Batareyanın ümumi dizayn layihəsinin müzakirəsi

一、Modulun ümumi dizayn xüsusiyyətləri

Batareya modulu, batareya hüceyrəsi ilə litium-ion batareya hüceyrəsinin ardıcıl və paralel birləşməsindən əmələ gələn batareya dəsti ilə tək batareyanın gərginlik və temperatur monitorinqi və idarəetmə cihazı arasında ara məhsul kimi başa düşülə bilər. Onun strukturu hüceyrəni dəstəkləməli, düzəltməli və qorumalıdır və dizayn tələbləri mexaniki güc, elektrik performansı, istilik yayılması performansı və nasazlıqların aradan qaldırılması tələblərinə cavab verməlidir.Hüceyrə mövqeyini tam şəkildə düzəldə və onu performansa zərər verən deformasiyadan qoruya bilərmi, cari daşıma performansının tələblərini necə yerinə yetirməli, hüceyrənin temperaturuna nəzarəti necə təmin etmək olar, ciddi anormallıqlarla qarşılaşdıqda enerjini söndürmək lazımdırmı, termal qaçaq yayılmasının qarşısını almaq və s., batareya modulunun mahiyyətini qiymətləndirmək üçün meyar olacaqdır.
 

Şəkil 1: Kvadrat sərt qabıqlı güc batareya paketi

 

Şəkil 2: Kvadrat yumşaq paket güc batareya paketi

Şəkil 3: Silindrik batareya dəsti

məsələn, elektrik performans tələbləri

● Hüceyrə qrupunun uyğunluğu tələbləri:

İstehsal prosesinin məhdudlaşdırılması səbəbindən hər bir hüceyrənin parametrlərinin tam uyğunluğuna nail olmaq mümkün deyil. Ardıcıl istifadə prosesində daxili müqaviməti böyük olan hüceyrə əvvəlcə boşaldılır və ilk olaraq tam doldurulmuş, uzun müddətli istifadə, hər bir seriya hüceyrəsinin tutum və gərginlik fərqi getdikcə daha aydın görünür. Modullar üçün xanaları seçərkən nəzərə alınmalı olan səkkiz ardıcıllıq tələbi var.
1. Davamlı tutum
2. Davamlı gərginlik
3. Davamlı sabit cərəyan nisbəti
4. Davamlı güc
5. Davamlı daxili müqavimət
6. Davamlı öz-özünə boşalma dərəcəsi
7. Ardıcıl istehsal partiyası
8. Davamlı boşaltma platforması

● Aşağı gərginlik dizayn tələbləri:

Modul, aşağı və yüksək gərginlikli xətlərin iki hissəsi də daxil olmaqla, ardıcıl və paralel olaraq müəyyən sayda batareya hüceyrələrindən ibarətdir. Aşağı gərginlikli xətt tək hüceyrənin gərginlik və temperatur siqnalını toplamaq vəzifəsini daşıyır və müvafiq balans sxemi ilə təchiz edilmişdir. Bəzi istehsalçılar tək batareyanı bir-bir qorumaq üçün qoruyucuları olan bir PCB lövhəsi hazırlayacaqlar və PCB lövhəsi və qoruyucu qorunmasının birləşməsi də istifadə olunur, müəyyən bir nasazlıq nöqtəsi olduqda, qoruyucu işləyir, nasazlıq batareyası ayrılır, digər batareyalar normal işləyir və təhlükəsizlik yüksəkdir.

Şəkil 4:  Kvadrat sərt qabıq modulunun struktur diaqramı

● Yüksək gərginlik dizayn tələbləri:

Hüceyrələrin sayı müəyyən bir dərəcəyə çatdıqda və 60V təhlükəsiz gərginliyi aşdıqda, yüksək gərginlikli dövrə yaranır. Yüksək gərginlikli əlaqə iki tələbə cavab verməlidir: birincisi, keçiricilərin paylanması və hüceyrə arasında əlaqə müqaviməti vahid olmalıdır, əks halda tək hüceyrənin gərginlik aşkarlanmasına müdaxilə ediləcəkdir. İkincisi, ötürmə yolunda elektrik enerjisinin israf edilməsinin qarşısını almaq üçün müqavimət kifayət qədər kiçik olmalıdır. Yüksək gərginlikli təhlükəsizliyi təmin etmək üçün yüksək və aşağı gərginlikli xətlər arasında elektrik izolyasiyası da nəzərə alınmalıdır.

三、Mexanik strukturlar üçün dizayn tələbləri

Modulun mexaniki quruluşu milli standart dizayn tələblərinə cavab verməlidir, vibrasiyaya qarşı, yorğunluğa qarşı. Batareyanın nüvəsinin qaynağı arasında virtual qaynaq yoxdur və həddindən artıq qaynaq vəziyyətində batareya paketinin möhürlənməsi yaxşıdır. Sənayedə modulların və batareya paketlərinin tərkibinin səmərəliliyinin aşağıdakı kimi olduğu başa düşülür

	Qrup səmərəliliyi	Batareya paketinin səmərəliliyi
Silindrik hüceyrə	87%	65%
Kvadrat hüceyrə	89%	68%
Yumşaq hüceyrə	85%	65%

Müxtəlif batareya qruplarının və batareya paketlərinin səmərəlilik statistikası
Kosmosdan istifadənin yaxşılaşdırılması modulu optimallaşdırmaq üçün vacib bir yoldur, enerji batareyası PACK müəssisələri modulu və istilik idarəetmə sisteminin dizaynını təkmilləşdirə, hüceyrə aralığını azalda bilər, beləliklə batareya qutusunun içərisindəki boşluqdan istifadəni yaxşılaşdıra bilər. Başqa bir həll yeni materiallardan istifadə etməkdir. Məsələn, enerji batareyası sistemindəki avtobus (paralel dövrədəki avtobus, ümumiyyətlə mis lövhədən hazırlanmışdır) alüminiumlu mis ilə, modulun bərkidiciləri isə yüksək möhkəm polad və alüminium olan təbəqə metal materiallarla əvəz olunur. enerji batareyasının çəkisini də azalda bilər.

