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So wählen Sie Pouch-Zellen für einen individuellen Akku aus: Spannung, Kapazität, C-Rate, Größe und Lebensdauer

Aufrufe: 0     Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 21.07.2026 Herkunft: Website

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So wählen Sie Pouch-Zellen für kundenspezifische Batteriepacks aus | Misen

Bei der Wahl einer Pouch-Zelle für einen kundenspezifischen Batteriesatz kommt es nicht nur darauf an, die richtige Spannung und Kapazität zu finden.

Eine Zelle mag auf dem Papier zwar passend aussehen, aber dennoch Probleme bei der Modulmontage, bei thermischen Tests oder im Langzeitbetrieb verursachen. Der Entladestrom liegt möglicherweise zu nahe an der Zellengrenze. Die Laschen passen möglicherweise nicht zur Sammelschienenanordnung. Die Packungshülle darf keinen Raum für Schwellungen lassen. Ein Batteriemanagementsystem kann auch für den falschen Spannungsbereich konfiguriert sein.

Diese Probleme lassen sich bei der Zellauswahl einfacher und kostengünstiger lösen als nachdem bereits ein Prototyp gebaut wurde.

Ein zuverlässiger Auswahlprozess sollte beim gesamten Batteriesystem beginnen: Anwendung, Arbeitsspannung, benötigte Energie, Dauer- und Spitzenstrom, Bauraum, Temperaturbereich, Lebensdauer und Produktionsmenge.

In diesem Leitfaden wird erläutert, wie Ingenieure und Produktentwickler Pouch-Zellen für Elektrofahrzeuge, Energiespeichersysteme, Robotik, Drohnen, Industrieanlagen und andere kundenspezifische Batterieanwendungen bewerten können.

Beginnen Sie mit den Anforderungen an den Akku

Bereiten Sie vor dem Vergleich von Zellmodellen ein Blatt mit den grundlegenden Batterieanforderungen vor.

Es sollte mindestens Folgendes enthalten:

  • Anwendung

  • Nominale Packspannung

  • Maximale Ladespannung

  • Mindestbetriebsspannung

  • Erforderliche Kapazität oder Energie

  • Kontinuierlicher Entladestrom

  • Spitzenentladestrom und -dauer

  • Maximale Batterieabmessungen

  • Zielgewicht der Batterie

  • Ladezeit

  • Betriebstemperatur

  • Erforderliche Lebensdauer

  • Erwartete jährliche Menge

Diese Informationen bestimmen, ob eine Zelle technisch geeignet ist.

Für zwei Projekte ist beispielsweise möglicherweise jeweils ein 48-V-100-Ah-Akku erforderlich. Allerdings hat ein stationäres Speichersystem, das mit 30 A betrieben wird, ganz andere Zellanforderungen als ein Industriefahrzeug, das beim Beschleunigen 200 A verbraucht.

Die Kapazität mag gleich sein, aber die Chemie, der Innenwiderstand, das Laschendesign, die thermische Struktur und das Batteriemanagementsystem können alle unterschiedlich sein.

1. Wählen Sie die richtige Pouch-Zellenchemie aus

Die erste große Entscheidung betrifft die Zellchemie.

Misen liefert und bewertet mehrere Pouch-Zellentechnologien, darunter NMC-, LFP-, halbfeste und Natriumionenzellen. Jede Chemie dient einer anderen Projektpriorität.

NMC-Pouchzellen

NMC-Pouchzellen werden häufig eingesetzt, wenn Energiedichte und Batteriegewicht wichtig sind.

Typische Anwendungen sind:

  • Elektrofahrzeuge

  • Elektromotorräder

  • Robotik

  • Unbemannte Systeme

  • Tragbare Industrieausrüstung

  • Gewichtsempfindliche Batteriemodule

Eine herkömmliche NMC-Pouchzelle hat normalerweise eine Nennspannung von etwa 3,6 V bis 3,7 V. Die standardmäßige maximale Ladespannung beträgt häufig 4,2 V, obwohl einige Hochspannungszellen einen höheren Grenzwert verwenden.

