كيفية اختيار خلايا الحقيبة لحزم البطاريات المخصصة | ميسين

لا يعد اختيار خلية الحقيبة لحزمة بطارية مخصصة مجرد مسألة العثور على الجهد والسعة المناسبين.

قد تبدو الخلية مناسبة على الورق ولكنها لا تزال تسبب مشاكل أثناء تجميع الوحدة أو الاختبار الحراري أو التشغيل على المدى الطويل. قد يكون تيار التفريغ قريبًا جدًا من حد الخلية. قد لا تتناسب علامات التبويب مع تخطيط شريط التوصيل. قد لا يترك غلاف العبوة أي مجال للتورم. يمكن أيضًا تكوين نظام إدارة البطارية حول نطاق الجهد الخاطئ.

تعتبر هذه المشكلات أسهل وأقل تكلفة لحلها أثناء اختيار الخلية مقارنةً بعد بناء النموذج الأولي بالفعل.

يجب أن تبدأ عملية الاختيار الموثوقة بنظام البطارية الكامل: التطبيق، جهد التشغيل، الطاقة المطلوبة، التيار المستمر والتيار الذروة، مساحة التثبيت، نطاق درجة الحرارة، عمر الخدمة وحجم الإنتاج.

يشرح هذا الدليل كيف يمكن للمهندسين ومطوري المنتجات تقييم الخلايا الحقيبةية للسيارات الكهربائية وأنظمة تخزين الطاقة والروبوتات والطائرات بدون طيار والمعدات الصناعية وتطبيقات البطاريات المخصصة الأخرى.

ابدأ بمتطلبات حزمة البطارية

قبل مقارنة نماذج الخلايا، قم بإعداد ورقة متطلبات البطارية الأساسية.

كحد أدنى، ينبغي أن تشمل:

• طلب

• الجهد الاسمي للحزمة

• الحد الأقصى لجهد الشحن

• الحد الأدنى من جهد التشغيل

• القدرة أو الطاقة المطلوبة

• تيار التفريغ المستمر

• ذروة التفريغ الحالي والمدة

• الحد الأقصى لأبعاد البطارية

• وزن البطارية المستهدف

• وقت الشحن

• درجة حرارة التشغيل

• دورة الحياة المطلوبة

• الكمية السنوية المتوقعة

تحدد هذه المعلومات ما إذا كانت الخلية مناسبة من الناحية الفنية.

على سبيل المثال، قد يتطلب مشروعان حزمة بطارية 48 فولت 100 أمبير. ومع ذلك، فإن نظام التخزين الثابت الذي يعمل عند 30 أمبير له متطلبات خلية مختلفة تمامًا عن مركبة صناعية تسحب 200 أمبير أثناء التسارع.

قد تكون السعة هي نفسها، لكن الكيمياء والمقاومة الداخلية وتصميم علامة التبويب والهيكل الحراري ونظام إدارة البطارية قد تكون مختلفة جميعًا.

1. حدد كيمياء خلية الحقيبة اليمنى

القرار الرئيسي الأول هو كيمياء الخلية.

تقوم شركة Misen بتوريد وتقييم العديد من تقنيات الخلايا الحقيبةية، بما في ذلك الخلايا NMC وLFP والخلايا شبه الصلبة وخلايا أيونات الصوديوم. تخدم كل كيمياء أولوية مشروع مختلفة.

خلايا الحقيبة NMC

تُستخدم خلايا الحقيبة NMC على نطاق واسع عندما تكون كثافة الطاقة ووزن البطارية أمرًا مهمًا.

تشمل التطبيقات النموذجية ما يلي:

• المركبات الكهربائية

• دراجات نارية كهربائية

• الروبوتات

• أنظمة غير مأهولة

• المعدات الصناعية المحمولة

• وحدات البطارية الحساسة للوزن

عادةً ما تحتوي خلية الحقيبة NMC التقليدية على جهد اسمي يبلغ حوالي 3.6 فولت إلى 3.7 فولت. غالبًا ما يكون الحد الأقصى لجهد الشحن القياسي 4.2 فولت، على الرغم من أن بعض الخلايا ذات الجهد العالي تستخدم حدًا أعلى.

