Kuidas valida 60–80 Ah NMC kottelemente elektri- ja akuprojektide jaoks

Kui akuprojekt nõuab 60 Ah, 70 Ah või 80 Ah kottelementi, on võimsus tavaliselt esimene number, mida inimesed võrdlevad.

See ei tohiks olla viimane.

Kaks sarnase võimsusega NMC kottelementi võivad pärast akumoodulisse paigaldamist käituda väga erinevalt. Nende mõõtmed võivad nõuda täiesti erinevat moodulstruktuuri. Nende praegune võimekus võib sobida erinevate rakendustega. Vahekaardi asukoht, jahutamine, tihendamine, lahtri konsistents ja saadaolev dokumentatsioon võivad samuti määrata, kas lahter on reaalse projekti jaoks otstarbekas.

See on eriti oluline vahemikus 60–80 Ah. Neid elemente kasutatakse laialdaselt elektrisõidukite akumoodulites, sõidukiakude versiooniuuendustes, tööstuslikes akudes, elektrimootorratastes, erisõidukites ja muudes rakendustes, kus on oluline nii energiatihedus kui ka vaba ruum.

Niisiis, kuidas peaksite valima?

Parim lähtepunkt ei ole lihtsalt küsimine: 'Millises lahtris on kõrgeim Ah?'

Parem küsimus on:

Milline element sobib kogu akusüsteemi elektriliste, mehaaniliste, termiliste ja toitenõuetega?

Miks on 60–80 Ah NMC kottelemendid elektrisõidukite projektides tavalised?

Suureformaadilised NMC kottelemendid pakuvad kasulikku energiatiheduse, suhteliselt väikese kaalu ja pakendamispaindlikkuse kombinatsiooni.

Võrreldes silindriliste elementidega võib suure mahutavusega akuploki ehitamiseks vaja minna vähem suuri kottielemente. Võrreldes tavaliste jäikade prismaelementidega võib lamineeritud kotistruktuur anda inseneridele ka piiratud akuümbrisega töötamisel rohkem vabadust.

See muudab 60–80 Ah vahemiku eriti huvitavaks selliste projektide jaoks nagu:

• EV ja light-EV akumoodulid

• olemasolevate sõidukite akude asendamine või uuendamine

• elektrimootorrattad ja tarbesõidukid

• AGV-d ja mobiilsed tööstusseadmed

• suure energiatarbega kohandatud akud

• prototüüpide ja väikesemahuliste sõidukite projektid

Kotirakud nõuavad aga hoolikat mehaanilist integreerimist. Neid ei tohiks lihtsalt karpi laduda ja omavahel ühendada.

Element on ainult üks osa valmis akusüsteemist.

Alustage nõutavast paketi pingest ja mahust

Enne üksikute lahtrimudelite võrdlemist määrake paketi arhitektuur.

Oletame, et projekti jaoks on vaja ligikaudu 350 V nimipinget. Kui NMC-element töötab tüüpilises 3,6–3,7 V nimipingevahemikus, võib aku vajada ligikaudu 95 jadamisi, olenevalt täpsest tööpinge aknast.

Kui valitud elemendi maht on umbes 70Ah ja konstruktsioon kasutab paralleelselt ühte elementi, on tulemuseks ka umbes 70Ah aku.

See kõlab lihtsalt, kuid 60Ah elemendilt 77Ah elemendile üleminek mõjutab palju enamat kui võimsus. See muutub:

• kogu paki energia

• raku kaal

• mooduli mõõtmed

• soojuse tootmine koormuse all

• nõutav vool raku kohta

• sõiduki sõiduulatus või tööaeg

• paki maksumus

• vaba paigaldusruumi

Seetõttu on kasulik kõigepealt määratleda sihtsüsteem ja seejärel valida lahter.

Füüsilised mõõtmed võivad olla olulisemad kui võimsus

Asendusakude projektide puhul on mõõtmed sageli esimene tegelik piirang.

Aku originaalkorpusel võivad olla fikseeritud mooduli mõõtmed, fikseeritud kinnituspunktid, jahutusplaadid, siinide asukohad ja hooldusvahed. Suurepärase elektrilise jõudlusega element on väheväärtuslik, kui seda ei saa ohutult olemasolevasse ruumi integreerida.