四、 Modulun istilik dizaynı

Hazırda enerji batareyası sistemlərinin istilik idarə edilməsi əsasən dörd kateqoriyaya bölünə bilər: təbii soyutma, hava soyutma, maye soyutma və birbaşa soyutma. Onların arasında təbii soyutma passiv istilik idarəetmə üsuludur, hava soyutma, maye soyutma və birbaşa soyutma isə aktivdir və üçü arasındakı əsas fərq istilik daşıyıcısının fərqidir.

● Təbii soyutma

Təbii soyutma istilik ötürülməsi üçün əlavə cihaz yoxdur.

● Hava soyutma

Havanın soyudulması istilik daşıyıcısı kimi havadan istifadə edir. Passiv hava soyutma və aktiv hava soyutma bölünür, passiv hava soyutma xarici hava istilik transfer soyutma birbaşa istifadə aiddir. Aktiv havanın soyudulması batareyanı yaymaq və ya qızdırmaq üçün xarici havanı qızdırmaq və ya soyutmaq hesab edilə bilər.

● Maye soyutma

Maye soyutma istilik daşıyıcısı kimi antifrizdən (məsələn, etilen qlikol) istifadə edir. Sxemdə, cavabın tənzimlənməsi və kommutasiyası üçün istilik idarəetmə strategiyasına uyğun olaraq radiator dövrəsi ilə VOLT, kondisioner sxemi, PTC dövrəsi, batareya idarəetmə sistemi kimi bir çox müxtəlif istilik mübadiləsi sxemləri var. TESLA Model S-də motorun soyudulması ilə ardıcıl bir dövrə var. Batareyanı aşağı temperaturda qızdırmaq lazım olduqda, mühərrikin soyutma dövrəsi akkumulyatorun soyutma dövrəsi ilə ardıcıldır və mühərrik batareyanı qızdıra bilər. Güc batareyası yüksək temperaturda olduqda, mühərrikin soyutma dövrəsi və batareyanın soyutma dövrəsi paralel olaraq tənzimlənəcək və iki soyutma sistemi istiliyi müstəqil şəkildə yayacaq.

● Birbaşa soyutma

İstilik daşıyıcısı kimi soyuducu (faza dəyişdirmə materialı) istifadə edərək birbaşa soyutma, soyuducu maye fazasının dəyişməsi prosesində çoxlu istilik udmaq qabiliyyətinə malikdir, soyuducu ilə müqayisədə istilik ötürmə səmərəliliyi üç dəfədən çox artırıla bilər, daha tez götürür. batareya sistemindəki istilik. BMW i3-də birbaşa soyutma istifadə olunub.
Batareya sisteminin istilik idarəetmə həlləri soyutma səmərəliliyinə əlavə olaraq bütün batareya temperaturlarının ardıcıllığını nəzərə almalıdır. PACK-da yüzlərlə və ya minlərlə hüceyrə var və temperatur sensoru hər hüceyrəni aşkar edə bilmir. Məsələn, Tesla Model S-in modulunda yüzlərlə batareya var və yalnız iki temperatur aşkarlama nöqtəsi təşkil olunub. Buna görə də, istilik idarəetmə dizaynı vasitəsilə batareyanın mümkün qədər ardıcıl olması lazımdır. Və daha yaxşı temperatur uyğunluğu ardıcıl batareyanın gücü, ömrü, SOC və digər performans parametrlərinin əsas şərtidir.

Hal-hazırda, bazarda əsas soyutma üsulu maye soyutma və faza dəyişdirmə materialının soyudulmasının birləşməsinə dəyişdi. Faza dəyişikliyi materialının soyudulması maye soyutma ilə birlikdə və ya daha az sərt ekoloji şəraitdə tək başına istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, Çində hələ də daha çox istifadə edilən bir proses var və istilik keçiriciliyi yapışqan prosesi batareya modulunun altına tətbiq olunur. İstilik yapışqanının istilik keçiriciliyi havadan daha yüksəkdir. Batareya hüceyrəsi tərəfindən buraxılan istilik istilik keçirici yapışqan tərəfindən modul korpusuna ötürülür və daha sonra ətraf mühitə yayılır.

Xülasə:

Gələcəkdə əsas OEM və akkumulyator zavodları performansın yaxşılaşdırılması və xərclərin azaldılması ətrafında modulların dizaynında və istehsalında şiddətli rəqabət aparacaqlar. Məhsulun əsas rəqabət qabiliyyətini daha da artırmaq üçün performans mexaniki qüvvə, elektrik performansı, istilik yayılması performansı və digər üç aspekt tələblərinə cavab verməlidir. Qiymət baxımından, istehsal gücünün daha da genişləndirilməsi üçün zəmin yaratmaq üçün ağıllı hüceyrələrin standartlaşdırılması üzrə dərin tədqiqat aparılır və nəqliyyat vasitələrinin çevikliyi müxtəlif növ standartlaşdırılmış hüceyrələrin birləşməsi və nəticədə əhəmiyyətli dərəcədə azaldılması ilə əldə edilə bilər. istehsal məsrəflərində.