يجب أن يتبع جهد الشحن الدقيق دائمًا مواصفات الخلية. لا ينبغي استخدام نظام إدارة المباني (BMS) أو الشاحن المصمم لخلية قياسية بجهد 4.2 فولت تلقائيًا مع كيمياء عالية الجهد.

غالبًا ما يكون NMC خيارًا قويًا عندما يحتاج المشروع إلى المزيد من الطاقة في مساحة محدودة. ومع ذلك، فإن الإدارة الحرارية والتحميل الحالي والتحكم في الجهد تتطلب اهتمامًا دقيقًا.

LFP خلايا الحقيبة

يتم اختيار خلايا الحقيبة LFP بشكل شائع عندما تكون دورة الحياة والاستقرار الحراري والموثوقية طويلة المدى أكثر أهمية من تحقيق أقل وزن ممكن للحزمة.

تحتوي خلية LFP النموذجية على:

• الجهد الاسمي حوالي 3.2 فولت

• الحد الأقصى لجهد الشحن حوالي 3.65 فولت

تشمل التطبيقات الشائعة ما يلي:

• أنظمة تخزين الطاقة

• أنظمة البطاريات الشمسية

• الطاقة الاحتياطية الصناعية

• مركبات المرافق

• حزم البطاريات التي يتم تدويرها بشكل متكرر

بالمقارنة مع NMC، يتطلب LFP عمومًا المزيد من الخلايا أو حجم أكبر للوصول إلى نفس هدف الطاقة. في المقابل، يمكن أن توفر منصة جهد مستقرة وأداء دورة قوي عندما يتم تصميم البطارية وتشغيلها بشكل صحيح.

خلايا الحقيبة شبه الصلبة

يتم استخدام خلايا الأكياس شبه الصلبة في المشروعات التي تتطلب كثافة طاقة عالية ووزنًا منخفضًا للبطارية.

قد تكون مناسبة ل:

• التنقل الكهربائي المتميز

• طائرات بدون طيار طويلة التحمل

• الروبوتات المتخصصة

• الأنظمة المتعلقة بالفضاء

• حزم البطاريات المدمجة عالية الطاقة

يغطي المصطلح 'شبه صلب' تصميمات مختلفة للخلايا، لذا من المهم تقييم المواصفات الفعلية بدلاً من الاعتماد على اسم التقنية وحده.

يمكن أن تختلف كثافة الطاقة وإمكانية التفريغ وعمر الدورة وطريقة الشحن وحالة الاعتماد بشكل كبير بين النماذج.

خلايا الحقيبة الصوديوم أيون

تجتذب خلايا أكياس أيونات الصوديوم الاهتمام بالمشاريع التي تقدر الأداء في درجات الحرارة المنخفضة، والقدرة على المعدل، وتوافر المواد.

تشمل التطبيقات المحتملة ما يلي:

• التنقل في المناخ البارد

• المعدات الصناعية ذات درجات الحرارة المنخفضة

• المركبات ذات العجلتين

• قوة احتياطية

• أنظمة تخزين الطاقة المختارة

يختلف نطاق جهدها عن خلايا أيون الليثيوم التقليدية. ونتيجة لذلك، قد لا يكون نظام إدارة المباني (BMS) أو الشاحن الموجود ببطارية الليثيوم مناسبًا بدون إجراء تغييرات على عتبات الجهد وتقدير SOC واستراتيجية الموازنة.

ولذلك ينبغي تقييم خلايا أيون الصوديوم كنظام كامل بدلاً من معاملتها كبديل مباشر لـ NMC أو LFP.

ماذا عن LTO؟

يمكن لخلايا تيتانات الليثيوم أن تدعم معدلات شحن عالية، ودورة حياة طويلة، وتشغيل في درجات حرارة منخفضة. ومع ذلك، فإن الجهد الاسمي المنخفض وكثافة الطاقة المنخفضة عادةً ما يؤديان إلى حزمة بطارية أكبر وأكثر تكلفة.

