Lượt xem: 0 Tác giả: Site Editor Thời gian xuất bản: 2026-08-03 Nguồn gốc: Địa điểm
Chọn loại pin phù hợp là một trong những quyết định đầu tiên—và quan trọng nhất—trong dự án pin xe máy điện.
Người mua có thể bắt đầu với thông số kỹ thuật đơn giản như '72V 40Ah' hoặc '74V 45Ah', nhưng chỉ riêng điện áp và dung lượng không cho nhà sản xuất pin biết nên sử dụng loại pin nào. Công suất động cơ, dòng điện của bộ điều khiển, không gian lắp đặt sẵn có, trọng lượng mục tiêu, nhiệt độ vận hành và tuổi thọ dự kiến đều ảnh hưởng đến lựa chọn cuối cùng.
Ba định dạng tế bào lithium-ion thường được xem xét cho bộ pin xe máy điện:
Tế bào túi khổ lớn
Tế bào hình lăng trụ với vỏ kim loại cứng
Các ô hình trụ như 18650, 21700 và 4680
Mỗi định dạng đều có ứng dụng đã được chứng minh. Sự lựa chọn đúng đắn ít phụ thuộc vào loại pin nào trông cao cấp hơn mà phụ thuộc nhiều hơn vào mức độ phù hợp của nó với xe máy và tải điện của nó.
Hướng dẫn này giải thích những khác biệt chính và sử dụng bộ pin 74V 45Ah NMC làm ví dụ lựa chọn thực tế.
Xe máy điện đặt ra những yêu cầu khác nhau về pin so với ô tô chở khách hoặc hệ thống lưu trữ năng lượng cố định.
Không gian lắp đặt bị hạn chế. Trọng lượng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng xử lý và phạm vi hoạt động. Việc tăng tốc có thể yêu cầu một dòng điện lớn, trong khi việc leo núi hoặc đi xe tốc độ cao có thể khiến pin phải chịu tải nặng trong vài phút. Độ rung của đường, tiếp xúc với nước và thay đổi nhiệt độ lặp đi lặp lại cũng cần được xem xét.
Định dạng ô ảnh hưởng đến:
Trọng lượng gói hàng và năng lượng sử dụng được
Tận dụng không gian bên trong vỏ pin
Khả năng xả liên tục và cao điểm
Số lượng tế bào và kết nối điện
Tính nhất quán về làm mát và nhiệt độ
Khả năng chống rung và tác động cơ học
Chi phí thiết bị sản xuất và lắp ráp
Chiến lược bảo trì và thay thế
Do đó, bộ pin phải được thiết kế xung quanh xe chứ không chỉ đơn giản là xung quanh một ô có sẵn.
| tố lựa chọn | Ô túi Ô hình | lăng trụ | Ô hình trụ |
|---|---|---|---|
| Mật độ năng lượng trọng lực | Thường rất cạnh tranh | Trung bình đến cao | Phụ thuộc nhiều vào mô hình tế bào |
| Sử dụng không gian | Xuất sắc | Tốt trong một bao vây thông thường | Thấp hơn vì khoảng cách giữa các tế bào |
| Dung lượng tế bào | Thường hàng chục đến hơn 100Ah | Thường hàng chục đến hàng trăm Ah | Thông thường vài Ah mỗi ô |
| Số lượng tế bào trong một gói | Thấp | Thấp | Cao |
| Bảo vệ cơ khí | Phải được cung cấp bởi gói | Vỏ tế bào cứng nhắc | Vỏ kim loại cá nhân mạnh mẽ |
| Tính khả dụng cao | Tốt cho các mẫu NMC được chọn | Phụ thuộc vào mô hình cụ thể | Nhiều lựa chọn tỷ lệ cao đã được chứng minh |
| Tính linh hoạt của hình dạng gói | Cao | Vừa phải | Cao thông qua sắp xếp tế bào |
| Công việc kết nối di động | Kết nối ít hơn, lớn hơn | Kết nối ít hơn, lớn hơn | Nhiều kết nối nhỏ |
| Quản lý sưng tấy | Yêu cầu nén có kiểm soát | Vẫn cần xem xét cơ học | Được quản lý chủ yếu bởi vỏ tế bào |
| Sức mạnh điển hình | Trọng lượng nhẹ và đóng gói hiệu quả | Độ cứng kết cấu và các mô-đun đơn giản | Tiêu chuẩn hóa và trưởng thành sản xuất |
Bảng này chỉ cung cấp sự so sánh chung. Hai ô có cùng định dạng có thể có các đặc tính công suất, vòng đời và nhiệt hoàn toàn khác nhau.
