Ako si vybrať 60–80Ah NMC puzdrové články pre projekty EV a batérií

Keď projekt batérie vyžaduje vreckový článok s kapacitou 60 Ah, 70 Ah alebo 80 Ah, kapacita je zvyčajne prvé číslo, ktoré ľudia porovnávajú.

Nemalo by to byť posledné.

Dva vreckové články NMC s podobnou kapacitou sa môžu po inštalácii do batériového modulu správať veľmi odlišne. Ich rozmery môžu vyžadovať úplne odlišné modulové štruktúry. Ich aktuálna kapacita môže vyhovovať rôznym aplikáciám. Pozícia karty, chladenie, kompresia, konzistencia bunky a dostupná dokumentácia môžu tiež určiť, či je bunka vhodná pre skutočný projekt.

Toto je obzvlášť dôležité v rozsahu 60 – 80 Ah. Tieto články sú široko používané v batériových moduloch EV, vylepšeniach batérií vozidiel, priemyselných batériových súpravách, elektrických motocykloch, špeciálnych vozidlách a iných aplikáciách, kde záleží na hustote energie a dostupnom priestore.

Ako si teda vybrať?

Najlepším východiskovým bodom nie je jednoduchá otázka: 'Ktorá bunka má najvyššie Ah?'

Lepšia otázka je:

Ktorý článok vyhovuje elektrickým, mechanickým, tepelným a napájacím požiadavkám celého batériového systému?

Prečo sú 60–80Ah puzdrá NMC bežné v projektoch EV

Veľkoformátové puzdrá NMC ponúkajú užitočnú kombináciu hustoty energie, relatívne nízkej hmotnosti a flexibility balenia.

V porovnaní s cylindrickými článkami môže byť na zostavenie vysokokapacitnej batérie potrebných menej veľkých vrecových článkov. V porovnaní s konvenčnými pevnými prizmatickými článkami môže štruktúra laminovaného vrecka poskytnúť inžinierom viac slobody pri práci s obmedzeným krytom batérie.

Vďaka tomu je rozsah 60–80 Ah obzvlášť zaujímavý pre projekty, ako sú:

• EV a svetlo-EV batériové moduly

• výmena alebo modernizácia batérií pre existujúce vozidlá

• elektrické motocykle a úžitkové vozidlá

• AGV a mobilné priemyselné zariadenia

• vysokoenergetické vlastné batérie

• projekty prototypov a maloobjemových vozidiel

Vreckové bunky však vyžadujú starostlivú mechanickú integráciu. Nemali by byť jednoducho naskladané vo vnútri krytu a spojené dohromady.

Článok je len jednou časťou hotového batériového systému.

Začnite s požadovaným napätím a kapacitou balenia

Pred porovnaním jednotlivých modelov buniek definujte architektúru balenia.

Predpokladajme, že projekt vyžaduje menovité napätie približne 350 V. S článkom NMC pracujúcim okolo typického nominálneho rozsahu 3,6–3,7 V môže batéria vyžadovať približne 95 článkov v sérii, v závislosti od presného okna prevádzkového napätia.

Ak je zvolený článok okolo 70Ah a dizajn používa jeden článok paralelne, výsledná batéria bude tiež približne 70Ah.

Znie to jednoducho, ale zmena z 60Ah článku na 77Ah ovplyvňuje oveľa viac ako len kapacitu. Mení sa:

• celková energia balenia

• bunkovej hmotnosti

• rozmery modulu

• tvorba tepla pri zaťažení

• požadovaný prúd na článok

• dojazd vozidla alebo prevádzkový čas

• náklady na balenie

• dostupný inštalačný priestor

Preto je užitočné najprv definovať cieľový systém a až potom vybrať bunku.

Fyzické rozmery môžu byť dôležitejšie ako kapacita

Pri projektoch náhradných batérií sú často prvým skutočným obmedzením rozmery.

Pôvodný kryt batérie môže mať pevné rozmery modulu, pevné montážne body, chladiace dosky, umiestnenie prípojníc a servisné vzdialenosti. Článok s vynikajúcim elektrickým výkonom má malú hodnotu, ak sa nedá bezpečne integrovať do dostupného priestoru.