Die genaue Ladespannung muss sich immer an der Zellspezifikation orientieren. Ein BMS oder Ladegerät, das für eine Standard-4,2-V-Zelle ausgelegt ist, sollte nicht automatisch mit einer Hochspannungschemie verwendet werden.

NMC ist oft eine gute Wahl, wenn das Projekt mehr Energie auf begrenztem Raum benötigt. Wärmemanagement, Strombelastung und Spannungsregelung erfordern jedoch sorgfältige Aufmerksamkeit.

LFP-Pouchzellen

LFP-Pouchzellen werden häufig ausgewählt, wenn Zyklenlebensdauer, thermische Stabilität und langfristige Zuverlässigkeit wichtiger sind als das Erreichen eines möglichst geringen Packungsgewichts.

Eine typische LFP-Zelle verfügt über:

  • Nennspannung ca. 3,2V

  • Maximale Ladespannung ca. 3,65 V

Zu den gängigen Anwendungen gehören:

  • Energiespeichersysteme

  • Solarbatteriesysteme

  • Industrielle Notstromversorgung

  • Nutzfahrzeuge

  • Häufig genutzte Akkus

Im Vergleich zu NMC benötigt LFP im Allgemeinen mehr Zellen oder ein größeres Volumen, um das gleiche Energieziel zu erreichen. Im Gegenzug kann es eine stabile Spannungsplattform und eine starke Zyklenleistung bieten, wenn die Batterie richtig ausgelegt und betrieben wird.

Halbfeste Beutelzellen

Für Projekte, die eine hohe Energiedichte und ein reduziertes Batteriegewicht erfordern, kommen halbfeste Pouch-Zellen in Betracht.

Sie können geeignet sein für:

  • Premium-Elektromobilität

  • Langlebige Drohnen

  • Spezialisierte Robotik

  • Luft- und Raumfahrtbezogene Systeme

  • Kompakte Hochenergie-Akkupacks

Der Begriff „halbfest“ deckt unterschiedliche Zelldesigns ab, daher ist es wichtig, die tatsächliche Spezifikation zu bewerten, anstatt sich nur auf den Technologienamen zu verlassen.

Energiedichte, Entladefähigkeit, Lebensdauer, Lademethode und Zertifizierungsstatus können zwischen den Modellen erheblich variieren.

Natriumionen-Pouchzellen

Natriumionen-Pouchzellen wecken das Interesse an Projekten, bei denen die Leistung bei niedrigen Temperaturen, die Geschwindigkeitsfähigkeit und die Materialverfügbarkeit im Vordergrund stehen.

Mögliche Anwendungen sind:

  • Mobilität in kaltem Klima

  • Industrieanlagen für niedrige Temperaturen

  • Zweirädrige Fahrzeuge

  • Notstrom

  • Ausgewählte Energiespeichersysteme

Ihr Spannungsbereich unterscheidet sich von herkömmlichen Lithium-Ionen-Zellen. Daher ist ein vorhandenes BMS oder Ladegerät für Lithiumbatterien ohne Änderungen der Spannungsschwellenwerte, der SOC-Schätzung und der Ausgleichsstrategie möglicherweise nicht geeignet.

Natriumionenzellen sollten daher als komplettes System bewertet werden und nicht als direkter Ersatz für NMC oder LFP.

Was ist mit LTO?

Lithiumtitanat-Zellen können hohe Laderaten, eine lange Lebensdauer und einen Betrieb bei niedrigen Temperaturen unterstützen. Ihre niedrigere Nennspannung und geringere Energiedichte führen jedoch in der Regel zu einem größeren und teureren Batteriepaket.

LTO mag für spezielle Schnelllade- oder Hochzyklusanwendungen geeignet sein, ist jedoch selten die erste Option für Projekte, bei denen eine kompakte Größe oder niedrige Kosten im Vordergrund stehen.