قد يكون LTO مناسبًا لتطبيقات الشحن السريع أو الدورة العالية المتخصصة، ولكنه نادرًا ما يكون الخيار الأول للمشاريع التي تركز على الحجم الصغير أو التكلفة المنخفضة.

الحقيبة مقارنة كيمياء الخلية

كيمياء الخلية	الميزة الرئيسية	القيود الرئيسية	التطبيقات النموذجية
إن إم سي	كثافة طاقة عالية ووزن أقل	يتطلب إدارة دقيقة للحرارة والجهد	المركبات الكهربائية والروبوتات والطائرات بدون طيار والأنظمة المحمولة
LFP	دورة حياة طويلة واستقرار حراري قوي	كثافة طاقة أقل من NMC	ESS والمعدات الصناعية ومركبات الخدمات
شبه صلبة	إمكانات عالية الطاقة للمشاريع المتميزة	يختلف توفر النموذج وتكلفته	أنظمة خفيفة الوزن ومحدودة المساحة
أيون الصوديوم	إمكانية انخفاض درجات الحرارة وارتفاع معدل	كثافة طاقة أقل وسلسلة توريد أقل نضجًا	التنقل في المناخ البارد والتخزين المختار
طويل الأجل	شحن سريع ودورة حياة طويلة	انخفاض كثافة الطاقة وارتفاع تكلفة النظام	تطبيقات الدورة العالية والشحن السريع

لا توجد أفضل كيمياء للخلايا الحقيبةية على مستوى العالم. يعتمد الاختيار الصحيح على المتطلبات التي لا يمكن التنازل عنها.

2. تحديد تكوين الجهد والسلسلة

بمجرد تحديد الكيمياء، فإن الخطوة التالية هي تحديد عدد الخلايا التي يجب توصيلها في سلسلة.

الخلايا المتصلة على التوالي تزيد من الجهد. تظل السعة بالأمبير ساعة كما هي تقريبًا.

العلاقة الأساسية هي:

الجهد الاسمي للحزمة = الجهد الاسمي للخلية × عدد الخلايا في السلسلة

قد تستخدم بطارية NMC الاسمية من فئة 24 فولت سبع خلايا متسلسلة:

3.7 فولت × 7 = 25.9 فولت

يوصف هذا عادةً بأنه حزمة بطارية 7S.

ومع ذلك، الجهد الاسمي وحده لا يكفي. ويجب أيضًا التحقق من القيم التالية:

• الحد الأقصى لجهد شحن العبوة

• الحد الأدنى من الجهد التشغيلي للحزمة

• نطاق جهد إدخال المعدات

• الجهد الناتج للشاحن

• عتبة الشحن الزائد BMS

• BMS عتبة الإفراط في التفريغ

بالنسبة لحزمة 7S NMC القياسية التي تستخدم الخلايا المشحونة بجهد 4.2 فولت:

الحد الأقصى لجهد العبوة = 4.2 فولت × 7 = 29.4 فولت

يجب أن تكون المعدات والشاحن ونظام إدارة المباني متوافقة مع هذا الجهد العلوي.

نفس وصف المنتج '24 فولت' يمكن أن يشير إلى أنظمة بطاريات مختلفة. لا يحتوي استبدال حمض الرصاص 24 فولت وبطارية 7S NMC وبطارية 8S LFP على منحنيات جهد متطابقة.

لهذا السبب، يجب أن يعتمد تحديد عدد السلسلة على نافذة جهد التشغيل الكاملة للجهاز، وليس فقط على الجهد المعلن عنه.

3. حساب السعة من الطاقة ووقت التشغيل

عادةً ما يتم تحديد السعة بوحدات الأمبير/ساعة، لكن اختيار حزمة البطارية يجب أن يأخذ في الاعتبار أيضًا عدد الواط/ساعة.

العلاقة الأساسية هي:

الطاقة بـ Wh = الجهد الاسمي × السعة بـ Ah

على سبيل المثال:

48 فولت × 100 أمبير = 4800 وات في الساعة

وهذا يعطي مؤشرًا أفضل للطاقة المخزنة من قيمة Ah وحدها.