Kontrollige iga vaadeldava kotielemendi puhul vähemalt järgmist:

Paksus × laius × kõrgus koos saki mõõtmete ja suunaga.

Ärge võrrelge rakukeha üksi. Sõltuvalt disainist võib teil vaja minna ka:

• surveplaadid

• isolatsioonilehed

• siinid või painduvad pistikud

• temperatuuriandurid

• jahutusplaadid

• mooduli raamid

• juhtmestik ja BMS ühendused

Mõne millimeetrine erinevus elemendi kohta võib muutuda oluliseks, kui ühte akupakki on virnastatud kümneid elemente.

Projektide puhul, kus ruumi on väga vähe, võib õige elemendi geomeetria valimine olla olulisem kui veel 3–5 Ah nimivõimsuse suurendamine.

Ärge valige lahtrit ainult võimsuse järgi

Mõelge kolmele elemendile, mille võimsus on umbes 60 Ah, 70 Ah ja 77 Ah.

On ahvatlev eeldada, et 77Ah valik on automaatselt parim, kuna salvestab rohkem energiat.

See võib kehtida mõne rakenduse puhul, kuid mitte kõigi puhul.

Sobiva suure vooluvõimega 60Ah element võib jõudlusele orienteeritud sõidukile paremini sobida. 70–76 Ah element võib pakkuda paremat tasakaalu energia, mõõtmete ja saadaoleva mooduliruumi vahel. Suurem 77Ah-klassi element võib olla atraktiivne, kui peamine eesmärk on paketi koguenergia maksimeerimine.

Õige valik sõltub sellest, mida aku tegelikult tegema peab.

Praegune võime: pidev vool loeb rohkem kui suurim arv

Tühjenemise määrad väärivad hoolikat tähelepanu.

Lahtril võib olla eraldi hinnangud pideva tühjenemise, lühiajalise tipplahenduse ja impulsslahenduse jaoks. Neid väärtusi ei tohiks kunagi käsitleda asendatavatena.

Näiteks võib sõiduk kasutada maksimaalset voolu ainult tugeval kiirendamisel, samas kui tavaline sõit nõuab palju vähem voolu. Tööstusaku võib seevastu töötada suhteliselt suure koormusega pikka aega.

See erinevus mõjutab rakkude valikut.

Projektide puhul, kus väljundvõimsus on prioriteet, SK 3,7 V 60,3 Ah NMC kottelement on üks hindamist väärt võimalus. Selle toote positsioneerimine on rohkem võimsusele orienteeritud kui paljud tavalised energiale keskendunud suured kottelemendid.

Mõõdukamate voolunõuetega rakenduste puhul võib otsus eelistada energiavõimsust, mehaanilist sobivust, tsüklinõudeid või kulusid.

Enne elemendi viimistlemist kontrollige alati kogu paki tegelikku pidevat ja tippvooluvajadust.

Energia- ja võimsusele orienteeritud rakud teenivad erinevaid töid

Üks levinud viga aku hankimisel on see, et püütakse leida element, mis on kõiges 'parim'.

Praktikas arendatakse rakke erinevate prioriteetide alusel.

Suure võimsusega element võib suurema voolu toetamiseks ohverdada teatud energiatihedust või kuluefektiivsust. Energiale orienteeritud elementi võib optimeerida võimsuse ja tööaja jaoks, mitte väga kõrge tühjenemise määra jaoks.

Näiteks Misen tarnib ka an SK 66,5 Ah NCM kottelement projektidele, kus insenerid võivad äärmusliku võimsuse asemel suuremat rõhku panna stabiilsele akupaki integreerimisele ja pikaajalisele tööle.

Kumbki lähenemine pole automaatselt parem.

EV konversiooni puhul on õige küsimus, kas rakk saab ohutult hakkama eeldatavate pidevate sõiduvoolude ja kiirenduse tippudega. Tööstusliku aku puhul võib töötsükkel olla olulisem. Statsionaarse või varusüsteemi puhul ei pruugi kõrge tippvool konstruktsiooni peaaegu üldse mõjutada.

