, že prílohy o 40% je ľahšie ako hliník.
Pro Tip: Pred dokončením svojho dizajnu použite na vyhodnotenie priestorových obmedzení a efektívnosti tepelného toku 3D makety.
Certifikačné požiadavky
Dodržiavanie dodržiavania predpisov je rozhodujúce pre vstup na trhy a ochranu pred záväzkami. Tu je nižšia hodnota:
Globálne štandardy
- UN38.3: Zabezpečuje bezpečnú prepravu.
- ISO 12405: Zaručuje výkon batérie EV.
- UL 2580 (USA) a CE (EÚ): Zamerajte sa na elektrickú bezpečnosť.
Regionálny súlad
- V Indii nariaďuje BIS prípady odolné voči požiaru a tienenie EMI.
- Čínsky GB/T 31467 sa zameriava na prevenciu tepelný útek.
Kontrolný zoznam auditu
Zaistite pokrytie certifikátov na úrovni buniek, ako sú testy IEC 62133 a testy na úrovni balenia, ako sú kontroly rozdrvenia a vibrácie.
Záver
Vlastné batérie vyžadujú prístup na úrovni systémov.
- Uprednostnite bezpečnosť pomocou silných BMS a tepelných návrhov, optimalizujte parametre energie/náboja a vyberte materiály, ktoré vyrovnajú hmotnosť a trvanlivosť.
- Používajte vznikajúce technológie, ako sú elektrolyty v tuhom stave a modulárne architektúry.
- Zapojte certifikované testovacie laboratóriá včas, aby ste zabezpečili dodržiavanie predpisov a vyhli sa nákladným prepracovaním.
Riešenie týchto faktorov pomáha inžinierom dodávať vysokovýkonné balíčky, ktoré spĺňajú priemyselné normy.