Vergleich der Pouch-Zellenchemie

Zellchemie Hauptvorteil Haupteinschränkung Typische Anwendungen
NMC Hohe Energiedichte und geringeres Gewicht Erfordert ein sorgfältiges Wärme- und Spannungsmanagement Elektrofahrzeuge, Robotik, UAVs und tragbare Systeme
LFP Lange Lebensdauer und starke thermische Stabilität Geringere Energiedichte als NMC ESS, Industrieausrüstung und Nutzfahrzeuge
Halbfest Hohes Energiepotenzial für Premiumprojekte Modellverfügbarkeit und Kosten variieren Leichte und platzbegrenzte Systeme
Natriumion Niedertemperatur- und Hochgeschwindigkeitspotenzial Geringere Energiedichte und weniger ausgereifte Lieferkette Mobilität in kaltem Klima und ausgewählte Lagerung
LTO Schnelles Laden und lange Lebensdauer Geringe Energiedichte und höhere Systemkosten Hochzyklus- und Schnellladeanwendungen

Es gibt keine allgemein beste Pouch-Zellen-Chemie. Die richtige Wahl hängt davon ab, welche Anforderung nicht gefährdet werden darf.

2. Bestimmen Sie die Spannung und die Reihenkonfiguration

Sobald die Chemie ausgewählt ist, besteht der nächste Schritt darin, zu bestimmen, wie viele Zellen in Reihe geschaltet werden müssen.

In Reihe geschaltete Zellen erhöhen die Spannung. Die Kapazität in Amperestunden bleibt ungefähr gleich.

Die grundlegende Beziehung ist:

Nennspannung des Packs = Nennspannung der Zelle × Anzahl der in Reihe geschalteten Zellen

Eine NMC-Batterie der nominalen 24-V-Klasse kann sieben Zellen in Reihe verwenden:

3,7 V × 7 = 25,9 V

Dies wird normalerweise als 7S-Akku beschrieben.

Die Nennspannung allein reicht jedoch nicht aus. Folgende Werte müssen zusätzlich überprüft werden:

  • Maximale Pack-Ladespannung

  • Mindestbetriebsspannung des Akkus

  • Eingangsspannungsbereich des Geräts

  • Ausgangsspannung des Ladegeräts

  • BMS-Überladeschwelle

  • BMS-Grenzwert für Tiefentladung

Für ein Standard-7S-NMC-Paket mit auf 4,2 V geladenen Zellen:

Maximale Packspannung = 4,2 V × 7 = 29,4 V

Das Gerät, das Ladegerät und das BMS müssen alle mit dieser oberen Spannung kompatibel sein.

Die gleiche Produktbeschreibung „24V“ kann sich auf verschiedene Batteriesysteme beziehen. Ein 24-V-Blei-Säure-Ersatz, eine 7S-NMC-Batterie und eine 8S-LFP-Batterie haben keine identischen Spannungskurven.

Aus diesem Grund sollte die Auswahl der Serienanzahl auf dem gesamten Betriebsspannungsfenster des Geräts basieren und nicht nur auf der angegebenen Spannung.

3. Berechnen Sie die Kapazität aus Energie und Laufzeit

Die Kapazität wird normalerweise in Amperestunden angegeben, bei der Auswahl des Akkus sollten jedoch auch Wattstunden berücksichtigt werden.

Die grundlegende Beziehung ist:

Energie in Wh = Nennspannung × Kapazität in Ah

Zum Beispiel:

48V × 100Ah = 4.800Wh

Dies gibt einen besseren Hinweis auf die gespeicherte Energie als der Ah-Wert allein.

Eine 12-V-100-Ah-Batterie und eine 48-V-100-Ah-Batterie haben die gleiche Amperestundenzahl, die 48-V-Batterie speichert jedoch etwa viermal so viel Energie.

