1. Energijos kaupimo baterijų paketo apžvalga
Energijos kaupimo baterijų paketas, taip pat žinomas kaip akumuliatoriaus modulis arba akumuliatorių blokas, yra įrenginys, kuris tam tikra serija lygiagrečiai sujungia kelias atskiras baterijas ir yra aprūpintas atitinkamomis valdymo sistemomis bei apsaugos priemonėmis, kad būtų sudarytas nepriklausomas, įkraunamas ir iškraunamas energijos kaupiklis.
Atsinaujinančios energetikos srityje, pavyzdžiui, saulės ir vėjo energijos gamyboje, dėl savo pertrūkių energijos kaupimo baterijos PACK reikalingos perteklinei elektros energijai kaupti, kad prireikus būtų išleista, užtikrinant stabilų elektros tiekimą. Remiantis statistika, sparčiai vystantis atsinaujinančiai energijai, energijos kaupimo baterijų PACK paklausa taip pat nuolat auga. Pavyzdžiui, kai kuriose didelėse saulės elektrinėse energijos kaupimo baterija PACK gali sukaupti keletą megavatvalandžių elektros energijos, užtikrindama patikimą elektros energijos palaikymą tinklui.
Elektromobilių srityje energijos kaupimo akumuliatorių PACK yra vienas iš pagrindinių komponentų. Jis suteikia elektra varomoms transporto priemonėms galią, nustatydamas jų atstumą ir našumą. Šiuo metu ličio jonų baterijos yra pagrindinis pasirinkimas elektromobilių energijos kaupimo akumuliatorių PACK, pasižymintis dideliu energijos tankiu ir ilgu ciklu. Pavyzdžiui, kai kurios aukščiausios klasės elektrinės transporto priemonės turi energijos kaupimo baterijas, kurių PACK talpa viršija 100 kWh, o atstumas viršija 500 kilometrų.
Apibendrinant galima pasakyti, kad energijos kaupimo akumuliatorius PACK vaidina lemiamą vaidmenį kaip pagrindinis energijos kaupimo ir išėjimo komponentas tokiose srityse kaip atsinaujinanti energija ir elektrinės transporto priemonės. Tai gali ne tik pagerinti energijos vartojimo efektyvumą, bet ir sumažinti priklausomybę nuo tradicinio iškastinio kuro, taip prisidedant prie tvaraus vystymosi.
2. Projektavimo taškai ir atvejo analizė
(1) Projektavimo taškai
a. Sprogimui atspari konstrukcija, naudojant sprogimui atsparius PUW vožtuvus, kurie laiku sumažina slėgį, kad būtų išvengta sprogimo pavojaus.
Kai ličio jonų baterijų blokas pajunta terminį, oro slėgis pakuotės viduje greitai padidės, todėl kyla sprogimo pavojus. Tokiose situacijose sprogimui atsparūs PUW vožtuvai gali greitai ir greitai atleisti slėgį. Pavyzdžiui, kai kuriuose energijos kaupimo projektuose akumuliatorių blokai su sprogimui atspariais vožtuvais PUW sėkmingai išvengė sprogimų terminio pabėgimo atveju, užtikrindami personalo ir įrangos saugumą.
b. Palaikykite vidinio ir išorinio oro slėgio balansą, kad užtikrintumėte akumuliatoriaus saugumą ir patikimumą.
Kadangi akumuliatoriaus temperatūra keičiasi įkrovimo ir iškrovimo metu, todėl keičiasi oro slėgis pakuotės viduje. PUW sprogimui atsparus vožtuvas yra kvėpuojantis ir nepralaidus, todėl maišelio viduje palaikomas toks pat oro slėgis kaip ir išoriniame pasaulyje. Remiantis statistika, taip suprojektuoti akumuliatorių blokai gali veiksmingai sumažinti našumo pablogėjimą ir saugos pavojų, kurį sukelia oro slėgio pokyčiai, ir pagerinti baterijų patikimumą bei tarnavimo laiką.
c. Apsvarstykite valdymo sistemos dizainą, kad užtikrintumėte saugų veikimą, pvz., perkrovimą ir iškrovimą.