Tế bào túi sử dụng màng nhôm-nhựa nhiều lớp nhẹ thay vì vỏ thép hoặc nhôm dày. Điều này làm giảm lượng vật liệu đóng gói không hoạt động và cho phép sử dụng nhiều trọng lượng của gói hơn để lưu trữ năng lượng.
Đối với một chiếc xe máy điện có dung lượng pin hạn chế, đó có thể là một lợi thế lớn.
Các tế bào túi NMC lớn có thể kết hợp công suất cao, trọng lượng nhẹ và công suất mạnh trong cấu trúc hình chữ nhật phẳng. Chúng đặc biệt hấp dẫn đối với những chiếc xe máy có pin cần được đặt vừa trong một khung hẹp hoặc hộp đựng dưới yên nhỏ gọn.
Ví dụ: một pin dạng túi 45Ah có thể cho phép lắp ráp pin 74V 45Ah theo cấu hình 20S1P đơn giản. Chỉ cần 20 ô.
Điều này mang lại một số lợi ích thiết thực:
Ít ô hơn để kiểm tra và kết hợp
Ít kết nối nối tiếp và song song hơn
Ít dây hơn và ít điểm hàn hơn
Không cần quản lý nhiều ô song song trong mỗi nhóm điện áp
Sử dụng hiệu quả khối lượng bao vây hạn chế
Bề mặt phẳng lớn có thể tiếp xúc với vật liệu truyền nhiệt
Trọng lượng gói hàng thấp hơn khi so sánh với nhiều lựa chọn thay thế hộp cứng
Đối với những chiếc mô tô hiệu suất cao, việc giảm trọng lượng không chỉ giúp tăng phạm vi hoạt động. Pin nhẹ hơn cũng có thể cải thiện khả năng cân bằng, khả năng tăng tốc và khả năng xử lý của xe.
Việc không có lớp vỏ kim loại cứng có nghĩa là cấu trúc gói phải bảo vệ các tế bào.
Một pin dạng túi được thiết kế tốt phải bao gồm:
Nén tế bào được kiểm soát và phân bố đồng đều
Cho phép thay đổi độ dày bình thường trong quá trình sử dụng
Cách nhiệt giữa các tab, thanh cái và vỏ
Bảo vệ khỏi các cạnh sắc và đâm thủng
Định vị an toàn chống rung động trên đường
Rào cản nhiệt hoặc khoảng cách khi cần thiết
Hàn tab đáng tin cậy
Vỏ ngoài chắc chắn
Không nên ép các tế bào càng chặt càng tốt và cũng không nên để chúng lỏng lẻo bên trong hộp pin. Áp lực quá mức có thể làm hỏng tế bào, trong khi sự hỗ trợ không đủ có thể khiến các tab di chuyển, sưng tấy và căng thẳng.
Do đó, các ngăn dạng túi là một lựa chọn hiệu quả khi nhà sản xuất pin có kinh nghiệm về khung nén, kết nối tab và thiết kế vỏ.
Các tế bào hình lăng trụ sử dụng vỏ kim loại hình chữ nhật cứng. Giống như các ngăn pin, chúng có dung lượng tương đối lớn, do đó, một bộ pin có thể được chế tạo với một số lượng nhỏ các ngăn.
Đối với gói 74V 45Ah, pin lăng trụ NMC 45Ah hoặc 50Ah phù hợp cũng có thể hỗ trợ cấu hình 20S1P.
Vỏ cứng cung cấp sự hỗ trợ cơ học và làm cho các tế bào dễ dàng định vị hơn trong vỏ hình chữ nhật thông thường. Tùy thuộc vào thiết kế thiết bị đầu cuối, việc lắp đặt thanh cái và lắp ráp mô-đun cũng có thể đơn giản.
Tế bào hình lăng trụ có thể là một lựa chọn thiết thực khi:
Ngăn chứa pin có dạng hộp thông thường
Độ bền cơ học được ưu tiên hơn trọng lượng tối thiểu
Xe được sử dụng trên đường gồ ghề
Ắc quy được lắp trên xe mô tô chở hàng hoặc xe ba bánh điện
Có sẵn một tế bào đã được chứng minh có công suất và tốc độ xả chính xác
Nhà sản xuất gói đã có thiết kế mô-đun tương thích
Tuy nhiên, vỏ kim loại làm tăng thêm trọng lượng và chiếm không gian. Kích thước của ô hình lăng trụ cũng kém linh hoạt hơn, do đó, ô phù hợp về mặt kỹ thuật có thể không vừa với ngăn chứa pin sẵn có.