Konto für nutzbare Energie

Die theoretische Energie auf dem Etikett entspricht nicht immer der Energie, die dem Gerät zur Verfügung steht.

Die nutzbare Kapazität kann beeinträchtigt werden durch:

  • BMS-Spannungsgrenzen

  • Ausgewähltes SOC-Betriebsfenster

  • Entladungsrate

  • Umgebungstemperatur

  • Spannungsabfall unter Last

  • Wirkungsgrad des Konverters

  • Zellalterung

  • Erforderliche Reservekapazität

Ein Projekt, das 4 kWh nutzbare Energie benötigt, kann daher mehr als 4 kWh nominelle Zellenergie benötigen.

Die richtige Reserve hängt von der Anwendung ab. Ein stationäres System mit vorhersehbaren Belastungen kann anders bewertet werden als ein Fahrzeug, das nach mehreren Jahren Kapazitätsverlust noch funktionieren muss.

Große Zellen oder mehrere parallele Zellen?

Parallel geschaltete Zellen erhöhen die Kapazität und Strombelastbarkeit, während die Spannung annähernd gleich bleibt.

Eine 2P-Konfiguration verwendet zwei Zellen parallel. Eine 3P-Konfiguration verwendet drei.

Wenn möglich, kann eine Einzelzelle mit größerer Kapazität Folgendes reduzieren:

  • Anzahl der Schweißnähte

  • Anzahl der Sammelschienenanschlüsse

  • Isolierteile

  • Montagezeit

  • Mögliche Verbindungsfehler

Mehrere kleinere Zellen bieten jedoch möglicherweise eine bessere Flexibilität, wenn der verfügbare Platz unregelmäßig ist oder eine bestimmte Stromverteilung erforderlich ist.

Die beste Konfiguration hängt von den Zellabmessungen, dem Modulaufbau, der Wärmeverteilung und der Produktionsmethode ab. Weniger Zellen garantieren nicht automatisch einen besseren Akku.

4. Passen Sie die C-Rate an den Dauer- und Spitzenstrom an

Die Entladerate einer Zelle wird normalerweise als C-Rate ausgedrückt.

Für eine 50-Ah-Zelle:

  • 1C entspricht 50A

  • 2C entspricht 100A

  • 3C entspricht 150A

Diese Berechnung ist einfach, aber die Auswahl einer Hochleistungszelle erfordert mehr als die Überprüfung des in einer Spezifikationstabelle angegebenen Maximalstroms.

Kontinuierlicher Entladestrom

Unter Dauerstrom versteht man den maximalen Strom, den die Batterie im Normalbetrieb über einen längeren Zeitraum liefern muss.

Es betrifft:

  • Zelltemperatur

  • Spannungsabfall

  • Nutzbare Kapazität

  • Auswahl des Steckverbinders

  • Sammelschienendicke

  • Kabelgröße

  • Aktuelle BMS-Bewertung

  • Kühlanforderungen

Eine unter Laborbedingungen für einen bestimmten Strom ausgelegte Zelle kann in einem dicht geschlossenen Modul heißer werden. Kompressionsplatten, Isolationsmaterialien und benachbarte Zellen können die Wärmeableitung beeinflussen.

Spitzenentladestrom

Spitzenströme treten bei kurzen Hochleistungsereignissen auf, wie zum Beispiel:

  • Motoranlauf

  • Beschleunigung

  • Aktivierung der Hydraulikpumpe

  • UAV-Start

  • Werkzeugeinwirkung

  • Kurzfristige Notlasten

Eine Spitzenstromspezifikation ist unvollständig, wenn nicht auch die Dauer bekannt ist.

Eine Zelle, die zwei Sekunden lang 300 A liefern kann, unterstützt möglicherweise 30 Sekunden lang nicht den gleichen Strom. Der Spitzenstrom muss daher zusammen mit seiner Dauer und Wiederholfrequenz angegeben werden.

