تحليل النقاط الرئيسية في تصميم وحدة بطارية الليثيوم المرنة

يمكن فهم وحدة البطارية على أنها المنتج الوسيط لخلية البطارية والحزمة التي تم تشكيلها بعد دمج خلايا بطارية الليثيوم أيون بشكل متسلسل ومتوازي، ويتم تثبيت جهاز مراقبة وإدارة البطارية الفردي. من بين الأشكال الثلاثة الشائعة لتغليف بطاريات الليثيوم، تعد كثافة الطاقة الفردية لبطارية الليثيوم ذات الحزمة الناعمة هي الأكثر سهولة في تحقيقها، ولكن عندما يتعلق الأمر بتصميم الوحدة، فإن مهمة مراعاة السلامة العامة للمنتج هي الأكثر أهمية، والتي يمكن القول أنه ينقل جزءًا من نشاط الخلية إلى بنية الوحدة.

تكوين الوحدة

تشتمل المكونات الأساسية النموذجية للبطارية المرنة على ما يلي: لوحة تحكم الوحدة (يشار إليها غالبًا باسم لوحة BMS التابعة)، وخلية البطارية، والموصل الموصل، والإطار البلاستيكي، واللوحة الباردة، وأنبوب التبريد، وألواح الضغط في كلا الطرفين، ومجموعة من أدوات التثبيت التي تجمع بين هذه المكونات. بالإضافة إلى وظيفة تجميع النواة الكهربائية المفردة وتوفير ضغط معين، فإن لوحات الضغط في كلا الطرفين غالبًا ما تصمم الهيكل الثابت للوحدة في العبوة.

التصميم الهيكلي


متطلبات التصميم الإنشائي. هيكل موثوق: مقاومة الزلازل والديناميكية والتعب. عملية يمكن التحكم فيها: لا يوجد لحام زائد أو لحام خاطئ، مما يضمن خلو بطارية الليثيوم من التلف بنسبة 100%؛ التكلفة المنخفضة: تكلفة التشغيل الآلي لخط إنتاج PACK منخفضة، بما في ذلك معدات الإنتاج وخسارة الإنتاج؛ من السهل فصلها: من السهل صيانة وإصلاح حزمة البطارية، ومنخفضة التكلفة، كما تتمتع خلية البطارية باستغلال جيد للتسلسل؛ يجب تحقيق العزل اللازم لانتقال الحرارة لتجنب الانتشار السريع للهروب الحراري. يمكن أيضًا أخذ هذه الخطوة في الاعتبار عند تصميم العبوة.


التصميم الحراري

يحدد الهيكل المادي للنواة المرنة أنه ليس من السهل أن تنفجر. بشكل عام، فقط عندما يكون الضغط الذي يمكن للقذيفة تحمله مرتفعًا بدرجة كافية، يمكن أن تنفجر. عندما يكون الضغط الداخلي للقلب المرن مرتفعًا، سيبدأ تخفيف الضغط وتسرب السائل من حافة الفيلم البلاستيكي المصنوع من الألومنيوم. وفي الوقت نفسه، يعد اللب الناعم أيضًا الأفضل من بين العديد من الهياكل الأساسية.


تصميم الكهربائية


التصميم الكهربائي، بما في ذلك الجهد المنخفض والجهد العالي. بالنسبة لتصميم الجهد المنخفض، يجب مراعاة العديد من الوظائف بشكل عام. قم بجمع معلومات الجهد الكهربي للبطارية ودرجة الحرارة إلى لوحة التحكم التابعة للوحدة أو ما يسمى بوحدة التحكم الوحدة المثبتة على الوحدة من خلال أداة الحصول على الإشارة؛ تم تصميم وحدة التحكم بشكل عام بوظيفة المعادلة (المساواة النشطة أو المعادلة السلبية أو كليهما)؛ يمكن تصميم عدد صغير من وظائف التحكم في التشغيل والإيقاف على لوحة التحكم التابعة أو وحدة التحكم في الوحدة؛ قم بتوصيل وحدة التحكم في الوحدة ولوحة التحكم الرئيسية من خلال اتصال CAN لنقل معلومات الوحدة.

يشير تصميم الجهد العالي بشكل أساسي إلى التوصيل المتسلسل والمتوازي بين القلب الكهربائي والنواة الكهربائية، بالإضافة إلى الجزء الخارجي من الوحدة. تم تصميم الاتصال ووضع التوصيل بين الوحدات. بشكل عام، يتم أخذ وضع الاتصال المتسلسل فقط بعين الاعتبار بين الوحدات. تحتاج هذه التوصيلات ذات الجهد العالي إلى تلبية متطلبين: أولاً، يجب توزيع الأجزاء الموصلة ومقاومة التلامس بين النوى الكهربائية بالتساوي، وإلا سيتم التدخل في اكتشاف الجهد الفردي؛ ثانياً، يجب أن تكون المقاومة صغيرة بما يكفي لتجنب هدر الطاقة الكهربائية على مسار النقل.

تصميم السلامة


يمكن تقسيم تصميم السلامة إلى ثلاثة متطلبات رجعية: التصميم الجيد لضمان عدم وقوع أي حادث؛ إذا لم يكن الأمر كذلك، في حالة وقوع حادث، فمن الأفضل إعطاء إنذار مبكر مقدما ليعكس الوقت؛ إذا حدث الخطأ، فإن هدف التصميم هو منع انتشار الحادث بسرعة كبيرة.

تصميم خفيف الوزن

الغرض الرئيسي من التصميم خفيف الوزن هو متابعة مسافة التحمل، والتخلص من جميع الأعباء غير الضرورية والدخول في المعركة الخفيفة. وإذا أمكن الجمع بين الوزن الخفيف وخفض التكلفة، فسيكون الأمر أكثر إرضاءً. هناك العديد من الطرق للتفتيح، مثل تحسين كثافة الطاقة في الخلية؛ في التصميم التفصيلي، يجب علينا متابعة خفة العناصر الهيكلية مع ضمان القوة (مثل اختيار مواد أرق وحفر ثقوب أكبر في الألواح)؛ استبدال أجزاء الصفائح المعدنية بالألمنيوم؛ استخدم مواد جديدة ذات كثافة أقل لصنع الأصداف، وما إلى ذلك.





تصميم موحد





لقد كان التوحيد القياسي هو السعي طويل الأمد للصناعات الكبيرة. يعد التقييس حجر الزاوية في خفض التكاليف وتحسين إمكانية التبادل. أما بالنسبة لوحدة بطارية الطاقة، فهناك أيضًا غرض رائع للاستخدام المتتالي. ومع ذلك، فإن الحقيقة هي أن المونومر لم يتم توحيده بعد، وبالتالي فإن مسافة توحيد الوحدات ستكون أبعد.