نحوه انتخاب سلول‌های کیسه‌ای NMC 60–80Ah برای پروژه‌های EV و بسته باتری

هنگامی که یک پروژه باتری نیاز به یک سلول کیسه ای 60Ah، 70Ah یا 80Ah دارد، ظرفیت معمولا اولین عددی است که افراد با هم مقایسه می کنند.

نباید آخرین باشد.

دو سلول کیسه‌ای NMC با ظرفیت‌های مشابه پس از نصب در یک ماژول باتری می‌توانند رفتار بسیار متفاوتی داشته باشند. ابعاد آنها ممکن است به ساختارهای ماژول کاملاً متفاوتی نیاز داشته باشد. قابلیت فعلی آنها ممکن است برای کاربردهای مختلف مناسب باشد. موقعیت تب، خنک‌سازی، فشرده‌سازی، قوام سلول و مستندات موجود نیز می‌تواند تعیین کند که آیا یک سلول برای یک پروژه واقعی عملی است یا خیر.

این به ویژه در محدوده 60-80Ah مهم است. این سلول‌ها به‌طور گسترده در ماژول‌های باتری EV، ارتقا باتری خودرو، بسته‌های باتری صنعتی، موتورسیکلت‌های برقی، وسایل نقلیه تخصصی و دیگر کاربردهایی که هم چگالی انرژی و هم فضای موجود اهمیت دارند، استفاده می‌شوند.

پس چگونه باید انتخاب کرد؟

بهترین نقطه شروع این نیست که به سادگی بپرسیم 'کدام سلول بالاترین Ah را دارد؟'

یک سوال بهتر این است:

کدام سلول با نیازهای الکتریکی، مکانیکی، حرارتی و تامین نیازهای سیستم باتری کامل مطابقت دارد؟

چرا سلول‌های کیسه‌ای NMC 60–80Ah در پروژه‌های EV رایج هستند؟

سلول‌های کیسه‌ای NMC با فرمت بزرگ ترکیبی مفید از چگالی انرژی، وزن نسبتاً کم و انعطاف‌پذیری بسته‌بندی را ارائه می‌کنند.

در مقایسه با سلول‌های استوانه‌ای، ممکن است سلول‌های کیسه‌ای بزرگ کمتری برای ساخت یک بسته باتری با ظرفیت بالا مورد نیاز باشد. در مقایسه با سلول‌های منشوری سفت و سخت معمولی، ساختار کیسه‌ای چند لایه می‌تواند آزادی بیشتری را در هنگام کار با یک محفظه باتری محدود به مهندسان بدهد.

این باعث می شود محدوده 60-80Ah برای پروژه هایی مانند:

• ماژول های باتری EV و light-EV

• جایگزینی یا ارتقای باتری برای وسایل نقلیه موجود

• موتورسیکلت های برقی و وسایل نقلیه کاربردی

• AGV و تجهیزات صنعتی متحرک

• بسته های باتری سفارشی با انرژی بالا

• پروژه های نمونه اولیه و خودروهای کم حجم

با این حال، سلول های کیسه ای نیاز به یکپارچگی مکانیکی دقیق دارند. آنها نباید به سادگی در داخل یک محفظه چیده شوند و به یکدیگر متصل شوند.

سلول تنها بخشی از سیستم باتری تمام شده است.

با ولتاژ و ظرفیت بسته مورد نیاز شروع کنید

قبل از مقایسه مدل های سلولی جداگانه، معماری بسته را تعریف کنید.

فرض کنید یک پروژه به ولتاژ اسمی تقریباً 350 ولت نیاز دارد. با یک سلول NMC که در محدوده اسمی معمولی 3.6 تا 3.7 ولت کار می کند، بسته به پنجره ولتاژ دقیق عملکرد، باتری ممکن است به 95 سلول پشت سر هم نیاز داشته باشد.

اگر سلول انتخاب شده حدود 70 آمپر ساعت باشد و طراحی از یک سلول به صورت موازی استفاده کند، باتری حاصل نیز تقریباً 70 آمپر ساعت خواهد بود.