Pre každú uvažovanú bunku vrecka skontrolujte aspoň:

Hrúbka × šírka × výška spolu s rozmermi karty a orientáciou karty.

Neporovnávajte samotné telo bunky. V závislosti od dizajnu môžete potrebovať priestor aj na:

• kompresné dosky

• izolačné dosky

• prípojnice alebo flexibilné konektory

• teplotné senzory

• chladiace dosky

• modulové rámy

• elektroinštalácie a pripojenia BMS

Rozdiel niekoľkých milimetrov na článok môže byť významný, keď sú desiatky článkov naskladané do jednej batérie.

Pre projekty, kde je priestor veľmi obmedzený, môže byť výber správnej geometrie článku dôležitejší ako získanie ďalších 3–5 Ah nominálnej kapacity.

Nevyberajte si bunku len podľa kapacity

Uvažujme o troch článkoch s kapacitou okolo 60 Ah, 70 Ah a 77 Ah.

Je lákavé predpokladať, že možnosť 77Ah je automaticky najlepšia, pretože ukladá viac energie.

To môže byť pravda pre niektoré aplikácie, ale nie pre všetky.

60Ah článok s vhodnou kapacitou vysokého prúdu môže byť vhodnejší pre vozidlo orientované na výkon. 70–76Ah článok môže ponúknuť lepšiu rovnováhu medzi energiou, rozmermi a dostupným modulovým priestorom. Väčší článok triedy 77 Ah môže byť atraktívny, keď je hlavným cieľom maximalizácia celkovej energie balenia.

Správna voľba závisí od toho, čo má batéria skutočne robiť.

Prúdová kapacita: Na nepretržitom prúde záleží viac ako na najväčšom čísle

Údaje o rýchlosti vybíjania si zaslúžia starostlivú pozornosť.

Článok môže mať samostatné hodnotenia pre nepretržité vybíjanie, krátkodobé špičkové vybíjanie a pulzné vybíjanie. Tieto hodnoty by sa nikdy nemali považovať za vzájomne zameniteľné.

Napríklad vozidlo môže odoberať maximálny prúd iba pri prudkej akcelerácii, zatiaľ čo bežná jazda vyžaduje oveľa menší prúd. Naproti tomu priemyselná batéria môže pracovať pri relatívne vysokom zaťažení po dlhú dobu.

Tento rozdiel ovplyvňuje výber buniek.

Pre projekty, kde je prioritou výstupný výkon, SK 3,7V 60,3Ah puzdro NMC je jednou z možností, ktorá stojí za zhodnotenie. Jeho umiestnenie produktu je viac orientované na výkon ako mnohé konvenčné energeticky zamerané veľké vreckové bunky.

Pre aplikácie s miernejšími požiadavkami na prúd môže rozhodnutie namiesto toho uprednostniť energetickú kapacitu, mechanické prispôsobenie, požiadavky na cyklus alebo náklady.

Pred finalizáciou článku si vždy overte skutočné požiadavky na nepretržitý a špičkový prúd celého balenia.

Energeticky a energeticky orientované články slúžia na rôzne úlohy

Jednou z bežných chýb pri získavaní zdrojov z batérie je snaha nájsť článok, ktorý je vo všetkom 'najlepší'.

V praxi sa bunky vyvíjajú podľa rôznych priorít.

Vysokovýkonný článok môže obetovať určitú hustotu energie alebo nákladovú efektívnosť na podporu vyššieho prúdu. Energicky orientovaný článok môže byť optimalizovaný skôr na kapacitu a dobu chodu než na veľmi vysoké rýchlosti vybíjania.

Napríklad Misen dodáva aj an Puzdrový článok SK 66,5 Ah NCM pre projekty, kde môžu inžinieri klásť väčší dôraz na stabilnú integráciu batérie a dlhodobú prevádzku, než na extrémny výstupný výkon.

Ani jeden prístup nie je automaticky lepší.

Pre konverziu EV je správnou otázkou, či bunka dokáže bezpečne zvládnuť očakávaný nepretržitý jazdný prúd a vrcholy zrýchlenia. V prípade priemyselnej batérie môže mať väčší význam pracovný cyklus. V prípade stacionárneho alebo záložného systému môže vysoký špičkový prúd sotva ovplyvniť dizajn.