تتمتع بطارية 12 فولت 100 أمبير في الساعة وبطارية 48 فولت 100 أمبير في الساعة بنفس تصنيف أمبير ساعة، لكن بطارية 48 فولت تخزن ما يقرب من أربعة أضعاف الطاقة.

حساب الطاقة القابلة للاستخدام

الطاقة النظرية الموجودة على الملصق ليست دائمًا الطاقة المتاحة للمعدات.

يمكن أن تتأثر القدرة القابلة للاستخدام بما يلي:

• حدود الجهد BMS

• نافذة تشغيل SOC المحددة

• معدل التفريغ

• درجة الحرارة المحيطة

• انخفاض الجهد تحت الحمل

• كفاءة المحول

• شيخوخة الخلايا

• القدرة الاحتياطية المطلوبة

وبالتالي فإن المشروع الذي يحتاج إلى 4 كيلو واط ساعة من الطاقة القابلة للاستخدام قد يتطلب أكثر من 4 كيلو واط ساعة من طاقة الخلايا الاسمية.

الاحتياطي الصحيح يعتمد على التطبيق. يمكن تقييم النظام الثابت ذو الأحمال المتوقعة بشكل مختلف عن السيارة التي يجب أن تظل تعمل بعد عدة سنوات من فقدان القدرة.

خلايا كبيرة أم خلايا متوازية متعددة؟

تعمل الخلايا المتصلة بالتوازي على زيادة السعة والقدرة الحالية مع الحفاظ على الجهد نفسه تقريبًا.

يستخدم تكوين 2P خليتين بالتوازي. يستخدم تكوين 3P ثلاثة.

حيثما أمكن، يمكن للخلية المفردة ذات السعة الأكبر أن تقلل من:

• عدد اللحامات

• عدد وصلات بسبار

• أجزاء العزل

• وقت التجميع

• فشل الاتصال المحتمل

ومع ذلك، قد توفر الخلايا الأصغر المتعددة مرونة أفضل عندما تكون المساحة المتاحة غير منتظمة أو عندما يكون هناك حاجة إلى توزيع تيار محدد.

يعتمد التكوين الأفضل على أبعاد الخلية وهيكل الوحدة وتوزيع الحرارة وطريقة الإنتاج. لا يضمن عدد الخلايا الأقل تلقائيًا الحصول على حزمة بطارية أفضل.

4. قم بمطابقة معدل C مع التيار المستمر والذروة

عادة ما يتم التعبير عن معدل تفريغ الخلية بمعدل C.

لخلية 50 أمبير:

• 1C يساوي 50A

• 2C يساوي 100A

• 3C يساوي 150A

هذا الحساب بسيط، ولكن اختيار خلية ذات معدل مرتفع يتطلب أكثر من مجرد التحقق من الحد الأقصى للتيار الموضح في جدول المواصفات.

تيار التفريغ المستمر

التيار المستمر هو الحد الأقصى للتيار الذي يجب أن توفره البطارية أثناء التشغيل العادي لفترة طويلة.

يؤثر على:

• درجة حرارة الخلية

• انخفاض الجهد

• القدرة القابلة للاستخدام

• اختيار الموصل

• سمك بسبار

• حجم الكابل

• BMS التقييم الحالي

• متطلبات التبريد

قد تعمل الخلية التي تم تصنيفها لتيار معين في ظل ظروف المختبر بشكل أكثر سخونة داخل وحدة مغلقة بإحكام. يمكن أن تؤثر ألواح الضغط والمواد العازلة والخلايا المجاورة على تبديد الحرارة.

ذروة التفريغ الحالي

يحدث تيار الذروة خلال أحداث قصيرة عالية الطاقة مثل:

• بدء تشغيل المحرك

• تسريع

• تفعيل المضخة الهيدروليكية

• إقلاع الطائرات بدون طيار

• تأثير الأداة

• أحمال الطوارئ قصيرة المدة

مواصفات الذروة الحالية غير مكتملة ما لم تكن المدة معروفة أيضًا.