این ساده به نظر می رسد، اما تغییر از یک سلول 60Ah به یک سلول 77Ah بسیار بیشتر از ظرفیت تاثیر می گذارد. تغییر می کند:

• کل انرژی پک

• وزن سلول

• ابعاد ماژول

• تولید گرما تحت بار

• جریان مورد نیاز در هر سلول

• برد خودرو یا زمان کارکرد

• هزینه بسته

• فضای نصب موجود

به همین دلیل مفید است که ابتدا سیستم هدف را تعریف کنیم و سپس سلول را انتخاب کنیم.

ابعاد فیزیکی ممکن است مهمتر از ظرفیت باشد

برای پروژه های باتری جایگزین، ابعاد اغلب اولین محدودیت واقعی هستند.

محفظه باتری اصلی ممکن است دارای ابعاد ماژول ثابت، نقاط نصب ثابت، صفحات خنک کننده، مکان های شینه و فاصله های سرویس باشد. یک سلول با عملکرد الکتریکی عالی اگر نتواند به طور ایمن در فضای موجود ادغام شود، ارزش کمی دارد.

برای هر سلول کیسه ای در نظر گرفته شده، حداقل بررسی کنید:

ضخامت × عرض × ارتفاع ، همراه با ابعاد زبانه و جهت زبانه.

بدن سلولی را به تنهایی مقایسه نکنید. بسته به طرح، ممکن است به فضای زیر نیز نیاز داشته باشید:

• صفحات فشرده سازی

• ورق های عایق

• شینه ها یا کانکتورهای انعطاف پذیر

• سنسورهای دما

• صفحات خنک کننده

• فریم های ماژول

• سیم کشی و اتصالات BMS

وقتی ده ها سلول در یک بسته باتری انباشته می شوند، چند میلی متر اختلاف در هر سلول می تواند قابل توجه باشد.

برای پروژه هایی که فضا بسیار محدود است، انتخاب هندسه سلول صحیح می تواند مهم تر از به دست آوردن 3 تا 5 آمپر ساعت دیگر از ظرفیت اسمی باشد.

سلول را به تنهایی بر اساس ظرفیت انتخاب نکنید

سه سلول با سرعت‌های 60Ah، 70Ah و 77Ah را در نظر بگیرید.

وسوسه انگیز است که فرض کنیم گزینه 77Ah به طور خودکار بهترین است زیرا انرژی بیشتری را ذخیره می کند.

این ممکن است برای برخی از برنامه ها صادق باشد، اما نه برای همه آنها.

یک سلول 60Ah با قابلیت جریان بالا مناسب ممکن است برای یک خودروی عملکرد محور مناسب تر باشد. یک سلول 70-76Ah ممکن است تعادل بهتری بین انرژی، ابعاد و فضای ماژول موجود ارائه دهد. یک سلول بزرگتر از کلاس 77Ah ممکن است زمانی جذاب باشد که به حداکثر رساندن کل انرژی بسته هدف اصلی باشد.

انتخاب صحیح بستگی به این دارد که باتری واقعا باید چه کاری انجام دهد.

قابلیت فعلی: جریان پیوسته بیشتر از بزرگترین عدد اهمیت دارد

ارقام نرخ تخلیه سزاوار توجه دقیق هستند.

یک سلول ممکن است دارای رتبه بندی های جداگانه برای تخلیه مداوم، تخلیه پیک کوتاه مدت و تخلیه پالس باشد. این مقادیر هرگز نباید به عنوان قابل تعویض در نظر گرفته شوند.

به عنوان مثال، یک وسیله نقلیه ممکن است تنها در هنگام شتاب گیری شدید حداکثر جریان خود را بکشد، در حالی که رانندگی معمولی به جریان بسیار کمتری نیاز دارد. در مقابل، یک باتری صنعتی ممکن است برای مدت طولانی با بار نسبتاً زیاد کار کند.

این تفاوت بر انتخاب سلول تأثیر می گذارد.

برای پروژه هایی که توان خروجی در آنها اولویت دارد، سلول کیسه ای SK 3.7V 60.3Ah NMC یکی از گزینه هایی است که ارزش ارزیابی دارد. موقعیت‌یابی محصول آن نسبت به بسیاری از سلول‌های کیسه‌ای بزرگ متمرکز بر انرژی متداول‌تر انرژی محور است.