Mõelge väljakujunenud EV-lahtrivormingutele

Mõne projekti puhul eelistavad insenerid lahtrivorminguid, mis on juba seotud autotööstuse või mobiilsuse rakendustega.

The LG E63 / E63B 60–63Ah NMC kottelement kuulub sellesse kategooriasse ja seda võib kaaluda elektrisõidukite, sõidukiakude, haagismajade ja kohandatud akuprojektide jaoks, mille mehaaniline formaat sobib disainiga.

Liikudes võimsusvahemikku veelgi kõrgemale, pakub Farasis ka mitmeid suureformaadilisi NMC kottelemente.

The Farasis P73D 73Ah kottelement pakub veel ühe võimaluse madala 70Ah vahemikus.

Projektide puhul, mis nõuavad veidi rohkem võimsust, Farasis P76D 76Ah NMC kottelementi . Samuti saab hinnata

Oluline on see, et 63Ah-lt 73Ah-le või 76Ah-le üleminekut ei tohiks käsitleda kui lihtsat võimsuse suurendamist. Insenerid peavad kontrollima, kas uued elemendi mõõtmed, sakid, tihendusnõuded, tööpinge vahemik, vooluvõimsus ja jahutuskorraldus ühilduvad olemasoleva süsteemiga.

Kuidas on lood 80 Ah lähedal asuvate rakkudega?

Projektide puhul, mille eesmärk on maksimeerida energiat kott-elemendi arhitektuuris, võivad 80Ah-le lähenevad elemendid olla atraktiivsed.

Üks näide on SK Innovation E777 77,7Ah NMC kottelement.

Suurema võimsusega element võib mõnes konstruktsioonis vähendada vajadust paralleelsete rühmade järele ja suurendada koguenergiat ilma järjestikku ühendatud elementide arvu muutmata.

Kuid jällegi, võimsus üksi ei määra, kas uuendus on otstarbekas.

Füüsiliselt pikem või laiem kotirakk võib vajada täiesti erinevat moodulit. Kasvav võimsus võib muuta ka valmis aku termilist käitumist, kaalujaotust, jahutusnõudeid ja mehaanilist struktuuri.

Uue aku konstruktsiooni puhul saab neid muudatusi tavaliselt projekteerimise käigus kohandada.

Olemasolevat korpust kasutava asendusprojekti puhul võivad need saada peamiseks takistuseks.

Vahemiku 60–80Ah praktiline võrdlus

Järgmine ülevaade näitab, kuidas need rakupered sobivad erinevatesse projektisuundadesse.

Kärje	võimsusklass	Tüüpiline projekti suund	Peamine punkt, mida kontrollida
SK 60,3Ah	~60Ah	Suurema võimsusega EV ja akurakendused	Pideva ja tippvoolu nõuded
LG E63 / E63B	60–63Ah klass	EV, mobiilsuse ja vahetusakude projektid	Mõõtmed ja moodulite ühilduvus
SK 66,5Ah	~66Ah	Üldine akupakett ja tööstuslik integratsioon	Töövool ja mehaaniline disain
Farasis P73D	73Ah	EV ja suuremad kohandatud akud	Vaba moodulipind
Farasis P76D	76Ah	Kõrgema energiatarbega EV ja akumoodulid	Mehaaniline sobivus ja termiline disain
SK Innovation E777	~77,7Ah klass	Kõrge energiatarbega EV ja kohandatud pakendiprojektid	Lahtri geomeetria ja pakendi paigutus

Seda tabelit tuleks käsitleda pigem lähtepunktina kui lõpliku inseneriotsusena. Tootmispartii täpsed rakuspetsifikatsioonid tuleks alati kinnitada enne mooduli struktuuri lõplikku vormistamist.

Kotielemendid vajavad korralikku kokkusurumist ja mehaanilist tuge

Erinevalt jäikadest metallkorpusega prismaelementidest sõltuvad kottelemendid mehaanilise kaitse tagamiseks suuresti mooduli struktuurist.

Hea kott-elemendi moodul pakub tavaliselt kontrollitud tuge kogu raku suurel pinnal.

Liiga väike vaoshoitus võib põhjustada liigset turset või liikumist. Liigne kokkusurumine võib samuti olla kahjulik.

