Megtekintések: 0 Szerző: Site Editor Közzététel ideje: 2026-08-03 Eredet: Telek
A megfelelő cella kiválasztása az egyik első – és legfontosabb – döntés egy elektromos motorkerékpár-akkumulátor projektben.
A vevő egy egyszerű specifikációval kezdheti, például '72V 40Ah' vagy '74V 45Ah', de a feszültség és a kapacitás önmagában nem mondja meg az akkumulátor gyártójának, hogy melyik cellát kell használni. A motor teljesítménye, a vezérlőáram, a rendelkezésre álló beépítési hely, a célsúly, az üzemi hőmérséklet és a várható élettartam egyaránt befolyásolja a végső választást.
Három lítium-ion cellás formátumot szoktak figyelembe venni az elektromos motorkerékpárok akkumulátoraihoz:
Nagy formátumú tasakcellák
Prizmás cellák merev fémházzal
Hengeres cellák, például 18650, 21700 és 4680
Mindegyik formátumnak vannak bevált alkalmazásai. A helyes választás kevésbé azon múlik, hogy melyik cella néz ki fejlettebbnek, hanem inkább attól, hogy mennyire illeszkedik a motorkerékpárhoz és annak elektromos terheléséhez.
Ez az útmutató elmagyarázza a fő különbségeket, és gyakorlati példaként egy 74V 45Ah NMC akkumulátort használ.
Az elektromos motorkerékpárok más követelményeket támasztanak az akkumulátorokkal szemben, mint a személygépkocsik vagy a helyhez kötött energiatároló rendszerek.
A telepítési hely korlátozott. A súly közvetlenül befolyásolja a kezelhetőséget és a hatótávolságot. A gyorsításhoz nagy áramerősségre lehet szükség, míg mászás vagy nagy sebességű lovaglás néhány percig nagy terhelés alatt tarthatja az akkumulátort. Figyelembe kell venni az útvibrációt, a vízterhelést és az ismétlődő hőmérséklet-változásokat is.
A cella formátuma befolyásolja:
Csomag súlya és felhasználható energia
Helykihasználás az akkumulátorházban
Folyamatos és csúcskisülési képesség
A cellák száma és az elektromos csatlakozások
Hűtési és hőmérsékleti konzisztencia
Rezgés- és mechanikai hatásokkal szembeni ellenállás
Gyártási felszerelés és összeszerelés költsége
Karbantartási és cserestratégia
Az akkumulátorcsomagot ezért a jármű köré kell tervezni, nem egyszerűen egy rendelkezésre álló cella köré.
| Kiválasztási tényező | Tasak cella | Prizmás cella | Hengeres cella |
|---|---|---|---|
| Gravimetrikus energiasűrűség | Általában nagyon versenyképes | Közepestől magasig | Erősen függ a sejtmodelltől |
| Helykihasználás | Kiváló | Rendes házban jó | Alacsonyabb a cellák közötti hézagok miatt |
| Sejtkapacitás | Általában tíz és több mint 100 Ah között | Általában tíz-száz Ah | Általában több Ah cellánként |
| Egy csomagban lévő cellák száma | Alacsony | Alacsony | Magas |
| Mechanikai védelem | A csomagnak kell biztosítania | Merev cellás ház | Erős egyedi fém ház |
| Nagy teljesítményű rendelkezésre állás | Jó bizonyos NMC modellekhez | Az adott modelltől függ | Számos bevált magas árú opció |
| Csomag alakjának rugalmassága | Magas | Mérsékelt | Magas szintű sejtelrendezés |
| Cellacsatlakozási munka | Kevesebb, nagyobb csatlakozás | Kevesebb, nagyobb csatlakozás | Sok apró kapcsolat |
| Duzzanat kezelése | Ellenőrzött tömörítést igényel | Még mindig mechanikai megfontolást igényel | Főleg a cellaház kezeli |
| Tipikus erősség | Kis súly és hatékony csomagolás | Szerkezeti merevség és egyszerű modulok | Szabványosítás és gyártási érettség |
A táblázat csak általános összehasonlítást ad. Két azonos formátumú cella teljesítménye, ciklusideje és termikus jellemzői teljesen eltérőek lehetnek.