Siekiant užtikrinti akumuliatoriaus saugą ir patikimumą, reikia atsižvelgti į tokius veiksnius kaip viršijimas, per didelis iškrovimas, perkaitimas, aptikimo tikslumas ir akumuliatoriaus balansas. Rinkoje pagrįstai sukurta ir patvirtinta valdymo sistema gali stebėti akumuliatoriaus būseną realiu laiku, laiku imtis priemonių susidarius nenormalioms situacijoms ir apsaugoti akumuliatorių nuo pažeidimų. Pavyzdžiui, kai kurios pažangios valdymo sistemos gali tiksliai valdyti baterijų įkrovimo ir iškrovimo procesą, sumažindamos perkrovimo ir iškrovimo riziką.
d. Mechaninės konstrukcijos projektavimas, atsižvelgiant į tokius veiksnius kaip stiprumas, seisminis atsparumas ir šilumos išsklaidymas.
Kuriant energijos kaupimo akumuliatorių PACK, reikia atsižvelgti į tokius veiksnius kaip stiprumas, atsparumas smūgiams, šilumos išsklaidymo / įkaitimo, hidroizoliacijos ir dulkių prevencija. Pavyzdžiui, naudojant itin stiprias medžiagas ir pagrįstą konstrukcijos dizainą, galima pagerinti mechaninį akumuliatorių blokų stiprumą, kad jie galėtų atlaikyti tam tikrus išorinius poveikius; Geras šilumos išsklaidymo dizainas gali veiksmingai sumažinti akumuliatoriaus temperatūrą, pagerinti jo veikimą ir tarnavimo laiką.
e. Atsparus vandeniui ir seisminis dizainas, kad būtų išvengta vidinės akumuliatoriaus konstrukcijos pažeidimo.
Įmirkius ličio baterijos elementą, teigiamas ir neigiamas poliai sutrumpės ir toliau išsikraus, o tai sugadins akumuliatoriaus vidinę struktūrą. Todėl projektuojant akumuliatorių paketus reikia atsižvelgti į atsparumą vandeniui ir dulkėms. Tuo pačiu metu reikėtų atsižvelgti į seisminį našumą, kad būtų galima prisitaikyti prie skirtingos naudojimo aplinkos. Pavyzdžiui, kai kuriose atšiauriose aplinkose, pavyzdžiui, vietovėse, kuriose gali kilti žemės drebėjimas, arba sudėtingoje lauko vietovėje, vandeniui atsparus ir seisminis dizainas yra ypač svarbus.
f. Pay atkreipti dėmesį į temperatūros poveikį ir optimizuoti akumuliatoriaus veikimą bei tarnavimo laiką.
"Šilumos" veiksnys labai veikia akumuliatoriaus paketo PACK konstrukciją. Ličio jonų akumuliatorių energijos kaupimo baterijos yra jautrios temperatūros aplinkai, o aukšta temperatūra gali rimtai paveikti akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo našumą bei daugelį būdingų parametrų, tokių kaip vidinė varža, įtampa, SOC, turima talpa, įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas ir akumuliatoriaus veikimo laikas. . Taikant pagrįstą šilumos valdymo projektą, pvz., naudojant aušinimo skysčiu arba oro aušinimo technologiją, galima efektyviai kontroliuoti akumuliatoriaus temperatūrą, pagerinti baterijos veikimą ir tarnavimo laiką.
g. Medžiagos parinkimas siekiant užtikrinti aukštos įtampos izoliacijos efektyvumą ir konstrukcijos stiprumą.
Aukštos įtampos izoliacijos varža yra vienas iš svarbiausių techninių reikalavimų baterijų bloko konstrukcijos projektavimui. Paprastai kaip žaliava gali būti naudojamas didelio stiprumo ir plastiškumo nailonas, o GF sustiprinimui į medžiagą galima pridėti nuo 5% iki 45% stiklo pluošto, kuris gali pagerinti konstrukcijos stiprumą ir atsparumą vibracijai. Toks medžiagų pasirinkimas gali užtikrinti saugų akumuliatoriaus veikimą esant aukštai įtampai, tuo pačiu pagerinant jo konstrukcijos stiprumą ir atsparumą vibracijai.
(2) Dizaino atvejis
a. DesSkysčio aušinimo plokštės uždegimo korpusą, analizuokite skirtingų tipų skysčio aušinimo plokščių charakteristikas ir raktų pasirinkimą.