Seetõttu peab konstruktsioon arvestama surveplaate, rakkude vahekaugust, isolatsiooni, soojuspaisumist, vibratsiooni ja pikaajalist mõõtmete muutust.

See muutub eriti oluliseks autotööstuses, kuna aku puutub kokku vibratsiooni, korduvate temperatuurimuutuste, kiirendusjõudude ning tuhandete laadimis- ja tühjendustsüklitega.

Õigesti valitud rakk võib siiski halvasti töötada, kui seda ümbritsev moodul on halvasti kujundatud.

Soojusjuhtimine tuleks kavandada tegeliku koormuse ümber

70Ah kottelemendi jahutusvajadust ei saa määrata ainult võimsuse põhjal.

Soojuse tootmine sõltub suuresti sisemisest takistusest, voolust, töötsüklist, ümbritsevast temperatuurist ning elemendi ja jahutussüsteemi vahelisest soojusteest.

Madala kiirusega tarbesõiduki aku võib suhteliselt lihtsa soojuskonstruktsiooniga mugavalt töötada. Jõuline elektrimootor või suure vooluga tööstusmasin võib vajada palju aktiivsemat soojusjuhtimist.

Enne lõpliku lahtri valimist on kasulik teada:

• tavaline pidev vool

• maksimaalne vool ja kestus

• laadimisvool

• eeldatav ümbritseva õhu temperatuur

• saadaolev jahutusmeetod

• raku maksimaalne vastuvõetav temperatuur

Need arvud annavad akuinsenerile palju rohkem kasulikku teavet kui mahutavus üksi.

Rakkude konsistents on oluline, kui kasutate koos 50, 100 või 200 rakku

Üks kottelement võib katsestendil suurepäraselt toimida, samas kui kogu aku töötab halvasti.

Miks?

Kuna akukomplekti piiravad elementidevahelised erinevused.

Pinge, võimsus, sisetakistus, isetühjenemine ja laetuse olek peaksid jääma kogu rühmas suhteliselt ühtlaseks. Kui üks element jõuab ülemise või alumise pingepiirini varem kui teised, võib BMS-il olla vaja laadimise või tühjenemise lõpetamist, kuigi enamikul elemendist on veel kasutatavat mahtu.

Seetõttu on elementide sobitamine suurte EV akude puhul eriti oluline.

Projektitellimuste puhul peaksid ostjad enne tarnijaga testimise ja sobitamise nõudeid arutama, selle asemel et keskenduda ainult ühikuhinnale.

Asendusprojektid vajavad täiendavat kontrolli

Olemasoleva elektrisõidukite akuelemendi asendamine suurema mahutavusega kottelemendiga võib olla atraktiivne, kuna algne sõiduk võib suurendada sõiduulatust ilma jõuülekannet täielikult ümber kujundamata.

Kuid seda ei tohiks käsitleda plug-and-play muudatusena lihtsalt sellepärast, et nimipinge on sarnane.

Insenerimeeskond peaks kinnitama:

Mehaaniline ühilduvus. Kas uus element ja moodul mahuvad ohutult algsesse akuümbrisesse?

Pinge aken. Kas laadimis- ja tühjenemispiirangud ühilduvad olemasoleva BMS-i ja laadijaga?

Praegune võimekus. Kas uued elemendid saavad hakkama sõiduki pideva ja tippvooluga?

BMS-i käitumine. Kas olemasolev BMS töötab uue kasutatava võimsuse ja raku omadustega õigesti?

Soojusjuhtimine. Kas algne jahutussüsteem tagab endiselt piisava temperatuuri reguleerimise?

Ühenduse disain. Kas sakkide mõõtmed ja asendid töötavad kavandatud siinide või adapteritega?

Paljude ümberehitusprojektide puhul on need detailid olulisemad kui 73Ah ja 76Ah erinevus.

Uus pakendi disain vs. olemasoleva aku vahetamine

Täiesti uue akuploki väljatöötamisel on elementide valik tavaliselt lihtsam.

Uue disainiga saavad insenerid ehitada valitud elemendi ümber korpuse, survesüsteemi, siinid, jahutusstruktuuri ja BMS-i.