إن الخلية القادرة على توصيل 300 أمبير لمدة ثانيتين قد لا تدعم نفس التيار لمدة 30 ثانية. ولذلك يجب تحديد ذروة التيار مع تحديد مدته وتكراره.

لا تصمم عند الحد المطلق

يجب ألا تعمل البطارية بشكل مستمر عند الحد الأقصى لتيار الخلية المعلن عنه دون التحقق الحراري.

يوصى عادةً بوجود هامش تصميم أولي، ولكن لا توجد نسبة عالمية مناسبة لكل مشروع. يعتمد الهامش المطلوب على:

• درجة الحرارة المحيطة

• ظروف التبريد

• الضميمة الحزمة

• شيخوخة الخلايا

• دورة العمل الحالية

• ارتفاع مقبول في درجة الحرارة

• مدة الخدمة المطلوبة

بالنسبة للتطبيقات الصعبة، يجب أن يتضمن اختبار النموذج الأولي درجة حرارة الخلية، ودرجة حرارة علامة التبويب، وانخفاض الجهد، والمقاومة الداخلية للتيار المستمر ضمن ملف تعريف الحمل الفعلي.

5. تحقق من أبعاد الخلية وعلامات التبويب ومساحة الحزمة

تعتبر خلايا الحقيبة جذابة لأنها يمكن أن توفر كفاءة تعبئة عالية وأبعاد مرنة.

يتم وصف تنسيقها بشكل شائع على النحو التالي:

السُمك × العرض × الطول

ومع ذلك، فإن أبعاد الخلية المذكورة ليست سوى جزء واحد من التصميم الميكانيكي.

يجب أن يتيح مصمم الحزمة أيضًا مساحة لـ:

• علامات تبويب الخلايا

• أشرطة التوصيل

• صفائح العزل

• لوحات الضغط

• مواد توسيد

• واجهات حرارية

• نظام إدارة المباني

• الأسلاك

• موصلات

• الصمامات

• التحمل الجمعية

بدل التورم

يمكن أن تتغير سماكة خلايا الحقيبة أثناء الشحن وركوب الدراجات والشيخوخة.

يجب أن يعتمد البدل المطلوب على بيانات مورد الخلية ونطاق SOC المتوقع وهدف دورة الحياة واستراتيجية الضغط. لا ينبغي تطبيق نسبة ثابتة بشكل أعمى عبر جميع نماذج الخلايا.

يمكن أن يؤدي ترك مساحة صغيرة جدًا إلى خلق ضغط ميكانيكي مفرط. يمكن أن يؤدي ترك الخلايا غير مدعومة تمامًا إلى تورم غير متساوٍ وضعف الاتصال وانخفاض استقرار الوحدة.

يجب أن يتحكم الهيكل الميكانيكي المناسب في التمدد مع تجنب الضغط المدمر على جسم الخلية أو منطقة الختم.

موضع علامة التبويب والمواد

قد تكون علامات التبويب الخلوية موجودة في:

• على نفس الجانب

• على الجانبين المتقابلين

• في تعويضات مختلفة

• في التوجهات المخصصة

يؤثر ترتيب علامات التبويب على تخطيط الوحدة وتصميم شريط التوصيل وعملية التجميع.

يجب على المصمم التحقق من:

• مواضع علامة التبويب الإيجابية والسلبية

• عرض علامة التبويب وسمكها

• مادة التبويب

• طريقة اللحام

• التيار المطلوب

• قيود الانحناء

• التخليص من حافة الختم

لا يزال من الصعب استخدام الخلية المناسبة تقنيًا إذا كان تخطيط علامة التبويب الخاصة بها يتعارض مع العلبة أو موضع نظام إدارة المباني.

6. تقييم دورة الحياة في ظل ظروف التشغيل الحقيقية

غالبًا ما يتم تعريف دورة الحياة على أنها عدد دورات الشحن والتفريغ المكتملة قبل أن تنخفض السعة إلى مستوى محدد، عادةً 80٪ من السعة الأولية.