Một sai lầm phổ biến khác là cho rằng mọi ô tô hình lăng trụ đều phù hợp với xe máy điện. Một số tế bào hình lăng trụ NMC lớn được thiết kế chủ yếu cho công suất năng lượng hơn là dòng điện cao. Công suất của chúng có thể trông hấp dẫn nhưng khả năng phóng điện liên tục cho phép, hiệu suất ở nhiệt độ thấp hoặc hoạt động về nhiệt có thể không phù hợp với bộ điều khiển xe máy.
Bảng dữ liệu—và tốt nhất là thử nghiệm tế bào độc lập—phải được kiểm tra trước khi lựa chọn.
Pin hình trụ được sử dụng rộng rãi trong xe máy điện, xe đạp điện và xe máy. Các định dạng phổ biến bao gồm 18650 và 21700, trong khi các ô hình trụ lớn hơn như 4680 đang xâm nhập vào nhiều ứng dụng di động hơn.
Vỏ kim loại của chúng cung cấp khả năng bảo vệ cơ học tốt cho từng cá nhân và có sẵn thiết bị tự động hoàn thiện để phân loại, đặt và hàn tế bào.
Các tế bào hình trụ có một số lợi thế:
Kích thước tiêu chuẩn hóa
Sự sẵn có của nhà cung cấp rộng rãi
Sản xuất số lượng lớn trưởng thành
Độ bền cơ học tốt
Nhiều tùy chọn di động tốc độ cao
Hình dạng gói linh hoạt thông qua cách sắp xếp ô khác nhau
Hàm lượng năng lượng nhỏ hơn trên mỗi tế bào
Kích thước tế bào nhỏ hơn cũng có thể giúp phân phối dòng điện và nhiệt dễ dàng hơn trên một số lượng lớn tế bào. Nếu được thiết kế chính xác, gói hình trụ có thể mang lại hiệu suất năng lượng tuyệt vời.
Sự đánh đổi là sự phức tạp.
Một bình ắc quy xe máy điện cỡ lớn có thể chứa hàng trăm tế bào hình trụ. Mỗi tế bào đều yêu cầu kiểm tra, phân nhóm và kết nối điện. Giá đỡ cell và khoảng trống làm mát tiêu tốn không gian, trong khi số lượng mối hàn lớn làm tăng tầm quan trọng của tính nhất quán trong sản xuất.
Ví dụ: nếu gói 74V 45Ah sử dụng các ô hình trụ 5Ah thì cấu hình gần đúng sẽ là:
20 ô nối tiếp
9 ô song song
20S9P
Tổng cộng 180 ô
Nếu chọn ô 4,5Ah, gói có thể yêu cầu cấu hình 20S10P với 200 ô.
Để so sánh, túi 45Ah hoặc dung dịch hình lăng trụ có thể chỉ cần 20 ô khổ lớn.
Các tế bào hình trụ rất phù hợp với các sản phẩm có khối lượng lớn, tiêu chuẩn hóa cao. Tuy nhiên, đối với pin tùy chỉnh có dung lượng thấp, công việc gia công, hàn và lắp ráp có thể làm cho thiết kế kém hấp dẫn hơn.
Pin hình trụ thường là sự lựa chọn thiết thực cho xe tay ga đô thị tiêu chuẩn, đặc biệt khi khối lượng sản xuất cao và yêu cầu năng lượng ở mức vừa phải.
Các tế bào túi lớn cũng có thể hấp dẫn khi nhà sản xuất muốn có nhiều dung lượng hơn trong một vỏ bọc nhỏ gọn hoặc ít nhóm song song hơn.
Các tế bào túi NMC lớn thường là ứng cử viên sáng giá cho xe máy hiệu suất cao vì chúng có thể mang lại sự cân bằng hữu ích về mật độ năng lượng, công suất xả và hiệu quả đóng gói.
Quyết định cuối cùng vẫn phụ thuộc vào mức xả thực tế của tế bào. Pin năng lượng dung lượng cao không nên được coi là pin năng lượng cao trừ khi các thông số kỹ thuật và dữ liệu thử nghiệm của nó hỗ trợ dòng điện yêu cầu.