Skysčiu aušinama plokštė yra svarbus energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK šilumos valdymo komponentas. Skirtingi skysčiu aušinami plokščių tipai turi skirtingas charakteristikas. Pavyzdžiui, kai kurios skysčiu aušinamos plokštės pasižymi efektyviu šilumos išsklaidymo našumu, tačiau jų kaina yra gana didelė; Kai kurių skysčiu aušinamų plokščių sąnaudos yra mažesnės, tačiau jų šilumos išsklaidymo savybės yra palyginti silpnos. Renkantis skysčiu aušinamą plokštę, būtina visapusiškai atsižvelgti į tokius veiksnius kaip šilumos išsklaidymas, kaina ir patikimumas. Pavyzdžiui, kai kuriuose taikymo scenarijuose, kuriems reikalingas didelis šilumos išsklaidymo efektyvumas, galima pasirinkti skysčiu aušinamas plokštes, pasižyminčias geresnėmis šilumos išsklaidymo savybėmis; Kai kuriais atvejais, kai reikalaujama didelių sąnaudų, galima pasirinkti nebrangias skysčiu aušinamas plokštes.
b. LG energijos kaupimo modulis ir pakuotės dizaino analizė, tirianti jo pranašumus iš produktų portfelio, konstrukcijų projektavimo ir kitų aspektų.
LG energijos kaupimo modulis ir pakuotės dizainas turi daug privalumų. Produktų portfelio požiūriu LG baterijų elementai skirstomi į energijos tipą ir galios tipą, atsižvelgiant į skirtingą ilgalaikį galios iškrovimo greitį, atitinkantį skirtingus taikymo poreikius. Kalbant apie konstrukcinį dizainą, LG taiko standartizuotą mažų ir didelių modulių derinį, kurie vėliau sugrupuojami. Nedidelio intensyvumo vibracijos srityje modulių struktūra yra orientuota išilgine kryptimi, remiantis pagrindine CMA struktūra, o keli moduliai yra sukrauti, kad susidarytų ilga didelė modulio struktūra. Šis dizainas pasižymi dideliu mastelio keitimu ir lankstumu, todėl gali prisitaikyti prie skirtingų energijos kaupimo sistemos reikalavimų.
c. Naujų energijos kaupimo baterijų blokų šiluminio projektavimo modeliavimo skaičiavimas ir eksperimentinis tyrimas, detalizuojantis pagrindinių parametrų analizę ir tyrimų rezultatus.
Modeliavimo skaičiavimai ir eksperimentiniai naujų energijos kaupimo baterijų blokų šiluminio projektavimo tyrimai yra labai svarbūs siekiant pagerinti energijos kaupimo baterijų veikimą ir patikimumą. Atliekant modeliavimo skaičiavimus, galima išanalizuoti skirtingų šilumos valdymo strategijų poveikį akumuliatoriaus temperatūros pasiskirstymui ir veikimui, suteikiant teorinę paramą šiluminiam projektavimui. Tuo tarpu atliekant eksperimentinius tyrimus galima patikrinti modeliavimo modelio tikslumą ir efektyvumą bei pasiūlyti optimizuotas šiluminio projektavimo schemas. Pavyzdžiui, kai kuriuose tyrimuose buvo vykdomos nuodugnios diskusijos apie ličio baterijų paketų šiluminį projektavimą energijos kaupimo sistemose derinant modeliavimo skaičiavimus ir eksperimentinius tyrimus. Pasiūlytas kelių tikslų optimizavimu pagrįstas šiluminio projektavimo metodas, kuriame visapusiškai atsižvelgiama į tokius veiksnius kaip akumuliatoriaus našumas, sauga ir ekonomiškumas optimizuojant, ir pasiekta gerų tyrimų rezultatų.
3. Sudėtis ir techniniai parametrai
(1) Komponentas
a. Vieno elemento baterija, atsakinga už energijos kaupimą ir išleidimą.
Šiuo metu dažniausiai naudojamos vieno elemento baterijos apima ličio jonų baterijas, švino rūgšties baterijas, nikelio-vandenilio baterijas ir kt. Ličio jonų baterijos vaidina svarbų vaidmenį energijos kaupimo baterijų paketuose dėl didelio energijos tankio ir ilgo ciklo veikimo. Pavyzdžiui, kai kuriuose aukščiausios klasės elektromobilių energijos kaupimo baterijų PACK’uose ličio jonų baterijos gali užtikrinti galingą iki kelių šimtų amperų valandų galios palaikymą. Nors švino rūgšties baterijos turi santykinai mažą energijos tankį, jų kaina yra maža ir jos vis dar plačiai naudojamos kai kuriuose sąnaudoms jautriuose taikymo scenarijuose. Nikelio vandenilio baterijos pasižymi geromis įkrovimo ir iškrovimo savybėmis ir saugumu, taip pat turi tam tikrą rinkos dalį kai kuriose energijos kaupimo srityse.
b. Akumuliatoriaus valdymo sistema, stebinti akumuliatoriaus būseną ir apsauganti akumuliatoriaus saugą.
Akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS) yra vienas iš pagrindinių energijos kaupimo baterijų paketo komponentų. Jis leidžia tiksliai valdyti akumuliatoriaus būseną matuojant tokius parametrus kaip įtampa, srovė ir temperatūra. BMS gali stebėti akumuliatorių įkrovimo ir iškrovimo būseną realiu laiku, kad išvengtų perkrovimo, perkrovimo, viršsrovių ir kitų situacijų. Pavyzdžiui, kai akumuliatoriaus lygis artėja prie pilno, BMS automatiškai sumažins įkrovimo srovę, kad išvengtų perkrovimo; Kai akumuliatoriaus įkrovos lygis yra per žemas, BMS įspės, kad primintų vartotojui, kad reikia laiku įkrauti. Be to, BMS taip pat gali subalansuoti baterijų valdymą, užtikrindama, kad kiekvienos atskiros baterijos galia išliktų pastovi, ir pagerinti bendrą akumuliatoriaus našumą bei tarnavimo laiką.
c. Šilumos valdymo sistema, skirta palaikyti tinkamą temperatūros diapazoną.
Šilumos valdymo sistema yra atsakinga už energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK palaikymą tinkamoje temperatūros diapazone, kad būtų išvengta baterijos sugadinimo dėl perkaitimo. Įprasti šilumos valdymo metodai apima aušinimą oru, aušinimą skysčiu ir tt Oro aušinimo sistema per ventiliatorių pučia orą per akumuliatoriaus paviršių, pašalindama šilumą. Skysčio aušinimo sistema sumažina akumuliatoriaus temperatūrą, cirkuliuodama aušinimo skystį. Pavyzdžiui, kai kuriose didelės galios energijos kaupimo sistemose aušinimo skysčiais sistemos gali efektyviau valdyti akumuliatoriaus temperatūrą, pagerinti sistemos stabilumą ir patikimumą. Paprastai, norint užtikrinti akumuliatoriaus veikimo stabilumą, sistemos temperatūros skirtumas turi būti mažesnis arba lygus 5 laipsniams.
d. Elektros sistema, atsakinga už elektros energijos perdavimą ir paskirstymą.
Elektros sistema apima laidus, kabelius, jungtis ir kt., jungiančius komponentus, tokius kaip akumuliatoriai, BMS ir šilumos valdymo sistemas, atsakingas už elektros energijos perdavimą ir paskirstymą. Aukštos įtampos laidų pynė gali būti laikoma „pagrindine akumuliatoriaus arterija“, nuolat tiekiančia akumuliatoriaus energiją į galutinę apkrovą; Žemos įtampos laidų rinkinys gali būti vertinamas kaip baterijos PACK „neuroninis tinklas“, kuris perduoda aptikimo ir valdymo signalus realiuoju laiku. Projektuojant elektros sistemas reikia atsižvelgti į tokius veiksnius kaip srovės stiprumas, įtampos lygis ir izoliacijos charakteristikos, kad būtų užtikrintas saugus elektros energijos perdavimas.
e. Dėžutė ir laikiklis vidinių komponentų apsaugai.
Dėžutė ir laikiklis naudojami visiems energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK komponentams sutalpinti ir apsaugoti, kad būtų išvengta išorinių aplinkos trukdžių ir žalos. Dėžutė paprastai pagaminta iš labai stiprių medžiagų, kurios pasižymi geru atsparumu smūgiams, vibracijai ir vandeniui bei dulkėms. Laikiklis atlieka svarbų vaidmenį palaikydamas ir fiksuodamas vidinius akumuliatoriaus PACK komponentus, užtikrindamas, kad akumuliatoriaus PAKETAS gali išlikti stabilus įvairiose naudojimo aplinkose.
(2) Techninis parametras
a. Talpa, matuojanti gebėjimą kaupti elektros energiją.