Zvážte zavedené formáty buniek EV

Pri niektorých projektoch inžinieri uprednostňujú formáty buniek, ktoré už boli spojené s automobilovými alebo mobilnými aplikáciami.

The Vreckový článok LG E63 / E63B 60–63 Ah NMC patrí do tejto kategórie a možno ho zvážiť pre projekty EV, autobatérií, RV a vlastných batérií, kde sa jej mechanický formát zhoduje s dizajnom.

Posúvaním ďalej v rozsahu kapacity ponúka Farasis aj niekoľko veľkoformátových puzdier NMC.

The Vrecková bunka Farasis P73D 73Ah poskytuje ďalšiu možnosť okolo rozsahu s nízkou kapacitou 70Ah.

Pre projekty vyžadujúce o niečo väčšiu kapacitu, bunka Farasis P76D 76Ah NMC . Môže sa tiež vyhodnotiť

Dôležité je, že prechod z 63Ah na 73Ah alebo 76Ah by sa nemal považovať za jednoduché zvýšenie kapacity. Inžinieri musia skontrolovať, či sú rozmery nového článku, výstupky, požiadavky na kompresiu, rozsah prevádzkového napätia, prúdová kapacita a usporiadanie chladenia kompatibilné s existujúcim systémom.

A čo články blízko 80Ah?

Pre projekty, ktorých cieľom je maximalizovať energiu v rámci architektúry vreckových buniek, môžu byť atraktívne články blížiace sa k 80 Ah.

Jedným príkladom je SK Innovation E777 77,7Ah NMC puzdrový článok.

Články s vyššou kapacitou môžu v niektorých konštrukciách znížiť potrebu paralelných skupín a môžu zvýšiť celkovú energiu bez zmeny počtu článkov zapojených do série.

Ale opäť, samotná kapacita nerozhoduje o tom, či je upgrade praktický.

Fyzicky dlhšia alebo širšia bunka vrecka môže vyžadovať úplne iný modul. Zvýšenie kapacity môže tiež zmeniť tepelné správanie, rozloženie hmotnosti, požiadavky na chladenie a mechanickú štruktúru hotovej batérie.

V prípade nového dizajnu batérie sa tieto zmeny zvyčajne dajú prispôsobiť počas konštrukcie.

Pre náhradný projekt využívajúci existujúci kryt sa môžu stať hlavnou prekážkou.

Praktické porovnanie rozsahu 60 – 80 Ah

Nasledujúci prehľad ukazuje, ako môžu tieto bunkové rodiny zapadnúť do rôznych smerov projektu.

bunky	Trieda kapacity	Typický smer projektu	Hlavný bod na kontrolu
SK 60,3 Ah	~60Ah	Aplikácie EV a batérie s vyšším výkonom	Požiadavky na trvalý a špičkový prúd
LG E63 / E63B	Trieda 60-63Ah	Projekty EV, mobility a výmeny batérií	Rozmery a kompatibilita modulov
SK 66,5Ah	~66Ah	Všeobecná batéria a priemyselná integrácia	Prevádzkový prúd a mechanické prevedenie
Farasis P73D	73 Ah	EV a väčšie vlastné batérie	Dostupný modulový priestor
Farasis P76D	76Ah	Vysokoenergetické EV a batériové moduly	Mechanické prispôsobenie a tepelný dizajn
SK Innovation E777	~77,7Ah trieda	Projekty vysokoenergetických EV a vlastných balení	Geometria bunky a rozloženie balenia

Táto tabuľka by sa mala považovať skôr za východiskový bod než za konečné technické rozhodnutie. Presné špecifikácie buniek by mali byť vždy potvrdené pre výrobnú dávku pred dokončením štruktúry modulu.

Bunky puzdra potrebujú správnu kompresiu a mechanickú podporu

Na rozdiel od pevných prizmatických článkov s kovovým plášťom, vačkové články z hľadiska mechanickej ochrany do veľkej miery závisia od štruktúry modulu.

Dobrý modul vrecúška-bunka normálne poskytuje riadenú podporu naprieč veľkým povrchom bunky.