A tasakos cella könnyű, laminált alumínium-műanyag fóliát használ a vastag acél vagy alumínium ház helyett. Ez csökkenti az inaktív csomagolóanyagot, és lehetővé teszi, hogy a csomag súlyának nagyobb részét energia tárolására használják fel.
Egy korlátozott akkumulátorhellyel rendelkező elektromos motorkerékpár esetében ez komoly előnyt jelenthet.
A nagy NMC tasakcellák a nagy kapacitást, a kis súlyt és az erős teljesítményt kombinálják egy lapos téglalap alakú szerkezetben. Különösen vonzóak azoknál a motorkerékpároknál, ahol az akkumulátornak egy keskeny vázba vagy kompakt ülés alatti burkolatba kell illeszkednie.
Egy 45 Ah-s tasakcella például lehetővé teheti egy 74 V-os 45 Ah-s akkumulátor egyszerű 20S1P konfigurációban történő összeszerelését. Csak 20 cella szükséges.
Ez számos gyakorlati előnnyel jár:
Kevesebb vizsgálandó és egyeztethető cella
Kevesebb soros és párhuzamos csatlakozás
Kevesebb vezetékezés és kevesebb hegesztési pont
Nincs szükség több párhuzamos cellára minden feszültségcsoportban
A korlátozott háztérfogat hatékony felhasználása
Nagy lapos felületek, amelyek érintkezhetnek hőátadó anyagokkal
Kisebb csomagsúly a sok merev tokkal összehasonlítva
A nagy teljesítményű motorkerékpárok esetében a súlycsökkentés nem csak a hatótávolság növelését jelenti. A könnyebb akkumulátor javíthatja a jármű egyensúlyát, gyorsulását és kezelhetőségét is.
A merev fémhéj hiánya azt jelenti, hogy a csomagszerkezetnek védenie kell a cellákat.
Egy jól megtervezett tasakcellás akkumulátornak tartalmaznia kell:
Ellenőrzött és egyenletesen elosztott cellatömörítés
Megengedett normál vastagságváltozás a szervizelés során
Szigetelés a fülek, gyűjtősínek és a ház között
Éles szélek és szúrás elleni védelem
Biztonságos elhelyezés az út vibrációja ellen
Hőkorlátok vagy távolságok, ahol szükséges
Megbízható fülhegesztés
Erős külső burkolat
A cellákat nem szabad a lehető legszorosabban összenyomni, és nem szabad lazán az akkumulátordobozban hagyni. A túlzott nyomás károsíthatja a sejtet, míg az elégtelen alátámasztás mozgást, duzzanatot és stresszt okozhat a füleknél.
A tasakos cellák ezért erős választási lehetőséget jelentenek, ha az akkumulátor gyártójának tapasztalata van a kompressziós keretek, füles csatlakozások és a ház kialakítása terén.
A prizmatikus cellák merev, négyszögletes fémházat használnak. A tasakos cellákhoz hasonlóan viszonylag nagy kapacitással kaphatók, így kis számú cellával is megépíthető egy akkumulátorcsomag.
Egy 74V-os 45Ah-s csomaghoz egy megfelelő 45Ah-s vagy 50Ah-s NMC prizmacella is támogathat egy 20S1P konfigurációt.
A merev tok mechanikus tartást biztosít, és megkönnyíti a cellák elhelyezését egy szabályos téglalap alakú burkolatban. A sorkapocs kialakításától függően a gyűjtősín felszerelése és a modul összeszerelése is egyszerű lehet.
A prizmatikus cellák praktikus választás lehet, ha:
Az elemtartó rekesz szabályos doboz alakú
A mechanikai tartósság elsőbbséget élvez a minimális tömeggel szemben
A járművet durva utakon használják
Az akkumulátor teherszállító motorkerékpárba vagy elektromos triciklibe van beszerelve
Rendelkezésre áll egy jól bevált cella, megfelelő kapacitással és kisülési sebességgel
A csomag gyártója már rendelkezik kompatibilis modul kialakítással
A fém ház azonban megnöveli a súlyt és helyet foglal. A prizmatikus cella méretei is kevésbé rugalmasak, ezért előfordulhat, hogy a műszakilag megfelelő cella nem fér bele a rendelkezésre álló akkumulátorrekeszbe.