Talpa yra svarbus rodiklis matuojant energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK energijos kaupimo talpą, paprastai matuojamas ampervalandėmis (Ah) arba kilovatvalandėmis (kWh). Kuo didesnė talpa, tuo daugiau energijos gali sukaupti energijos kaupimo baterija PACK. Pavyzdžiui, 100 kWh energijos kaupimo baterija PACK gali užtikrinti namų ūkiui kelių dienų elektros energijos tiekimą. Praktikoje būtina pasirinkti tinkamą energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK talpą pagal skirtingus poreikius.
b. Energijos tankis, atspindintis veikimo pranašumus ir trūkumus.
Energijos tankis reiškia elektros energijos kiekį, kuris gali būti sukauptas energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK masės arba tūrio vienetui, paprastai matuojamas vatvalandėmis vienam kilogramui (Wh/kg) arba vatvalandėmis litre (Wh/L). Kuo didesnis energijos tankis, tuo geresnis energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK našumas. Šiuo metu ličio jonų akumuliatorių energijos tankis yra gana didelis, pavyzdžiui, kai kurių aukščiausios klasės ličio jonų baterijų energijos tankis gali siekti daugiau nei 200 Wh/kg. Padidinus energijos tankį, gali sumažėti energijos kaupimo baterijų paketų tūris ir svoris, todėl pagerėja jų nešiojamumas ir pritaikymas.
c. Įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas lemia energijos konversijos efektyvumą.
Įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas reiškia energijos konversijos efektyvumą energiją kaupiančios baterijos PACK įkrovimo ir iškrovimo proceso metu, paprastai išreiškiamas procentais. Kuo didesnis įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas, tuo didesnis energijos panaudojimo koeficientas energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK. Paprastai tariant, ličio jonų baterijų įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas gali siekti daugiau nei 90%. Pagerinus įkrovimo ir iškrovimo efektyvumą galima sumažinti energijos nuostolius ir naudojimo išlaidas.
d. Ciklo trukmė, atspindinti tarnavimo laiką.
Ciklo trukmė reiškia, kiek kartų energijos kaupimo baterija PACK gali išlaikyti tam tikrą našumą įkrovimo ir iškrovimo ciklų metu. Kuo ilgesnis ciklas, tuo ilgesnis energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK tarnavimo laikas. Pavyzdžiui, kai kurių aukštos kokybės ličio jonų energijos kaupimo baterijų PACK ciklo trukmė gali siekti tūkstančius ar net dešimtis tūkstančių kartų. Praktikoje, atsižvelgiant į skirtingus naudojimo scenarijus ir reikalavimus, reikia pasirinkti energijos kaupimo baterijų PAKETUS, kurių ciklas yra tinkamas.
e. Sauga, įskaitant įvairias apsaugos priemones ir šilumos valdymo sistemas.
Saugumas yra vienas iš svarbių energijos kaupimo baterijų PACK techninių rodiklių, įskaitant apsaugos nuo perkrovimo, perkrovimo, viršsrovių, trumpojo jungimo priemones, taip pat šilumos valdymo sistemas. Gera sauga gali užtikrinti energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK patikimumą ir stabilumą naudojimo metu. Pavyzdžiui, gaisro gesinimo įtaisas perfluorheksanu gali greitai slopinti ugnies plitimą PACK akumuliatoriaus gaisro atveju, užtikrindamas stiprią PACK akumuliatoriaus bloko saugumą. Tuo tarpu šilumos valdymo sistema gali veiksmingai užkirsti kelią saugos avarijoms, kurias sukelia akumuliatoriaus perkaitimas.
4. Projektavimo procesas ir analizės metodai
(1) Projektavimo procesas
a. Pasirinkite ir įvertinkite akumuliatoriaus elementus, kad užtikrintumėte pastovų veikimą.
Projektuojant energijos kaupimo akumuliatorių PACK, akumuliatoriaus elementų parinkimas ir klasifikavimas yra labai svarbūs pirmieji žingsniai. Pirma, būtina pasirinkti tinkamus ličio baterijų elementus iš patikimų tiekėjų. Kai kurioms aukščiausios klasės energijos kaupimo programoms galima pasirinkti ličio jonų akumuliatoriaus elementus, turinčius didelį energijos tankį ir ilgą veikimo laiką. Atrankos procese turi būti atliekami griežti akumuliatoriaus elementų veikimo parametrų, įskaitant talpą, vidinę varžą, įtampą ir tt, bandymai. Remiantis statistika, išbandžius ir įvertinus daug baterijų elementų, galima nustatyti našumo ir kokybės nuoseklumą. užtikrinti, kad būtų daugiau nei 98 proc. Po klasifikavimo baterijų elementus galima laikyti pagal skirtingus našumo lygius, kad būtų galima pasiruošti tolesniems surinkimo darbams.
b. Surinkite akumuliatoriaus elementus naudodami tinkamus prijungimo būdus.