Asendusprojektid töötavad vastupidises suunas.

Lahter peab sobima olemasoleva mehaanilise ja elektrilise keskkonnaga.

See tähendab, et valiku prioriteedid erinevad sageli:

puhul Uue aku alustage energiast, võimsusest, süsteemi pingest, eeldatavast elueast, maksumusest ja üldisest pakkimise tõhususest.

Olemasoleva elektrisõidukite aku vahetamisel alustage mõõtmetest, pinge ühilduvusest, vahekaardi struktuurist, voolutugevusest ja vabast ruumist. Võimsus tuleb pärast neid põhilisi ühilduvuskontrolle.

Millist teavet peaksite mobiiltelefoni tarnijale saatma?

Tarnija võib soovitada palju sobivamat kotti, kui projekti nõuded on selged.

Ainult saatmise asemel:

'Vaja on 70Ah NMC kottelementi.'

Esitage süsteemi põhiteave:

1. Nõutav elemendi nimimaht või vastuvõetav vahemik

2. Sihtpaketi pinge ja võimsus

3. Pidev ja tipppakettvool

4. Maksimaalsed saadaolevad raku või mooduli mõõtmed

5. Vajalik rakkude kogus

6. Uus aku projekt või vahetusprojekt

7. Jahutusmeetod, kui see on juba määratletud

8. Sihtrakendus ja töökeskkond

Asendusprojekti jaoks on ülimalt kasulikud ka originaalelemendi ja akumooduli fotod ja mõõdud.

Selle teabe abil saab sageli kohe kõrvaldada mitu sobimatut rakku.

Millise 60–80 Ah NMC kottelemendi peaksite valima?

Iga projekti jaoks pole ühest õiget vastust.

60Ah-klassi element võib olla õige valik, kui peamiseks piiranguks on suur vool või olemasolev moodulivorming. 66Ah element võib pakkuda kasulikku keskteed. 73Ah või 76Ah element võib anda lisaenergiat, jäädes samas sobivaks kompaktse EV-mooduli jaoks. 77–80 Ah klassi element võib olla atraktiivne, kui prioriteet on paketi energia maksimeerimine.

Lõplik otsus peaks tasakaalustama nelja valdkonda:

Elektrinõuded: pinge, võimsus, pidevvool ja tippvool.

Mehaanilised nõuded: mõõtmed, sakid, mooduli struktuur ja vaba ruum.

Soojusnõuded: töövool, jahutusmeetod ja temperatuuripiirangud.

Tarnenõuded: raku seisund, konsistents, dokumentatsioon, saadaolev kogus ja tulevane tarne.

Nende valdkondade ignoreerimine võib näiliselt hea raku muuta kalliks inseneriprobleemiks.

Kuidas Misen toetab NMC Pouch Cell projekte

Misen töötab mitmesuguste suureformaadiliste NMC kottelementidega elektrisõidukite, mobiilsuse, tööstusliku, asendusaku ja kohandatud akuprojektide jaoks.

Selle asemel, et valida element ainult nõutud Ah reitinguga, saab meie meeskond aidata võrrelda saadaolevaid valikuid vastavalt tegelikule rakendusele, sealhulgas elemendi mõõtmetele, sihtpingele, tühjendusvoolule, mooduli paigutusele, kogusele ja integreerimisnõuetele.

Projektide puhul, mis kasutavad 60–80 Ah NMC kottelemente, saatke meile oma nõutavad elemendi mõõtmed, sihtvõimsus, pidev ja tippvool, kogus ja rakendus.

Kui asendate olemasoleva aku, saate esitada ka algse elemendi mudeli, mõõtmed, fotod ja paketi konfiguratsiooni.

See muudab tavaliselt palju lihtsamaks tuvastada, millised kottelemendi valikud väärivad täiendavat testimist enne aku disaini lõplikku valmimist.

Kas vajate abi 60–80 Ah NMC kottelemendi valimisel oma EV või aku jaoks? Võtke Miseniga ühendust oma elektriliste ja mehaaniliste nõuetega ning me saame aidata teil võrrelda teie projekti jaoks sobivaid elemendivalikuid.