Príliš malé obmedzenie môže umožniť nadmerné opuchnutie alebo pohyb. Škodlivá môže byť aj nadmerná kompresia.

Konštrukcia preto musí brať do úvahy kompresné dosky, rozstup buniek, izoláciu, tepelnú rozťažnosť, vibrácie a dlhodobú zmenu rozmerov.

Toto sa stáva obzvlášť dôležité v automobilových aplikáciách, pretože batéria je vystavená vibráciám, opakovaným zmenám teploty, silám zrýchlenia a tisíckam cyklov nabíjania a vybíjania.

Správne vybraná bunka môže stále fungovať zle, ak je modul okolo nej zle navrhnutý.

Tepelný manažment by mal byť navrhnutý podľa skutočného zaťaženia

Požiadavku na chladenie 70Ah vreckového článku nemožno určiť len z kapacity.

Tvorba tepla silne závisí od vnútorného odporu, prúdu, pracovného cyklu, okolitej teploty a tepelnej cesty medzi článkom a chladiacim systémom.

Batéria pre nízkorýchlostné úžitkové vozidlo môže pracovať pohodlne s relatívne jednoduchým tepelným dizajnom. Výkonný EV alebo vysokoprúdový priemyselný stroj môže vyžadovať oveľa aktívnejší tepelný manažment.

Pred výberom poslednej bunky je dobré vedieť:

• normálny trvalý prúd

• maximálny prúd a trvanie

• nabíjací prúd

• očakávaná teplota okolia

• dostupný spôsob chladenia

• maximálna prijateľná teplota bunky

Tieto údaje poskytujú technikovi batérie oveľa užitočnejšie informácie ako samotná kapacita.

Pri použití 50, 100 alebo 200 buniek spolu záleží na konzistencii buniek

Jedna vrecková bunka môže fungovať perfektne na testovacej stolici, zatiaľ čo celá batéria funguje zle.

prečo?

Pretože súprava batérií je obmedzená rozdielmi medzi článkami.

Napätie, kapacita, vnútorný odpor, samovybíjanie a stav nabitia by mali zostať primerane konzistentné v celej skupine. Ak jeden článok dosiahne hornú alebo dolnú hranicu napätia skôr ako ostatné, môže sa stať, že BMS bude musieť prestať nabíjať alebo vybíjať, aj keď väčšina batérie má stále použiteľnú kapacitu.

To je dôvod, prečo je párovanie článkov obzvlášť dôležité pre veľké akumulátory EV.

V prípade projektových objednávok by kupujúci mali pred odoslaním prediskutovať požiadavky na testovanie a párovanie s dodávateľom, a nie zamerať sa len na jednotkovú cenu.

Náhradné projekty vyžadujú ďalšiu úroveň kontroly

Výmena existujúceho článku batérie EV za vreckový článok s vyššou kapacitou môže byť atraktívna, pretože pôvodné vozidlo môže získať dodatočný dojazd bez úplnej úpravy hnacieho ústrojenstva.

Nemalo by sa to však považovať za zmenu typu plug-and-play jednoducho preto, že menovité napätie je podobné.

Technický tím by mal potvrdiť:

Mechanická kompatibilita. Môžu sa nový článok a modul bezpečne zmestiť do pôvodného krytu batérie?

Okno napätia. Sú limity nabíjania a vybíjania kompatibilné s existujúcim BMS a nabíjačkou?

Súčasná schopnosť. Zvládnu nové články trvalý a špičkový prúd vozidla?

Správanie BMS. Bude existujúci BMS správne fungovať s novou využiteľnou kapacitou a charakteristikami buniek?

Tepelný manažment. Poskytuje pôvodný chladiaci systém stále dostatočnú reguláciu teploty?

Návrh pripojenia. Fungujú rozmery a polohy úchytiek s navrhovanými prípojnicami alebo adaptérmi?

V mnohých projektoch konverzie sú tieto detaily dôležitejšie ako rozdiel medzi 73Ah a 76Ah.

Nový dizajn balenia vs. výmena existujúcej batérie

Výber článkov je zvyčajne jednoduchší pri vývoji úplne nového akumulátora.

S novým dizajnom môžu inžinieri okolo vybranej bunky postaviť kryt, kompresný systém, prípojnice, chladiacu štruktúru a BMS.