Akumuliatoriaus elementų surinkimas yra kelių baterijų elementų sujungimo procesas pagal projektavimo reikalavimus. Šiame etape reikia naudoti veiksmingus sujungimo būdus, tokius kaip suvirinimas ar užspaudimas. Suvirinimo metodas turi tvirto sujungimo ir mažo pasipriešinimo pranašumus, tačiau jį sunku naudoti ir reikalauja aukštų proceso reikalavimų. Suspaudimo metodas yra gana paprastas, tačiau jungties stabilumas gali būti šiek tiek prastesnis. Pavyzdžiui, kai kuriose didelio masto energijos kaupimo baterijų PACK gamyboje suvirinimo lazeriu technologija gali būti naudojama akumuliatorių elementams sujungti. Šis suvirinimo būdas turi didelio energijos tankio, mažos suvirinimo deformacijos ir mažos šilumos paveiktos zonos pranašumus, kurie gali efektyviai pagerinti ruošinio tikslumą, padaryti suvirinimą lygų, be priemaišų, vienodą ir tankų, taip pat suvirinti tarp skirtingų medžiagų. , atitinkantis įvairių medžiagų suvirinimo poreikius. Pasirinkus protingą prijungimo būdą, galima užtikrinti patikimas jungtis tarp akumuliatoriaus elementų, suteikiančių garantijas energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK veikimui.
c. Akumuliatoriaus valdymo sistemos integravimas stebėjimo ir apsaugos funkcijoms pasiekti.
Akumuliatoriaus valdymo sistema (BMS) yra vienas iš pagrindinių energijos kaupimo baterijų PACK komponentų, o jos integravimas yra labai svarbus norint atlikti akumuliatoriaus elementų stebėjimo, balansavimo ir apsaugos funkcijas. Integruojant BMS, būtina tiksliai jį prijungti ir derinti su akumuliatoriaus elementu. BMS gali realiu laiku stebėti akumuliatoriaus elementų įtampą, srovę, temperatūrą ir kitus parametrus. Analizuojant šiuos parametrus galima pasiekti įkrovimo ir iškrovimo kontrolę, balanso valdymą ir akumuliatoriaus gedimų diagnostiką. Pavyzdžiui, kai akumuliatoriaus elemento įtampa yra per aukšta arba per žema, BMS gali automatiškai reguliuoti įkrovimo ir iškrovimo srovę, kad būtų išvengta perkrovimo ar iškrovimo; Kai akumuliatoriaus elemento temperatūra yra per aukšta, BMS gali įjungti aušinimo sistemą, kad sumažintų akumuliatoriaus temperatūrą ir užtikrintų saugų akumuliatoriaus veikimą. Be to, BMS taip pat gali keistis duomenimis su išoriniais įrenginiais per ryšio sąsajas, kad būtų galima nuotoliniu būdu stebėti ir valdyti energijos kaupimo akumuliatorių PACK.
d. Korpuso apvalkalas užtikrina saugumą ir apsaugą nuo šilumos išsklaidymo.
Korpuso inkapsuliavimas – tai akumuliatoriaus įdėjimo į korpusą procesas, siekiant užtikrinti saugumą ir stabilumą, taip pat šilumos išsklaidymo ir apsaugos funkcijas. Renkantis apvalkalą reikia atsižvelgti į kelis veiksnius, įskaitant medžiagos stiprumą, šilumos išsklaidymo efektyvumą, atsparumą vandeniui ir dulkėms ir kt. Pavyzdžiui, kai kuriuose didelio našumo energijos kaupimo baterijų paketuose gali būti naudojami aliuminio lydinio apvalkalai, kurie turi tokius privalumus kaip didelis stiprumas. , lengvas ir geras šilumos išsklaidymo efektyvumas. Pakuojant korpusą taip pat būtina užtikrinti saugų įdėjimą tarp akumuliatoriaus bloko ir korpuso, kad naudojimo metu jis neatsipalaiduotų ar nepasislinktų. Tuo pačiu metu korpusas taip pat turi turėti gerą šilumos išsklaidymo konstrukciją, kuri galėtų laiku išsklaidyti akumuliatoriaus generuojamą šilumą per šilumos išsklaidymo pelekus, ventiliacijos angas ir kt. baterija yra saugiame diapazone. Be to, korpusas taip pat turi būti atsparus vandeniui ir dulkėms, kad apsaugotų akumuliatorių nuo išorinio aplinkos poveikio.
e. Atlikite bendrą bandymą ir kokybės kontrolę, kad užtikrintumėte produkto veikimą.