ومع ذلك، فإن رقم دورة الحياة يكون ذا معنى فقط عندما تكون ظروف الاختبار معروفة.

الشروط الهامة تشمل:

• معدل الشحن

• معدل التفريغ

• عمق التفريغ

• جهد الشحن العلوي

• انخفاض جهد التفريغ

• درجة حرارة الاختبار

• وقت الراحة

• ضغط الخلايا

• عتبة نهاية العمر الافتراضي

ربما تم اختبار خليتين تم الإعلان عنهما بـ 2000 دورة في ظل ظروف مختلفة تمامًا.

دورة الحياة ليست حياة التقويم

تقيس دورة الحياة الشيخوخة الناجمة عن الشحن والتفريغ المتكرر.

يقيس عمر التقويم التدهور بمرور الوقت، بما في ذلك الفترات التي لا يتم فيها تشغيل البطارية.

قد تفقد البطارية المخزنة لفترات طويلة في درجة حرارة عالية ودرجة حرارة عالية من SOC قدرتها حتى عندما تكمل دورات قليلة جدًا.

بالنسبة للمنتجات المتوقع أن تظل في الخدمة لمدة خمس إلى عشر سنوات، يجب مراعاة كل من دورة الحياة والتقادم التقويمي.

الكيمياء ليست سوى جزء من الجواب

غالبًا ما توفر خلايا LFP أداءً قويًا للدورة، بينما يتم اختيار خلايا NMC بشكل متكرر لكثافة طاقة أعلى. لكن عمر الخدمة النهائي يتأثر أيضًا بتصميم العبوة واستراتيجية التشغيل.

يمكن للتدابير التالية تحسين عمر البطارية:

• تجنب جهد الشحن العالي غير الضروري

• تقليل التشغيل المستمر للتيار العالي

• التحكم في درجة حرارة الخلية

• الحد من عمق التفريغ الشديد

• الحفاظ على تماسك الخلايا

• باستخدام الضغط المناسب

• وضع حدود دقيقة لنظام إدارة المباني

إن اختيار خلية طويلة العمر لا يمكن أن يعوض عن التصميم الحراري أو الميكانيكي غير المناسب.

7. تأكيد أداء درجات الحرارة المنخفضة والعالية

تؤثر درجة الحرارة على السعة المتاحة وقدرة الطاقة وسلوك الشحن والعمر.

لتطبيقات المناخ البارد، تحقق مما يلي:

• قدرة التفريغ عند درجة الحرارة المطلوبة

• انخفاض الجهد تحت الحمل

• الحد الأقصى لتيار الشحن عند درجة حرارة منخفضة

• ما إذا كان الشحن أقل من 0 درجة مئوية مسموحًا به

• ما إذا كان تسخين الخلية مطلوبًا

• إعدادات حماية درجة الحرارة BMS

قد تظل الخلية التي يمكن تفريغها عند -20 درجة مئوية خاضعة لقيود شحن صارمة عند درجة الحرارة المنخفضة.

بالنسبة لتطبيقات درجات الحرارة المرتفعة، تحقق مما يلي:

• تخفيض التيار المستمر

• درجة حرارة سطح الخلية

• تراكم الحرارة الداخلية

• تهوية العلبة

• طريقة التبريد

• درجة حرارة التخزين

• شيخوخة التقويم المتوقعة

لا ينبغي تفسير درجة حرارة التشغيل المكتوبة على ورقة البيانات على أنها ضمان بأن الخلية يمكنها توفير الطاقة الكاملة عبر هذا النطاق بأكمله.

8. لا تتجاهل مطابقة الخلايا

حتى عندما تأتي كل خلية من نفس النموذج، يمكن أن توجد اختلافات في السعة والجهد والمقاومة وسلوك التفريغ الذاتي.

تصبح هذه الاختلافات أكثر أهمية عندما يتم توصيل العديد من الخلايا في سلسلة.