Egy másik gyakori hiba az a feltételezés, hogy minden autóipari prizmacella alkalmas elektromos motorkerékpárhoz. Néhány nagy NMC prizmatikus cellát főként energiakapacitásra terveztek, nem pedig nagy áramra. Kapacitásuk vonzónak tűnhet, de a megengedett folyamatos kisülésük, alacsony hőmérsékletű teljesítményük vagy termikus viselkedésük nem feltétlenül egyezik a motorkerékpár-vezérlővel.
Kiválasztás előtt ellenőrizni kell az adatlapot – és lehetőleg független cella tesztelést.
A hengeres cellákat széles körben használják elektromos robogókban, elektromos kerékpárokban és motorkerékpárokban. A gyakori formátumok közé tartozik az 18650 és a 21700, míg a nagyobb hengeres cellák, mint például a 4680, több mobilalkalmazásba lépnek be.
Fém házuk jó egyedi mechanikai védelmet nyújt, a cellaválogatáshoz, elhelyezéshez és hegesztéshez pedig kiforrott automatizált berendezések állnak rendelkezésre.
A hengeres cellák számos előnnyel rendelkeznek:
Szabványos méretek
Széles beszállítói elérhetőség
Érett, nagy volumenű gyártás
Jó mechanikai szilárdság
Sok nagy sebességű cella opció
Rugalmas csomagformák a különböző cellaelrendezések révén
Kisebb energiatartalom sejtenként
A kisebb cellaméret megkönnyítheti az áram és a hő elosztását nagyszámú cella között. Ha helyesen tervezték, a hengeres csomag kiváló teljesítményt nyújt.
A kompromisszum az összetettség.
Egy nagy elektromos motorkerékpár akkumulátor több száz hengeres cellát tartalmazhat. Minden cella ellenőrzést, csoportosítást és elektromos csatlakoztatást igényel. A cellatartók és a hűtőrések helyigényesek, míg a hegesztések nagy száma növeli a gyártási konzisztencia fontosságát.
Például, ha egy 74 V-os 45 Ah-s csomag 5 Ah-s hengeres cellákat használ, a hozzávetőleges konfiguráció a következő lenne:
20 cella sorozatban
9 cella párhuzamosan
20S9P
180 cella összesen
Ha a 4,5 Ah-s cellákat választja, a csomaghoz 200 cellás 20S10P konfigurációra lehet szükség.
Összehasonlításképpen, egy 45 Ah-s tasakhoz vagy prizmás megoldáshoz csak 20 nagy formátumú cella kell.
A hengeres cellák jól illeszkednek az erősen szabványosított, nagy volumenű termékekhez. Kis mennyiségű egyedi akkumulátor esetén azonban a szerszámozás, a hegesztés és az összeszerelés kevésbé vonzóvá teheti a kialakítást.
A hengeres cellák gyakran praktikus választást jelentenek a szabványos városi robogók számára, különösen akkor, ha nagy a gyártási mennyiség és mérsékelt az energiaigény.
A nagy tasakos cellák akkor is vonzóak lehetnek, ha a gyártó nagyobb kapacitást szeretne egy kompakt házban, vagy kevesebb párhuzamos csoportot szeretne.
A nagy NMC tasakcellák gyakran erős jelöltek a nagy teljesítményű motorkerékpárokhoz, mivel hasznos egyensúlyt biztosíthatnak az energiasűrűség, a kisülési teljesítmény és a csomagolási hatékonyság között.
A végső döntés továbbra is a cella tényleges kisülési besorolásától függ. A nagy kapacitású energiacellát nem szabad nagy teljesítményű cellaként kezelni, kivéve, ha specifikációi és vizsgálati adatai támogatják a szükséges áramerősséget.
A prizmatikus cellák előnyben részesíthetők, ha szabályos a tér és a mechanikai szilárdság fontos. Az LFP prizmatikus cellákat is gyakran figyelembe veszik, ha a ciklus élettartama és a hőstabilitás többet jelent, mint a minimális tömeg.