Bendras bandymas ir kokybės kontrolė yra paskutinis energijos kaupimo baterijų PACK projektavimo etapas, taip pat pagrindinės grandys, užtikrinančios gaminio veikimą. Šiame etape būtina atlikti išsamų surinkto modulio paketo testavimą, įskaitant našumo testavimą, pajėgumų testavimą, ciklo gyvavimo ir saugumo testavimą. Veikimo testavimas daugiausia apima parametrų, tokių kaip įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas, atsako laikas ir kt., testavimą; Talpos testavimas matuoja tikrąją akumuliatoriaus talpą jį įkraunant ir iškraunant; Ciklo eksploatavimo trukmės bandymas imituoja faktiškai naudojamo akumuliatoriaus įkrovimo ir iškrovimo ciklus, siekiant įvertinti jo eksploatavimo trukmę; Saugos bandymai apima perkrovimo, perkrovimo, trumpojo jungimo, smūgio ir kitus bandymus, siekiant užtikrinti, kad akumuliatorius vis dar galėtų saugiai veikti įvairiomis ekstremaliomis sąlygomis. Atliekant griežtą testavimą ir kokybės kontrolę, energijos kaupimo baterijų PACK našumas ir kokybė gali būti užtikrinti, kad atitiktų projektavimo reikalavimus, suteikiant vartotojams patikimus energijos kaupimo sprendimus.
(2) Analizės metodas
a. Išsiaiškinkite PACK apibrėžimą ir supraskite jo techninę esmę.
Ličio jonų akumuliatoriaus PACK, taip pat žinomas kaip akumuliatoriaus modulis, yra ličio jonų baterijų gamybos procesas, o tai reiškia pakavimą, kapsuliavimą ir surinkimą. Tai reiškia kelių ličio jonų pavienių elementų rinkinių sujungimą nuosekliai ir tokių klausimų kaip sistemos mechaninis stiprumas, šiluminis valdymas, BMS suderinimas ir tt svarstymą. Jo svarbios technologijos atsispindi bendrame konstrukcijos projekte, suvirinimo ir apdorojimo proceso valdyme, apsaugos lygyje. , aktyvi šilumos valdymo sistema ir kiti aspektai. Pavyzdžiui, dviejų baterijų sujungimas nuosekliai arba lygiagrečiai suformuojant konkrečią formą pagal kliento reikalavimus, vadinamas PAKUOJU. Aiškinant PACK apibrėžimą, galima paaiškinti, kad jo techninė esmė yra pagrįstas kelių atskirų baterijų derinys ir supakavimas, siekiant patenkinti skirtingus taikymo poreikius.
b. Išanalizuokite PACK sudėtį ir supraskite kiekvienos dalies vaidmenis.
Akumuliatorių paketą daugiausia sudaro atskiri akumuliatoriaus moduliai, elektros sistemos, šilumos valdymo sistemos, gaubtai ir BMS. Vieno akumuliatoriaus modulis yra elektros energijos kaupimo ir išleidimo įrenginys, atitinkantis žmogaus kūno „širdį“; Elektros sistema yra atsakinga už elektros energijos perdavimą ir paskirstymą su aukštos įtampos laidais, tokiais kaip „arterinės kraujagyslės“, ir žemos įtampos laidais, tokiais kaip „neuroniniai tinklai“; Šilumos valdymo sistema palaiko akumuliatoriaus veikimą tinkamoje temperatūros diapazone, pavyzdžiui, ant akumuliatoriaus įrengiant „oro kondicionierių“; Dėžė ir laikiklis atlieka palaikymą, atsparumą mechaniniam poveikiui, mechaninei vibracijai ir aplinkos apsaugą, panašiai kaip žmogaus kūno „kaulai“; BMS yra akumuliatoriaus „smegenys“, atsakingos už akumuliatoriaus būsenos stebėjimą, įkrovimo ir iškrovimo proceso valdymą ir akumuliatoriaus apsaugą nuo pažeidimų, tokių kaip perkrovimas, perkrovimas ir per didelės srovės. Analizuodami PACK sudėtį, galime giliau suprasti kiekvieno komponento vaidmenis, sudarant pagrindą kurti ir optimizuoti energijos kaupimo baterijų PACK.
c. Ištirkite PACK savybes ir išsiaiškinkite techninius reikalavimus.