برای کاربردهایی با نیازهای جریان متوسط ​​تر، تصمیم ممکن است در عوض به نفع ظرفیت انرژی، تناسب مکانیکی، الزامات چرخه یا هزینه باشد.

همیشه قبل از نهایی کردن سلول، جریان پیوسته و پیک مورد نیاز بسته کامل را تأیید کنید.

سلول های انرژی گرا و قدرت گرا به مشاغل مختلف خدمت می کنند

یکی از اشتباهات رایج در منبع یابی باتری، تلاش برای یافتن سلولی است که در همه چیز 'بهترین' باشد.

در عمل، سلول ها حول اولویت های مختلف توسعه می یابند.

یک سلول پرقدرت ممکن است مقداری از چگالی انرژی یا کارایی هزینه را برای پشتیبانی از جریان بالاتر قربانی کند. یک سلول انرژی محور ممکن است برای ظرفیت و زمان اجرا به جای نرخ تخلیه بسیار بالا بهینه شود.

به عنوان مثال، Misen نیز عرضه می کند سلول کیسه‌ای SK 66.5Ah NCM برای پروژه‌هایی که مهندسان ممکن است تأکید بیشتری بر یکپارچه‌سازی باطری پایدار و عملکرد طولانی‌مدت داشته باشند تا توان خروجی شدید.

هیچ کدام از این دو روش به طور خودکار بهتر نیستند.

برای تبدیل EV، سوال درست این است که آیا سلول می‌تواند با خیال راحت از پیک‌های شتاب و جریان رانندگی مداوم مورد انتظار عبور کند؟ برای یک بسته باتری صنعتی، چرخه کار ممکن است اهمیت بیشتری داشته باشد. برای یک سیستم ثابت یا پشتیبان، جریان پیک بالا ممکن است به سختی بر طراحی تأثیر بگذارد.

فرمت‌های سلول EV تثبیت شده را در نظر بگیرید

برای برخی از پروژه‌ها، مهندسان فرمت‌های سلولی را ترجیح می‌دهند که قبلاً با برنامه‌های کاربردی خودرو یا تحرک مرتبط بوده‌اند.

را سلول کیسه‌ای LG E63 / E63B 60–63Ah NMC در این دسته قرار می‌گیرد و می‌توان آن را برای پروژه‌های EV، باتری خودرو، RV و بسته باتری سفارشی در نظر گرفت که فرمت مکانیکی آن با طراحی مطابقت دارد.

Farasis با حرکت بیشتر از محدوده ظرفیت، چندین سلول کیسه ای با فرمت بزرگ NMC را نیز ارائه می دهد.

را سلول کیسه ای Farasis P73D 73Ah گزینه دیگری را در محدوده کم 70Ah ارائه می دهد.

برای پروژه هایی که به ظرفیت کمی بیشتر نیاز دارند، سلول کیسه ای Farasis P76D 76Ah NMC نیز قابل ارزیابی است.

نکته مهم این است که حرکت از 63Ah به 73Ah یا 76Ah نباید به عنوان یک ارتقاء ظرفیت ساده تلقی شود. مهندسان باید بررسی کنند که آیا ابعاد سلول جدید، زبانه ها، الزامات تراکم، محدوده ولتاژ عملیاتی، قابلیت جریان، و آرایش خنک کننده با سیستم موجود سازگار است یا خیر.

در مورد سلول های نزدیک به 80Ah چطور؟

برای پروژه هایی که هدف آنها به حداکثر رساندن انرژی در معماری سلول کیسه ای است، سلول های نزدیک به 80Ah ممکن است جذاب باشند.

یک مثال این است سلول کیسه ای SK Innovation E777 77.7Ah NMC.

یک سلول با ظرفیت بالاتر می تواند نیاز به گروه های موازی را در برخی طرح ها کاهش دهد و می تواند انرژی کل را بدون تغییر تعداد سلول های متصل به صورت سری افزایش دهد.

اما باز هم، ظرفیت به تنهایی تعیین کننده عملی بودن ارتقاء نیست.