Entwerfen Sie nicht am absoluten Limit

Eine Batterie sollte ohne thermische Überprüfung nicht kontinuierlich mit dem maximal angegebenen Zellenstrom betrieben werden.

Normalerweise wird ein vorläufiger Designspielraum empfohlen, es gibt jedoch keinen universellen Prozentsatz, der für jedes Projekt geeignet ist. Die erforderliche Marge hängt ab von:

  • Umgebungstemperatur

  • Kühlbedingungen

  • Packgehäuse

  • Zellalterung

  • Aktueller Arbeitszyklus

  • Akzeptabler Temperaturanstieg

  • Erforderliche Lebensdauer

Für anspruchsvolle Anwendungen sollten Prototypentests die Zelltemperatur, die Tab-Temperatur, den Spannungsabfall und den DC-Innenwiderstand unter dem tatsächlichen Lastprofil umfassen.

5. Überprüfen Sie die Zellenabmessungen, die Tabs und den Packraum

Beutelzellen sind attraktiv, weil sie eine hohe Verpackungseffizienz und flexible Abmessungen bieten können.

Ihr Format wird üblicherweise wie folgt beschrieben:

Dicke × Breite × Länge

Die aufgeführten Zellenabmessungen sind jedoch nur ein Teil des mechanischen Designs.

Ein Verpackungsdesigner muss außerdem Platz für Folgendes vorsehen:

  • Zellregisterkarten

  • Sammelschienen

  • Isolierplatten

  • Kompressionsplatten

  • Polstermaterialien

  • Thermische Schnittstellen

  • BMS

  • Verdrahtung

  • Anschlüsse

  • Sicherungen

  • Montagetoleranzen

Schwellungsbeihilfe

Pouch-Zellen können ihre Dicke während des Ladens, Radfahrens und Alterns verändern.

Die erforderliche Zulage sollte auf den Daten des Zelllieferanten, dem erwarteten SOC-Bereich, dem Ziel der Zykluslebensdauer und der Komprimierungsstrategie basieren. Ein fester Prozentsatz sollte nicht blind auf alle Zellmodelle angewendet werden.

Zu wenig Platz kann zu übermäßiger mechanischer Belastung führen. Wenn die Zellen völlig ohne Unterstützung bleiben, kann dies auch zu ungleichmäßiger Quellung, schlechtem Kontakt und verringerter Modulstabilität führen.

Eine geeignete mechanische Struktur sollte die Ausdehnung kontrollieren und gleichzeitig schädlichen Druck auf den Zellkörper oder den Dichtungsbereich vermeiden.

Tab-Position und Material

Beutelzellenlaschen können sich befinden:

  • Auf der gleichen Seite

  • Auf gegenüberliegenden Seiten

  • Mit unterschiedlichen Offsets

  • In benutzerdefinierten Ausrichtungen

Die Laschenanordnung beeinflusst das Modullayout, die Sammelschienenkonstruktion und den Montageprozess.

Der Designer sollte Folgendes überprüfen:

  • Positive und negative Tabulatorpositionen

  • Laschenbreite und -dicke

  • Laschenmaterial

  • Schweißmethode

  • Erforderlicher Strom

  • Biegebeschränkungen

  • Abstand zur Dichtkante

Eine technisch geeignete Zelle kann immer noch schwierig zu verwenden sein, wenn ihre Laschenanordnung im Widerspruch zur Gehäuse- oder BMS-Position steht.

6. Bewerten Sie die Lebensdauer unter realen Betriebsbedingungen

Die Lebensdauer wird oft als die Anzahl der Lade- und Entladezyklen definiert, die abgeschlossen sind, bevor die Kapazität auf ein bestimmtes Niveau abfällt, üblicherweise 80 % der ursprünglichen Kapazität.

Allerdings ist eine Lebensdauerzahl nur dann aussagekräftig, wenn die Testbedingungen bekannt sind.