قد تصل الخلية الضعيفة أو غير المتناسقة إلى حد الشحن أو التفريغ قبل بقية العبوة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل السعة القابلة للاستخدام ويتسبب في مقاطعة نظام إدارة المباني (BMS) للعمل في وقت أبكر من المتوقع.

اعتمادًا على المشروع، قد تتضمن مطابقة خلايا الحقيبة ما يلي:

• تصنيف القدرات

• مقارنة الجهد الدائرة المفتوحة

• اختبار المقاومة الداخلية للتيار المتردد

• تقييم المقاومة الداخلية للتيار المستمر

• فحص القيمة K

• فحص السماكة والأبعاد

• فحص المظهر والختم

• إمكانية تتبع الدفعة

بالنسبة للوحدات عالية السعة، لا يعد اتساق الخلايا مجرد مسألة تتعلق بمراقبة الجودة. فهو يؤثر بشكل مباشر على توازن العبوة، وتوزيع درجة الحرارة، والطاقة القابلة للاستخدام، والموثوقية على المدى الطويل.

يستطيع Misen دعم اختبار خلايا الحقيبة ومطابقتها وفقًا لمتطلبات النموذج والمشروع المحدد.

9. مطابقة BMS للخلية والتطبيق

يجب تحديد BMS بعد تأكيد كيمياء الخلية وعدد السلسلة والمتطلبات الحالية.

تشمل معلمات BMS المهمة ما يلي:

• عدد الخلايا في السلسلة

• فاحش الجهد

• الإفراط في التفريغ الجهد

• تيار مستمر

• الذروة الحالية

• تأخير التيار الزائد

• حماية ماس كهربائى

• موازنة التيار

• أجهزة استشعار درجة الحرارة

• بروتوكول الاتصالات

• بنية الشحن والتفريغ

لا ينبغي استخدام نظام إدارة المباني المصمم لـ LFP تلقائيًا مع خلايا NMC أو أيونات الصوديوم. قد تكون عتبات الجهد وحساب SOC غير مناسبة.

ويجب أيضًا تنسيق نظام إدارة المباني (BMS) مع الشاحن والمعدات. يجب أن تحمي البطارية دون مقاطعة تيارات بدء التشغيل العادية أو خلق تعارضات مع أنظمة الحماية الخارجية.

10. قم بمراجعة بنية الوحدة الكاملة

حزمة بطارية الحقيبة المخصصة عبارة عن نظام ميكانيكي وكهربائي وحراري.

قد يحتاج التصميم النهائي إلى تضمين:

• هيكل ضغط الخلية

• لوحات نهاية

• حواجز العزل

• أصحاب الخلايا

• أشرطة التوصيل

• الصمامات

• أجهزة استشعار درجة الحرارة

• مواد الواجهة الحرارية

• قنوات التبريد

• خدمات إدارة المباني

• الموصل الرئيسي

• موصل الخدمة

• الضميمة الحزمة

• استراتيجية التنفيس أو تخفيف الضغط

هذا هو السبب في أن اختيار خلية الحقيبة فقط من صورة الكتالوج أو قيمة السعة يمكن أن يكون محفوفًا بالمخاطر.

ينبغي تقييم الخلية والوحدة النمطية معًا.

قائمة تدقيق اختيار خلية الحقيبة

عامل التحديد	أسئلة للتأكيد
طلب	ما هي المعدات التي سوف طاقة البطارية؟
كيمياء	هل كثافة الطاقة، أو دورة الحياة، أو القدرة على المعدل، أو الأداء في درجات الحرارة المنخفضة هي الأولوية؟
الجهد االكهربى	ما هي الفولتية الاسمية والحد الأقصى والحد الأدنى للنظام؟
سعة	ما مقدار الطاقة الاسمية والقابلة للاستخدام المطلوبة؟
حاضِر	ما هي التيارات المستمرة والتيارات الذروة، وكم تدوم الذروة؟
أبعاد	ما هو الحد الأقصى لحجم العبوة بعد السماح بنظام إدارة المباني والأسلاك والعزل والضغط؟
وزن	هل المشروع حساس للوزن؟
درجة حرارة	ما هي درجات حرارة الشحن والتفريغ والتخزين؟
دورة الحياة	ما هي شروط الاختبار وقدرة نهاية العمر المطلوبة؟
مطابقة الخلايا	ما هي الحدود المطلوبة للسعة وOCV والمقاومة وقيمة K؟
خدمات إدارة المباني	ما هي وظائف الحماية والتوازن والتواصل المطلوبة؟
كمية	هل المشروع في أخذ العينات أم الإنتاج التجريبي أم الإنتاج الضخم؟