یک سلول کیسه ای از نظر فیزیکی طولانی تر یا عریض تر ممکن است به یک ماژول کاملا متفاوت نیاز داشته باشد. افزایش ظرفیت همچنین می تواند رفتار حرارتی، توزیع وزن، نیازهای خنک کننده و ساختار مکانیکی باتری تمام شده را تغییر دهد.

برای طراحی جدید باتری، این تغییرات معمولاً در طول مهندسی قابل اعمال است.

برای یک پروژه جایگزینی با استفاده از یک محوطه موجود، آنها ممکن است به مانع اصلی تبدیل شوند.

مقایسه عملی محدوده 60-80Ah

نمای کلی زیر نشان می دهد که چگونه این خانواده های سلولی می توانند در جهت های مختلف پروژه قرار گیرند.

سلولی	کلاس ظرفیت	جهت پروژه معمولی	نقطه اصلی برای بررسی
SK 60.3Ah	~60Ah	کاربردهای برق و باتری با قدرت بالاتر	نیازهای جریان پیوسته و پیک
LG E63 / E63B	کلاس 60–63Ah	پروژه های EV، تحرک و جایگزینی باتری	ابعاد و سازگاری ماژول
SK 66.5Ah	~ 66 آه	بسته باتری عمومی و ادغام صنعتی	جریان عملیاتی و طراحی مکانیکی
Farasis P73D	73 آه	EV و بسته‌های باتری سفارشی بزرگتر	فضای ماژول موجود
Farasis P76D	76 آه	ماژول های EV و باتری با انرژی بالاتر	تناسب مکانیکی و طراحی حرارتی
SK Innovation E777	کلاس ~77.7Ah	پروژه های EV و پک سفارشی با انرژی بالا	هندسه سلول و چیدمان بسته

این جدول باید به عنوان یک نقطه شروع به جای یک تصمیم نهایی مهندسی در نظر گرفته شود. مشخصات دقیق سلول همیشه باید قبل از نهایی شدن ساختار ماژول برای دسته تولید تایید شود.

سلول های کیسه ای به فشرده سازی و پشتیبانی مکانیکی مناسب نیاز دارند

برخلاف سلول‌های منشوری با محفظه فلزی سفت و سخت، سلول‌های کیسه‌ای برای حفاظت مکانیکی به شدت به ساختار ماژول وابسته هستند.

یک ماژول سلول کیسه ای خوب معمولاً پشتیبانی کنترل شده ای را در سراسر سطح سلول بزرگ فراهم می کند.

محدودیت خیلی کم ممکن است باعث تورم یا حرکت بیش از حد شود. فشرده سازی بیش از حد نیز می تواند مضر باشد.

بنابراین ساختار باید صفحات فشرده سازی، فاصله سلولی، عایق، انبساط حرارتی، ارتعاش و تغییر ابعاد طولانی مدت را در نظر بگیرد.

این امر به ویژه در کاربردهای خودرو اهمیت می یابد زیرا باتری در معرض لرزش، تغییرات مکرر دما، نیروهای شتاب و هزاران چرخه شارژ و دشارژ قرار می گیرد.

اگر ماژول اطراف آن بد طراحی شده باشد، یک سلول به درستی انتخاب شده همچنان می تواند عملکرد ضعیفی داشته باشد.

مدیریت حرارتی باید بر اساس بار واقعی طراحی شود

نیاز خنک کننده یک سلول کیسه ای 70Ah را نمی توان به تنهایی از روی ظرفیت تعیین کرد.

تولید گرما به شدت به مقاومت داخلی، جریان، چرخه کاری، دمای محیط و مسیر حرارتی بین سلول و سیستم خنک کننده بستگی دارد.

یک باتری برای یک وسیله نقلیه با سرعت کم ممکن است با طراحی حرارتی نسبتا ساده به راحتی کار کند. یک EV یا ماشین صنعتی با جریان بالا ممکن است به مدیریت حرارتی بسیار فعال تری نیاز داشته باشد.