Các tế bào hình lăng trụ có thể được ưa thích hơn khi không gian bao vây đều đặn và độ bền cơ học là quan trọng. Các tế bào hình lăng trụ LFP cũng thường được xem xét khi vòng đời và độ ổn định nhiệt quan trọng hơn trọng lượng tối thiểu.
Nếu cần phải sử dụng hóa chất NMC, cả hai tùy chọn lăng trụ và túi nên được so sánh theo hiệu suất xả, kích thước và trọng lượng gói.
Pin có thể thay thế cần phải cân bằng năng lượng, trọng lượng, khả năng xử lý và độ bền cơ học.
Các tế bào hình trụ có thành tích nổi bật trong các hệ thống hoán đổi tiêu chuẩn hóa. Các tế bào túi có thể cải thiện việc sử dụng không gian, nhưng vỏ pin và cấu trúc hỗ trợ bên trong phải được thiết kế để tháo và xử lý thường xuyên.
Túi cỡ lớn hoặc tế bào hình lăng trụ có thể làm giảm tổng số tế bào và đơn giản hóa kiến trúc điện. Điều này khiến chúng trở nên hấp dẫn đối với các mẫu xe máy nguyên mẫu và các dự án pin tùy chỉnh, miễn là có sẵn các quy trình cơ khí và kết nối cần thiết.
Giả sử khách hàng yêu cầu 'bộ pin 7445.' Trước khi bắt đầu thiết kế, trước tiên nhà sản xuất phải xác nhận rằng điều này có nghĩa là 74V và 45Ah.
Sử dụng pin NMC 3,7V, cấu hình cơ bản sẽ là:
Cấu hình: 20S
Điện áp danh định: 20 × 3,7V = 74V
Điện áp sạc đầy: 20 × 4.2V = 84V
Công suất định mức: 45Ah
Năng lượng danh nghĩa: 74V × 45Ah = 3,33kWh
Thoạt nhìn, gói 20S1P sử dụng tế bào dạng túi 45Ah trông có vẻ đơn giản. Nhưng dòng điện của động cơ và bộ điều khiển sẽ xác định xem ô được chọn có phù hợp hay không.
Dòng điện lý thuyết ở điện áp danh định có thể được ước tính như sau:
[
I = rac{P}{V}
]
Điều này mang lại các giá trị gần đúng sau: Công suất
| động cơ cực đại | Dòng điện ở 74V |
|---|---|
| 3kW | 41A |
| 5kW | 68A |
| 8kW | 108A |
| 10kW | 135A |
Đây là những phép tính điện áp danh định được đơn giản hóa. Dòng điện thực tế của pin có thể cao hơn do điện áp gói giảm ở trạng thái sạc thấp và do bộ điều khiển, động cơ và hệ thống dây điện không hoạt động hiệu quả 100%.
Dòng pin tối đa của bộ điều khiển thường hữu ích hơn bảng tên động cơ khi chọn một ô.
Nếu bộ điều khiển cho phép dòng điện ắc quy 120A thì ô 45Ah phải hỗ trợ:
[
120A div 45Ah = 2,67C
]
Pin được xếp hạng chỉ để phóng điện liên tục 1C sẽ không phải là lựa chọn an toàn cho điều kiện vận hành này. Cần có một tế bào có dòng điện liên tục, dòng xung, hiệu suất tăng nhiệt độ và giảm điện áp phù hợp.
Đây thường là lựa chọn đầu tiên để đánh giá khi dự án ưu tiên:
Trọng lượng pin thấp
Kích thước nhỏ gọn
Sử dụng hiệu quả không gian lắp đặt
Cấu trúc điện 1P đơn giản
Mật độ năng lượng cao
Hiệu suất tăng tốc mạnh mẽ
Tế bào vẫn cần phải vượt qua đánh giá phóng điện, nhiệt độ và vòng đời theo cấu hình vận hành dự kiến.
Điều này có thể phù hợp khi:
Vỏ bọc có kích thước lớn và hình chữ nhật
Trọng lượng tế bào bổ sung có thể chấp nhận được
Độ cứng kết cấu là ưu tiên hàng đầu
Tế bào hình lăng trụ được chọn có đủ công suất
Kích thước cell phù hợp với ngăn chứa pin
Nhà sản xuất không nên chọn tế bào hình lăng trụ chỉ vì vỏ kim loại của nó có vẻ an toàn hơn. Thành phần hóa học của tế bào, thiết kế bên trong, tính nhất quán về chất lượng, chiến lược BMS, khả năng kết hợp và bảo vệ truyền nhiệt đều quan trọng hơn hình dạng bên ngoài.