Wichtige Bedingungen sind:

  • Gebührensatz

  • Entladungsrate

  • Entladungstiefe

  • Obere Ladespannung

  • Niedrigere Entladespannung

  • Testtemperatur

  • Ruhezeit

  • Zellkomprimierung

  • Schwellenwert für die End-of-Life-Kapazität

Zwei Zellen, die beide mit 2.000 Zyklen beworben werden, wurden möglicherweise unter sehr unterschiedlichen Bedingungen getestet.

Das Zyklusleben ist kein Kalenderleben

Die Lebensdauer misst die Alterung, die durch wiederholtes Laden und Entladen verursacht wird.

Die Kalenderlebensdauer misst die Verschlechterung im Laufe der Zeit, einschließlich der Zeiträume, in denen die Batterie nicht geladen wird.

Eine Batterie, die über längere Zeiträume bei hohem Ladezustand und hoher Temperatur gelagert wird, kann an Kapazität verlieren, selbst wenn sie nur sehr wenige Zyklen durchläuft.

Bei Produkten, von denen erwartet wird, dass sie fünf bis zehn Jahre im Einsatz bleiben, sollten sowohl die Zyklenlebensdauer als auch die kalendarische Alterung berücksichtigt werden.

Chemie ist nur ein Teil der Antwort

LFP-Zellen bieten häufig eine starke Zyklenleistung, während NMC-Zellen häufig aufgrund einer höheren Energiedichte ausgewählt werden. Die endgültige Lebensdauer wird jedoch auch vom Packungsdesign und der Betriebsstrategie beeinflusst.

Folgende Maßnahmen können die Akkulaufzeit verbessern:

  • Vermeidung unnötig hoher Ladespannung

  • Reduzierung des dauerhaften Hochstrombetriebs

  • Kontrolle der Zelltemperatur

  • Begrenzung extremer Entladungstiefen

  • Aufrechterhaltung der Zellkonsistenz

  • Verwendung geeigneter Komprimierung

  • Festlegung genauer BMS-Grenzwerte

Die Wahl einer langlebigen Zelle kann ein ungeeignetes thermisches oder mechanisches Design nicht ausgleichen.

7. Bestätigen Sie die Leistung bei niedrigen und hohen Temperaturen

Die Temperatur beeinflusst die verfügbare Kapazität, die Leistungsfähigkeit, das Ladeverhalten und die Alterung.

Überprüfen Sie bei Anwendungen in kaltem Klima Folgendes:

  • Entladekapazität bei der erforderlichen Temperatur

  • Spannungsabfall unter Last

  • Maximaler Ladestrom bei niedriger Temperatur

  • Ob das Laden unter 0°C erlaubt ist

  • Ob eine Zellheizung erforderlich ist

  • BMS-Temperaturschutzeinstellungen

Für eine Zelle, die sich bei -20 °C entladen kann, gelten möglicherweise immer noch strenge Ladebeschränkungen bei niedrigen Temperaturen.

Überprüfen Sie bei Hochtemperaturanwendungen:

  • Dauerstrom-Derating

  • Zelloberflächentemperatur

  • Interner Wärmestau

  • Gehäusebelüftung

  • Kühlmethode

  • Lagertemperatur

  • Voraussichtliche Kalenderalterung

Die auf einem Datenblatt angegebene Betriebstemperatur sollte nicht als Garantie dafür interpretiert werden, dass die Zelle über den gesamten Bereich hinweg die volle Leistung erbringen kann.

8. Ignorieren Sie nicht den Zellabgleich

Selbst wenn jede Zelle vom gleichen Modell stammt, können Unterschiede in Kapazität, Spannung, Widerstand und Selbstentladungsverhalten bestehen.

Diese Unterschiede werden noch wichtiger, wenn viele Zellen in Reihe geschaltet werden.

Eine schwache oder inkonsistente Zelle kann die Lade- oder Entladegrenze vor dem Rest des Akkus erreichen. Dies kann die nutzbare Kapazität verringern und dazu führen, dass das BMS den Betrieb früher als erwartet unterbricht.