قبل از انتخاب سلول نهایی، دانستن موارد زیر کمک می کند:

• جریان مداوم معمولی

• حداکثر جریان و مدت

• جریان شارژ

• دمای محیط مورد انتظار

• روش خنک کننده موجود

• حداکثر دمای سلول قابل قبول

این ارقام به مهندس باتری اطلاعات بسیار مفیدتری نسبت به ظرفیت به تنهایی می دهد.

زمانی که از 50، 100 یا 200 سلول با هم استفاده می کنید، قوام سلول مهم است.

یک سلول کیسه ای تکی ممکن است روی یک میز تست عملکرد عالی داشته باشد در حالی که بسته کامل باتری عملکرد ضعیفی دارد.

چرا؟

زیرا بسته باتری با تفاوت بین سلول ها محدود می شود.

ولتاژ، ظرفیت، مقاومت داخلی، خود تخلیه و حالت شارژ باید به طور منطقی در سراسر گروه ثابت بماند. اگر یک سلول زودتر از سایر سلول ها به حد بالا یا پایین ولتاژ برسد، BMS ممکن است مجبور شود شارژ یا دشارژ را متوقف کند حتی اگر بیشتر بسته هنوز ظرفیت قابل استفاده دارد.

به همین دلیل است که تطبیق سلول ها به ویژه برای بسته های باتری بزرگ EV مهم است.

برای سفارشات پروژه، خریداران باید قبل از حمل و نقل، آزمایش و تطبیق الزامات را با تامین کننده به جای تمرکز بر قیمت واحد در میان بگذارند.

پروژه های جایگزین نیاز به سطح بیشتری از بررسی دارند

جایگزینی یک سلول باتری EV موجود با یک سلول کیسه ای با ظرفیت بالاتر می تواند جذاب باشد زیرا ممکن است وسیله نقلیه اصلی بدون طراحی مجدد کامل پیشرانه برد بیشتری کسب کند.

اما نباید صرفاً به دلیل مشابه بودن ولتاژ اسمی، به عنوان یک تغییر وصل و بازی در نظر گرفته شود.

تیم مهندسی باید تأیید کند:

سازگاری مکانیکی آیا سلول و ماژول جدید به طور ایمن در محفظه باتری اصلی قرار می گیرند؟

پنجره ولتاژ. آیا محدودیت شارژ و دشارژ با BMS و شارژر موجود سازگار است؟

قابلیت فعلی آیا سلول های جدید می توانند جریان مداوم و پیک خودرو را تحمل کنند؟

رفتار BMS آیا BMS موجود با ظرفیت قابل استفاده جدید و ویژگی های سلول به درستی کار خواهد کرد؟

مدیریت حرارتی آیا سیستم خنک کننده اصلی هنوز هم کنترل دمای کافی را ارائه می دهد؟

طراحی اتصال. آیا ابعاد و موقعیت زبانه ها با باسبارها یا آداپتورهای پیشنهادی کار می کنند؟

در بسیاری از پروژه های تبدیل، این جزئیات بیشتر از تفاوت بین 73Ah و 76Ah اهمیت دارد.

طراحی بسته جدید در مقابل جایگزینی باتری موجود

انتخاب سلول معمولاً هنگام توسعه یک بسته باتری کاملاً جدید آسان تر است.

با طراحی جدید، مهندسان می توانند محفظه، سیستم فشرده سازی، شینه ها، ساختار خنک کننده و BMS را در اطراف سلول انتخاب شده بسازند.

پروژه های جایگزین در جهت مخالف عمل می کنند.

سلول باید با محیط مکانیکی و الکتریکی موجود سازگار باشد.

این بدان معنی است که اولویت های انتخاب اغلب متفاوت است:

برای یک بسته باتری جدید ، با انرژی، توان، ولتاژ سیستم، طول عمر مورد انتظار، هزینه و بازده کلی بسته بندی شروع کنید.

برای جایگزینی باتری EV موجود ، با ابعاد، سازگاری ولتاژ، ساختار زبانه، قابلیت جریان و فضای موجود شروع کنید. ظرفیت پس از آن بررسی های اولیه سازگاری می آید.