Ha az NMC kémiára van szükség, mind a prizmás, mind a tasakos opciókat össze kell hasonlítani az ürítési teljesítmény, a méretek és a csomag súlya alapján.
A cserélhető akkumulátoroknak egyensúlyban kell lenniük az energia, a súly, a kezelhetőség és a mechanikai tartósság között.
A hengeres cellák jelentős múlttal rendelkeznek a szabványosított csererendszerekben. A tasakos cellák javíthatják a helykihasználást, de az akkumulátorházat és a belső tartószerkezetet úgy kell megtervezni, hogy gyakori eltávolításra és kezelésre alkalmas legyen.
A nagy formátumú tasak vagy prizmatikus cellák csökkenthetik a teljes sejtszámot és egyszerűsíthetik az elektromos architektúrát. Ez vonzóvá teszi őket a prototípus motorkerékpárokhoz és az egyedi akkumulátorprojektekhez, feltéve, hogy rendelkezésre állnak a szükséges csatlakozási és mechanikai eljárások.
Tegyük fel, hogy egy ügyfél '7445-ös akkumulátorcsomagot' igényel. A tervezés megkezdése előtt a gyártónak először meg kell erősítenie, hogy ez 74V-ot és 45Ah-t jelent.
3,7 V-os NMC cellák használatával az alapkonfiguráció a következő lenne:
Konfiguráció: 20S
Névleges feszültség: 20 × 3,7 V = 74 V
Teljes töltési feszültség: 20 × 4,2 V = 84 V
Névleges kapacitás: 45Ah
Névleges energia: 74V × 45Ah = 3,33 kWh
Első pillantásra egyszerűnek tűnik a 45 Ah-s tasakcellákat tartalmazó 20S1P csomag. De a motor és a vezérlő árama határozza meg, hogy a kiválasztott cella megfelelő-e.
Az elméleti áram névleges feszültségen a következőképpen becsülhető meg:
[
I = rac{P}{V}
]
Ez a következő hozzávetőleges értékeket adja:
| Motor csúcsteljesítmény | Áram 74 V-on |
|---|---|
| 3 kW | 41A |
| 5 kW | 68A |
| 8 kW | 108A |
| 10 kW | 135A |
Ezek egyszerűsített névleges feszültség számítások. Az akkumulátor tényleges áramerőssége magasabb lehet, mert a csomag feszültsége alacsony töltöttségi állapot esetén leesik, és mert a vezérlő, a motor és a vezetékek nem 100%-os hatásfokúak.
A vezérlő maximális akkumulátoráram általában hasznosabb, mint a motor adattáblája a cella kiválasztásakor.
Ha a vezérlő 120A-es akkumulátoráramot engedélyez, a 45Ah-s cellának támogatnia kell:
[
120A div 45Ah = 2,67 C
]
A csak 1C-os folyamatos kisütésre minősített cella nem lenne biztonságos választás ehhez az üzemi állapothoz. Megfelelő folyamatos árammal, impulzusárammal, hőmérséklet-emelkedéssel és feszültségeséssel rendelkező cellára van szükség.
Általában ez az első értékelési lehetőség, amikor a projekt prioritásokat állít fel:
Alacsony akkumulátor tömeg
Kompakt méretek
A telepítési hely hatékony kihasználása
Egy egyszerű 1P elektromos szerkezet
Magas energiasűrűség
Erős gyorsulási teljesítmény
A cellának még át kell mennie a kisülési, hőmérsékleti és ciklusélettartam értékelésen a várt működési profil mellett.
Ez akkor lehet megfelelő, ha:
A ház nagy és téglalap alakú
A további cellatömeg elfogadható
A szerkezeti merevség prioritás
A kiválasztott prizmatikus cella elegendő teljesítményű
A cella méretei megfelelnek az elemtartónak
A gyártó ne csak azért válasszon prizmás cellát, mert a fém háza biztonságosabbnak tűnik. A sejtkémia, a belső kialakítás, a minőségi konzisztencia, a BMS-stratégia, az olvadás és a hőterjedés elleni védelem fontosabb, mint a külső forma önmagában.