Je nach Projekt kann das Pouch-Zellen-Matching Folgendes umfassen:

  • Kapazitätseinstufung

  • Vergleich der Leerlaufspannung

  • AC-Innenwiderstandsprüfung

  • Bewertung des DC-Innenwiderstands

  • K-Wert-Screening

  • Dicken- und Dimensionsprüfung

  • Aussehens- und Versiegelungsprüfung

  • Chargenrückverfolgbarkeit

Bei Modulen mit hoher Kapazität ist die Zellkonsistenz nicht nur ein Problem der Qualitätskontrolle. Es wirkt sich direkt auf die Packungsbalance, die Temperaturverteilung, die nutzbare Energie und die langfristige Zuverlässigkeit aus.

Misen kann das Testen und Anpassen von Pouch-Zellen gemäß den Anforderungen des ausgewählten Modells und Projekts unterstützen.

9. Passen Sie das BMS an die Zelle und die Anwendung an

Das BMS muss ausgewählt werden, nachdem die Zellchemie, die Serienanzahl und die aktuellen Anforderungen bestätigt wurden.

Zu den wichtigen BMS-Parametern gehören:

  • Anzahl der Zellen in Reihe

  • Überladespannung

  • Überentladungsspannung

  • Dauerstrom

  • Spitzenstrom

  • Überstromverzögerung

  • Kurzschlussschutz

  • Ausgleichsstrom

  • Temperatursensoren

  • Kommunikationsprotokoll

  • Lade- und Entladearchitektur

Ein für LFP konzipiertes BMS sollte nicht automatisch mit NMC- oder Natriumionenzellen verwendet werden. Die Spannungsschwellenwerte und die SOC-Berechnung sind möglicherweise ungeeignet.

Auch das BMS muss auf das Ladegerät und die Ausrüstung abgestimmt sein. Es sollte die Batterie schützen, ohne die normalen Startströme zu unterbrechen oder Konflikte mit externen Schutzsystemen zu verursachen.

10. Sehen Sie sich die vollständige Modulstruktur an

Ein maßgeschneiderter Beutel-Akku ist ein mechanisches, elektrisches und thermisches System.

Der endgültige Entwurf muss möglicherweise Folgendes umfassen:

  • Zellkompressionsstruktur

  • Endplatten

  • Isolationsbarrieren

  • Zellhalter

  • Sammelschienen

  • Sicherungen

  • Temperatursensoren

  • Wärmeschnittstellenmaterialien

  • Kühlkanäle

  • BMS

  • Hauptanschluss

  • Service-Anschluss

  • Packgehäuse

  • Entlüftungs- oder Druckentlastungsstrategie

Aus diesem Grund kann es riskant sein, eine Pouch-Zelle nur anhand eines Katalogbilds oder eines Kapazitätswerts auszuwählen.

Zelle und Modul sollten gemeinsam bewertet werden.

Checkliste für die Auswahl von Beutelzellen.

Auswahlfaktor. Fragen zur Bestätigung
Anwendung Welche Geräte versorgt die Batterie mit Strom?
Chemie Stehen Energiedichte, Zyklenlebensdauer, Leistungsfähigkeit oder Tieftemperaturleistung im Vordergrund?
Stromspannung Was sind die nominalen, maximalen und minimalen Systemspannungen?
Kapazität Wie viel Nenn- und Nutzenergie wird benötigt?
Aktuell Wie hoch sind die Dauer- und Spitzenströme und wie lange dauert die Spitze?
Abmessungen Was ist die maximale Packungsgröße nach Berücksichtigung von BMS, Verkabelung, Isolierung und Kompression?
Gewicht Ist das Projekt gewichtssensitiv?
Temperatur Wie hoch sind die Lade-, Entlade- und Lagertemperaturen?
Zyklusleben Welche Testbedingungen und End-of-Life-Kapazität sind erforderlich?
Zellabgleich Welche Grenzwerte sind für Kapazität, OCV, Widerstand und K-Wert erforderlich?
BMS Welche Schutz-, Ausgleichs- und Kommunikationsfunktionen werden benötigt?
Menge Befindet sich das Projekt in der Bemusterung, Pilotproduktion oder Massenproduktion?