چه اطلاعاتی را باید به یک تامین کننده سلولی ارسال کنید؟

اگر الزامات پروژه مشخص باشد، یک تامین کننده می تواند سلول کیسه ای بسیار مناسب تری را توصیه کند.

به جای ارسال فقط:

'به سلول کیسه ای NMC 70Ah نیاز دارید.'

اطلاعات اولیه سیستم را ارائه دهید:

1. ظرفیت اسمی سلول مورد نیاز یا محدوده قابل قبول

2. ولتاژ و ظرفیت بسته هدف

3. جریان پک پیوسته و پیک

4. حداکثر ابعاد سلول یا ماژول موجود

5. تعداد سلول های مورد نیاز

6. پروژه طراحی یا تعویض باتری جدید

7. روش خنک کننده، اگر قبلاً تعریف شده باشد

8. برنامه هدف و محیط عملیاتی

برای پروژه جایگزینی، عکس ها و ابعاد سلول اصلی و ماژول باتری نیز بسیار مفید هستند.

با این اطلاعات، اغلب می توان فوراً چندین سلول نامناسب را از بین برد.

کدام سلول کیسه ای NMC 60–80Ah را باید انتخاب کنید؟

برای هر پروژه پاسخ صحیحی وجود ندارد.

هنگامی که جریان بالا یا فرمت ماژول موجود محدودیت اصلی باشد، یک سلول کلاس 60Ah ممکن است انتخاب مناسبی باشد. یک سلول 66Ah ممکن است میانه مفیدی را ارائه دهد. یک سلول 73Ah یا 76Ah ممکن است انرژی اضافی ارائه دهد در حالی که برای یک ماژول EV جمع و جور مناسب باقی بماند. هنگامی که به حداکثر رساندن انرژی بسته در اولویت است، یک سلول کلاس 77-80Ah ممکن است جذاب باشد.

تصمیم نهایی باید چهار حوزه را متعادل کند:

الزامات الکتریکی: ولتاژ، ظرفیت، جریان پیوسته و جریان پیک.

الزامات مکانیکی: ابعاد، زبانه ها، ساختار ماژول و فضای موجود.

الزامات حرارتی: جریان عملیاتی، روش خنک کننده و محدودیت دما.

الزامات تامین: وضعیت سلول، سازگاری، مستندات، مقدار موجود و عرضه آینده.

نادیده گرفتن هر یک از این زمینه ها می تواند یک سلول ظاهرا خوب را به یک مشکل مهندسی گران قیمت تبدیل کند.

چگونه Misen از پروژه های NMC Pouch Cell پشتیبانی می کند

Misen با طیف وسیعی از سلول‌های کیسه‌ای NMC با فرمت بزرگ برای پروژه‌های EV، تحرک، صنعتی، باتری‌های جایگزین و بسته‌های باتری سفارشی کار می‌کند.

به جای انتخاب یک سلول فقط از رتبه Ah درخواستی، تیم ما می تواند به مقایسه گزینه های موجود با توجه به کاربرد واقعی، از جمله ابعاد سلول، ولتاژ هدف، جریان تخلیه، طرح ماژول، کمیت و الزامات یکپارچه سازی کمک کند.

برای پروژه‌هایی که از سلول‌های کیسه‌ای NMC 60–80Ah استفاده می‌کنند، ابعاد سلول مورد نیاز، ظرفیت هدف، جریان پیوسته و پیک، مقدار و کاربرد خود را برای ما ارسال کنید.

اگر باتری موجود را تعویض می‌کنید، می‌توانید مدل، ابعاد، عکس‌ها و پیکربندی بسته اصلی را نیز ارائه دهید.

این معمولاً تشخیص اینکه کدام گزینه های سلول کیسه ای مستحق آزمایش بیشتر قبل از نهایی شدن طراحی باتری هستند، بسیار آسان تر می شود.

برای انتخاب یک سلول کیسه ای NMC 60–80Ah برای EV یا بسته باتری خود به کمک نیاز دارید؟ در مورد نیازهای الکتریکی و مکانیکی خود با Misen تماس بگیرید و ما می توانیم به شما در مقایسه گزینه های سلولی مناسب برای پروژه خود کمک کنیم.