الأخطاء الشائعة في اختيار خلية الحقيبة

تظهر العديد من الأخطاء بشكل متكرر أثناء مشاريع البطاريات المخصصة.

الاختيار حسب السعة وحدها

قد يكون لخليتين لهما نفس تصنيف Ah جهد ومقاوم وحجم ووزن وقدرة تفريغ مختلفة تمامًا.

تجاهل مدة الذروة الحالية

الذروة الحالية بدون مدة ليست كافية لتقييم الخلية أو BMS أو بسبار.

استخدام حاوية الحزمة كهيكل ضغط الخلية

قد لا يطبق العلبة ضغطًا متساويًا عبر سطح الخلية. ربما لا تزال هناك حاجة إلى بنية وحدة مخصصة.

عدم ترك أي مساحة للتوسع

لا ينبغي تركيب خلية الحقيبة في تجويف صلب يعتمد فقط على سمك الخلية الجديدة.

إعادة استخدام نظام إدارة المباني الموجود دون التحقق من عتبات الجهد

وهذا أمر محفوف بالمخاطر بشكل خاص عند التبديل بين خلايا NMC أو LFP أو خلايا أيون الليثيوم عالية الجهد أو خلايا أيون الصوديوم.

خلط الخلايا دون مطابقة

يمكن للخلايا من دفعات مختلفة أو ذات سعة كبيرة واختلافات في المقاومة أن تقلل من أداء البطارية.

الاعتماد فقط على الحد الأقصى لتيار ورقة البيانات

يجب اختبار الحزمة الكاملة في ظل ملف تعريف الحمل الحقيقي والبيئة الحرارية.

من اختيار الخلية إلى تكامل الحزمة

إن أفضل خلية كيسية ليست بالضرورة هي الخلية ذات السعة الأعلى أو كثافة الطاقة أو معدل التفريغ.

إنها الخلية التي تناسب نظام البطارية بالكامل.

يجب أن يوازن الاختيار الناجح بين:

• توافق الجهد

• الطاقة المطلوبة

• القوة المستمرة والذروة

• المساحة المتوفرة

• وزن البطارية

• هدف دورة الحياة

• ظروف درجة الحرارة

• الهيكل الميكانيكي

• اتساق الخلية

• متطلبات إدارة المباني

• استقرار الإنتاج والعرض

يدعم Misen العملاء بدءًا من الاختيار الأولي لخلايا الحقيبة وحتى الاختبار والمطابقة وضغط الوحدة وتقييم BMS وتكامل حزمة البطارية.

تشمل الخيارات المتاحة NMC وLFP والخلايا الأكياس شبه الصلبة وأيونات الصوديوم للتنقل الكهربائي وتخزين الطاقة والطائرات بدون طيار والروبوتات ومشاريع البطاريات الصناعية.

هل تحتاج إلى مساعدة في اختيار خلية الحقيبة؟

لتقييم المشروع، أرسل المعلومات التالية:

• طلب

• الجهد المطلوب للحزمة

• القدرة المطلوبة

• تيار التفريغ المستمر

• الذروة الحالية والمدة

• الحد الأقصى لأبعاد البطارية

• درجة حرارة التشغيل

• هدف دورة الحياة

• الكيمياء المفضلة

• الكمية المقدرة

بناءً على هذه المتطلبات، يمكن لـ Misen مقارنة نماذج الخلايا الحقيبةية المناسبة ومناقشة التكوين المتوازي للسلسلة، ومطابقة الخلايا، وبنية الضغط، ونظام إدارة المباني وخطة النموذج الأولي.