PACK ličio baterijų paketas reikalauja, kad akumuliatorius būtų labai nuoseklus (talpa, vidinė varža, įtampa, iškrovos kreivė, tarnavimo laikas), o ciklo trukmė būtų trumpesnė nei vienos baterijos. Jis turėtų būti naudojamas ribotomis sąlygomis, apsaugotas po formavimo ir stebėti įkrovimo balansą, temperatūrą, įtampą ir viršsrovę. Jis turi atitikti konstrukcijos įtampos ir talpos reikalavimus. Pavyzdžiui, praktikoje, norint atitikti šias charakteristikas ir techninius reikalavimus, reikia griežtai kontroliuoti ir optimizuoti akumuliatoriaus elementų parinkimą, surinkimo procesus, BMS projektavimą ir kitus aspektus. Ištyrus PACK charakteristikas, galima paaiškinti techninius reikalavimus projektavimo procese, kad būtų užtikrintas energijos kaupimo akumuliatoriaus PACK veikimas ir kokybė.
d. Pristatykite PACK metodą, įskaitant serijinę lygiagrečią sudėtį ir proceso pasirinkimą.
Akumuliatoriaus modulis sudarytas iš atskirų elementų, sujungtų nuosekliai. Lygiagretus jungimas padidina talpą nekeičiant įtampos, o nuoseklus jungimas padvigubina įtampą nekeičiant talpos. Renkantis akumuliatoriaus elementus, būtina turėti vienodus tipus ir modelius, kurių talpos, vidinės varžos ir įtampos skirtumai neviršytų 2%. Pagrindiniai PACK procesai apima suvirinimą lazeriu, ultragarsinį suvirinimą, impulsinį suvirinimą ir kontaktą su elastingais metalo lakštais. Atsižvelgiant į gamybos išeigą, efektyvumą ir jungčių taškų vidinę varžą, suvirinimas lazeriu šiuo metu yra daugelio baterijų gamintojų pageidaujamas pasirinkimas. Pavyzdžiui, jei nuosekliai prijungta 15 elementų, kurių įtampa yra 3,2 V, tai bus 48 V, o tai vadinama serijiniu padidinimu; Akumuliatoriaus elementas, kurio talpa 50Ah, prijungus lygiagrečiai, turi 100Ah, tai vadinama lygiagrečiu plėtimu. Įdiegus PACK metodą, energijos kaupimo baterijų PACK projektavimui gali būti pateikti konkretūs techniniai sprendimai ir proceso pasirinkimai.
e. Suprasti PACK techninius parametrus ir įsisavinti gaminio veikimo rodiklius.
Kombinavimo metodas: 1P24S reiškia 24 serijas ir 1 lygiagrečią, o įtampa padvigubėja po nuoseklaus prijungimo. Nominali įtampa yra 3,2 * 24=76,8 V. Nominali talpa reiškia akumuliatoriaus, kuris gali nepertraukiamai veikti ilgą laiką vardinėmis darbo sąlygomis, talpa, matuojama ampervalandomis (Ah). Tai iškrovos srovės ampervalandėmis (A) ir iškrovos laiko valandomis (h) sandauga. Pavyzdžiui, 280Ah reiškia iškrovimą ne daugiau kaip 0,5 C 2 valandas. Nominali energija{12}}vardinė talpa (Ah) * vardinė įtampa (V). Įkrovimo ir iškrovimo efektyvumas reiškia energijos konversijos efektyvumą energiją kaupiančios baterijos PACK įkrovimo ir iškrovimo proceso metu, paprastai išreiškiamas procentais. Ciklo trukmė reiškia, kiek kartų energijos kaupimo baterija PACK gali išlaikyti tam tikrą našumą įkrovimo ir iškrovimo ciklų metu. Saugos priemonės apima apsaugą nuo perkrovimo, perkrovimo, viršsrovių, trumpojo jungimo, taip pat šilumos valdymo sistemas. Suvokus techninius PACK parametrus, galima suvokti gaminio veikimo rodiklius ir pateikti nuorodą renkantis ir naudojant energijos kaupimo bateriją PACK.