Náhradné projekty fungujú opačným smerom.

Bunka musí zodpovedať existujúcemu mechanickému a elektrickému prostrediu.

To znamená, že priority výberu sa často líšia:

V prípade novej batérie začnite s energiou, výkonom, napätím systému, očakávanou životnosťou, nákladmi a celkovou efektívnosťou balenia.

Pri výmene existujúcej batérie EV začnite s rozmermi, kompatibilitou napätia, štruktúrou štítkov, prúdovou kapacitou a dostupným priestorom. Kapacita prichádza po týchto základných kontrolách kompatibility.

Aké informácie by ste mali poslať dodávateľovi buniek?

Dodávateľ môže odporučiť oveľa vhodnejšiu vreckovú bunku, ak sú požiadavky projektu jasné.

Namiesto odosielania iba:

'Potrebujem puzdro NMC s kapacitou 70 Ah.'

Poskytnite základné informácie o systéme:

1. Požadovaná nominálna kapacita článku alebo prijateľný rozsah

2. Cieľové napätie a kapacita balenia

3. Nepretržitý a špičkový prúd balenia

4. Maximálne dostupné rozmery bunky alebo modulu

5. Požadované množstvo buniek

6. Nový dizajn batérie alebo projekt výmeny

7. Spôsob chladenia, ak už bol definovaný

8. Cieľová aplikácia a operačné prostredie

Pre projekt výmeny sú mimoriadne užitočné aj fotografie a rozmery pôvodného článku a batériového modulu.

S týmito informáciami sa často dá hneď zlikvidovať niekoľko nevhodných buniek.

Ktorý 60–80Ah vreckový článok NMC by ste si mali vybrať?

Pre každý projekt neexistuje jediná správna odpoveď.

60Ah článok môže byť tou správnou voľbou, keď je hlavným obmedzením vysoký prúd alebo existujúci formát modulu. 66Ah článok môže ponúknuť užitočnú strednú cestu. 73Ah alebo 76Ah článok môže poskytnúť dodatočnú energiu, pričom zostane vhodný pre kompaktný modul EV. Článok triedy 77 – 80 Ah môže byť atraktívny, keď je prioritou maximalizácia energie batérie.

Konečné rozhodnutie by malo vyvážiť štyri oblasti:

Elektrické požiadavky: napätie, kapacita, trvalý prúd a špičkový prúd.

Mechanické požiadavky: rozmery, úchytky, štruktúra modulu a dostupný priestor.

Tepelné požiadavky: prevádzkový prúd, spôsob chladenia a teplotné limity.

Požiadavky na dodávku: stav bunky, konzistencia, dokumentácia, dostupné množstvo a budúce dodávky.

Ignorovanie ktorejkoľvek z týchto oblastí môže zmeniť zdanlivo dobrú bunku na drahý inžiniersky problém.

Ako Misen podporuje projekty NMC Pouch Cell

Misen pracuje s radom veľkoformátových puzdier NMC pre projekty EV, mobility, priemyslu, výmenných batérií a vlastných batérií.

Namiesto výberu článku iba z požadovaného hodnotenia Ah môže náš tím pomôcť porovnať dostupné možnosti podľa skutočnej aplikácie vrátane rozmerov článku, cieľového napätia, vybíjacieho prúdu, rozloženia modulu, množstva a požiadaviek na integráciu.

Pre projekty využívajúce 60–80Ah NMC vreckové články nám pošlite požadované rozmery článkov, cieľovú kapacitu, trvalý a špičkový prúd, množstvo a aplikáciu.

Ak vymieňate existujúcu batériu, môžete poskytnúť aj pôvodný model článku, rozmery, fotografie a konfiguráciu balenia.

To zvyčajne uľahčuje identifikáciu, ktoré možnosti puzdra si zaslúžia ďalšie testovanie pred dokončením dizajnu batérie.

Potrebujete pomoc pri výbere 60–80Ah NMC puzdra pre váš elektromobil alebo akumulátor? Kontaktujte spoločnosť Misen s vašimi elektrickými a mechanickými požiadavkami a my vám pomôžeme porovnať vhodné možnosti článkov pre váš projekt.