Ez jól működhet, ha:
Bevált, nagy teljesítményű hengeres cella kapható
A gyártó automatizált válogató és hegesztő berendezéssel rendelkezik
Az akkumulátor tervezése várhatóan stabil mennyiségi gyártásba kerül
A ház nagyobb számú cellát és tartót képes befogadni
A cellaszintű jelenlegi megosztás érvényesítése megtörtént
Kis egyedi megrendelés esetén a nagy cellaszám és az összeszerelés bonyolultsága miatt a hengeres opció kevésbé hatékony.
Mielőtt egy cellát ajánlana, a felelős akkumulátorszállítónak többet kell kérnie a feszültségen és a kapacitáson túl.
A következő információk különösen fontosak:
A motor névleges teljesítménye és csúcsteljesítménye
Vezérlő maximális akkumulátoráram
Szükséges folyamatos és csúcskisülési áram
Csúcsáram időtartama
Elemtartó rekesz hossza, szélessége és magassága
Maximális megengedett akkumulátor tömeg
Cél futási tartomány és működési sebesség
Töltési feszültség, áramerősség és szükséges töltési idő
Regeneratív fékáram
Működési hőmérséklet tartomány
Út-, rezgés- és vízszigetelési viszonyok
Kommunikációs követelmények, például CAN vagy UART
A ciklus szükséges élettartama
Célpiac és tanúsítási követelmények
Prototípus és gyártási mennyiségek
Ezen információk nélkül az akkumulátorcella ajánlása többnyire csak találgatás.
Nincs univerzális győztes.
A hengeres cellák vonzóak a szabványos, nagy mennyiségű akkumulátorokhoz és az olyan alkalmazásokhoz, amelyek előnyösek a kiforrott gyártási folyamatokból. A prizmatikus cellák merev szerkezetet kínálnak, és leegyszerűsítik az összeszerelést egy normál házban. A nagy tasakos cellák különösen értékesek, ha a kis súly, a hatékony csomagolás, a nagy kapacitás és az alacsony sejtszám fontos.
Számos 72 V-os és 74 V-os, nagy teljesítményű elektromos motorkerékpár-projektben a nagy NMC tasakcellák érdemlik meg, hogy először értékeljék őket. A 40Ah, 45Ah, 50Ah vagy nagyobb cellákat használó 20S1P konfiguráció tiszta elektromos szerkezetet és a rendelkezésre álló hely kiváló kihasználását biztosíthatja.
A döntésnek továbbra is a mért teljesítményen kell alapulnia, nem pedig pusztán a formátumon. A kapacitást, az egyenáramú belső ellenállást, a folyamatos áramot, az impulzusáramot, a feszültségesést, a hőmérséklet-emelkedést, a ciklus élettartamát és a mechanikai integrációt mind felül kell vizsgálni.
A Misen nagy formátumú NMC, LFP, félszilárd és egyéb tasakcellás megoldásokat szállít elektromos motorkerékpárokhoz, elektromos robogókhoz, könnyű elektromos járművekhez és egyedi akkumulátorrendszerekhez. Válogatott hengeres és prizmás cella opciók is rendelkezésre állnak olyan projektekhez, ahol ezek a formátumok jobb műszaki illeszkedést biztosítanak.
Csapatunk segíthet kiértékelni:
Sejtkémia és formátum
Soros és párhuzamos konfiguráció
Folyamatos és csúcsáram igény
A cella méretei és az elemtartó kompatibilitás
Kapacitás, feszültség és belső ellenállás illesztése
Mintavizsgálat és projekt validálás
Egyedi akkumulátormodul és csomagkövetelmények
Egy elektromos motorkerékpár projekt értékeléséhez küldje el nekünk a szükséges feszültséget, kapacitást, motor teljesítményét, vezérlőáramát és a rendelkezésre álló akkumulátorrekesz méreteit.
Egy olyan specifikáció, mint a '74V 45Ah' jó kiindulópont. A megfelelő cellaválasztás abból fakad, hogy megértjük, mit kell tennie a motorkerékpárnak.