Điều này có thể hoạt động tốt khi:
Một tế bào hình trụ tốc độ cao đã được chứng minh có sẵn
Nhà sản xuất có thiết bị phân loại và hàn tự động
Thiết kế pin dự kiến sẽ đi vào sản xuất số lượng ổn định
Vỏ bọc có thể chứa số lượng ô và giá đỡ lớn hơn
Chia sẻ hiện tại ở cấp độ ô đã được xác thực
Đối với một đơn hàng tùy chỉnh nhỏ, số lượng ô cao và độ phức tạp lắp ráp có thể làm cho tùy chọn hình trụ kém hiệu quả hơn.
Trước khi đề xuất một loại pin, nhà cung cấp pin có trách nhiệm nên yêu cầu nhiều hơn về điện áp và dung lượng.
Các thông tin sau đây đặc biệt quan trọng:
Công suất định mức của động cơ và công suất đỉnh
Bộ điều khiển dòng pin tối đa
Dòng xả liên tục và cực đại cần thiết
Thời lượng dòng điện đỉnh
Chiều dài, chiều rộng và chiều cao của ngăn chứa pin
Trọng lượng pin tối đa cho phép
Phạm vi cưỡi mục tiêu và tốc độ hoạt động
Điện áp sạc, dòng điện và thời gian sạc cần thiết
Dòng hãm tái sinh
Phạm vi nhiệt độ hoạt động
Điều kiện đường, độ rung và chống thấm
Yêu cầu giao tiếp như CAN hoặc UART
Vòng đời cần thiết
Thị trường mục tiêu và yêu cầu chứng nhận
Nguyên mẫu và số lượng sản xuất
Nếu không có thông tin này, việc đề xuất loại pin chủ yếu chỉ là phỏng đoán.
Không có người chiến thắng chung.
Pin hình trụ rất hấp dẫn đối với các bộ pin và ứng dụng pin dung lượng lớn, được tiêu chuẩn hóa, được hưởng lợi từ các quy trình sản xuất hoàn thiện. Các tế bào hình lăng trụ có cấu trúc cứng nhắc và có thể đơn giản hóa việc lắp ráp trong một vỏ bọc thông thường. Tế bào túi lớn đặc biệt có giá trị khi trọng lượng nhẹ, đóng gói hiệu quả, công suất cao và số lượng tế bào thấp là quan trọng.
Đối với nhiều dự án xe máy điện hiệu suất cao 72V và 74V, pin túi NMC lớn xứng đáng được đánh giá đầu tiên. Cấu hình 20S1P sử dụng các ô 40Ah, 45Ah, 50Ah hoặc lớn hơn có thể mang lại cấu trúc điện sạch và sử dụng tuyệt vời không gian sẵn có.
Quyết định vẫn phải dựa trên hiệu suất được đo lường thay vì chỉ dựa trên định dạng. Công suất, điện trở trong DC, dòng điện liên tục, dòng xung, sụt áp, tăng nhiệt độ, vòng đời và tích hợp cơ học đều cần được xem xét lại.
Misen cung cấp các giải pháp NMC, LFP, bán rắn và pin dạng túi khổ lớn khác cho xe máy điện, xe máy điện, xe điện hạng nhẹ và hệ thống pin tùy chỉnh. Các tùy chọn ô hình trụ và hình lăng trụ đã chọn cũng có sẵn cho các dự án trong đó các định dạng đó mang lại sự phù hợp kỹ thuật tốt hơn.
Nhóm của chúng tôi có thể giúp đánh giá:
Hóa học và định dạng tế bào
Cấu hình nối tiếp và song song
Yêu cầu hiện tại liên tục và cao điểm
Kích thước tế bào và khả năng tương thích của ngăn chứa pin
Kết hợp công suất, điện áp và điện trở trong
Kiểm tra mẫu và xác nhận dự án
Yêu cầu về mô-đun và gói pin tùy chỉnh
Để đánh giá một dự án xe máy điện, hãy gửi cho chúng tôi điện áp, công suất, công suất động cơ, dòng điện điều khiển và kích thước ngăn chứa pin sẵn có.
Thông số kỹ thuật như '74V 45Ah' là điểm khởi đầu tốt. Sự lựa chọn ô phù hợp xuất phát từ việc hiểu những gì xe máy cần làm.