Häufige Fehler bei der Auswahl von Beutelzellen

Bei kundenspezifischen Batterieprojekten treten immer wieder mehrere Fehler auf.

Auswahl allein nach Kapazität

Zwei Zellen mit derselben Ah-Zahl können sehr unterschiedliche Spannungen, Widerstände, Größen, Gewichte und Entladekapazitäten aufweisen.

Spitzenstromdauer wird ignoriert

Spitzenstrom ohne Dauer reicht nicht aus, um die Zelle, das BMS oder die Sammelschiene zu bewerten.

Verwendung des Packungsgehäuses als Zellkomprimierungsstruktur

Ein Gehäuse übt möglicherweise keinen gleichmäßigen Druck auf die Zelloberfläche aus. Möglicherweise ist dennoch eine eigene Modulstruktur erforderlich.

Kein Raum für Erweiterung

Eine Pouch-Zelle sollte nicht allein aufgrund der Dicke der neuen Zelle in einem starren Hohlraum installiert werden.

Wiederverwendung eines vorhandenen BMS ohne Überprüfung der Spannungsschwellen

Besonders riskant ist dies beim Wechsel zwischen NMC-, LFP-, Hochvolt-Lithium-Ionen- oder Natrium-Ionen-Zellen.

Mischen von Zellen ohne Anpassen

Zellen aus unterschiedlichen Chargen oder mit großen Kapazitäts- und Widerstandsunterschieden können die Batterieleistung verringern.

Verlassen Sie sich nur auf den maximalen Datenblattstrom

Das komplette Paket muss unter dem realen Lastprofil und der thermischen Umgebung getestet werden.

Von der Zellauswahl bis zur Packintegration

Die beste Pouch-Zelle ist nicht unbedingt die Zelle mit der höchsten Kapazität, Energiedichte oder Entladungsrate.

Es ist die Zelle, die zum kompletten Batteriesystem passt.

Eine erfolgreiche Auswahl sollte Folgendes ausgleichen:

  • Spannungskompatibilität

  • Benötigte Energie

  • Dauer- und Spitzenleistung

  • Verfügbarer Platz

  • Batteriegewicht

  • Zyklus-Lebensdauer-Ziel

  • Temperaturbedingungen

  • Mechanische Struktur

  • Zellkonsistenz

  • BMS-Anforderungen

  • Produktions- und Lieferstabilität

Misen unterstützt Kunden von der ersten Auswahl der Pouch-Zellen bis hin zu Tests, Anpassung, Modulkomprimierung, BMS-Bewertung und Batteriepack-Integration.

Zu den verfügbaren Optionen gehören NMC-, LFP-, halbfeste und Natriumionen-Pouchzellen für Elektromobilität, Energiespeicherung, UAVs, Robotik und industrielle Batterieprojekte.

Benötigen Sie Hilfe bei der Auswahl einer Pouch-Zelle?

Um ein Projekt zu bewerten, senden Sie die folgenden Informationen:

  • Anwendung

  • Erforderliche Packspannung

  • Erforderliche Kapazität

  • Kontinuierlicher Entladestrom

  • Spitzenstrom und Dauer

  • Maximale Batterieabmessungen

  • Betriebstemperatur

  • Zyklus-Lebensdauer-Ziel

  • Bevorzugte Chemie

  • Geschätzte Menge

Basierend auf diesen Anforderungen kann Misen geeignete Pouch-Zellenmodelle vergleichen und die seriell-parallele Konfiguration, die Zellanpassung, die Kompressionsstruktur, das BMS und den Prototypenplan besprechen.


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