การวิเคราะห์ประเด็นสำคัญในการออกแบบโมดูลแบตเตอรี่ลิเธียมแบบยืดหยุ่น

โมดูลแบตเตอรี่สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นผลิตภัณฑ์ระดับกลางของเซลล์แบตเตอรี่และแพ็คที่เกิดขึ้นหลังจากเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรวมกันแบบอนุกรมและขนาน และติดตั้งอุปกรณ์ตรวจสอบและจัดการแบตเตอรี่เดี่ยว ในรูปแบบบรรจุภัณฑ์แบตเตอรี่ลิเธียมทั่วไปสามแบบ ความหนาแน่นพลังงานเดียวของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบอ่อนนั้นง่ายที่สุดในการบรรลุ แต่เมื่อพูดถึงการออกแบบโมดูล งานในการพิจารณาความปลอดภัยโดยรวมของผลิตภัณฑ์เป็นสิ่งสำคัญที่สุด ซึ่ง อาจกล่าวได้ว่าถ่ายโอนส่วนหนึ่งของกิจกรรมของเซลล์ไปยังโครงสร้างโมดูล

องค์ประกอบของโมดูล

ส่วนประกอบพื้นฐานทั่วไปของแบตเตอรี่แบบยืดหยุ่นประกอบด้วย: แผงควบคุมโมดูล (มักเรียกว่าบอร์ดทาส BMS), เซลล์แบตเตอรี่, ขั้วต่อนำไฟฟ้า, โครงพลาสติก, แผ่นเย็น, ท่อระบายความร้อน, แผ่นกดที่ปลายทั้งสองข้าง และชุดตัวยึดที่รวมเข้าด้วยกัน ส่วนประกอบเหล่านี้ นอกเหนือจากฟังก์ชั่นการรวบรวมแกนไฟฟ้าเดี่ยวและให้แรงกดแล้ว แผ่นกดที่ปลายทั้งสองมักจะออกแบบโครงสร้างคงที่ของโมดูลในชุด

การออกแบบโครงสร้าง


ข้อกำหนดการออกแบบโครงสร้าง โครงสร้างที่เชื่อถือได้: ต้านทานแผ่นดินไหว ไดนามิก และความล้า กระบวนการที่ควบคุมได้: ไม่มีการบัดกรีมากเกินไปหรือการบัดกรีที่ผิดพลาด ทำให้มั่นใจได้ว่าเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมปราศจากความเสียหาย 100% ต้นทุนต่ำ: ต้นทุนระบบอัตโนมัติของสายการผลิต PACK ต่ำ รวมถึงอุปกรณ์การผลิตและการสูญเสียการผลิต ง่ายต่อการแยก: ชุดแบตเตอรี่ง่ายต่อการบำรุงรักษาและซ่อมแซม ต้นทุนต่ำ และเซลล์แบตเตอรี่มีการใช้งานแบบเรียงซ้อนที่ดี ต้องมีการแยกการถ่ายเทความร้อนที่จำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงการแพร่กระจายของความร้อนอย่างรวดเร็ว ขั้นตอนนี้สามารถพิจารณาในการออกแบบบรรจุภัณฑ์ได้เช่นกัน


การออกแบบระบายความร้อน

โครงสร้างทางกายภาพของแกนที่ยืดหยุ่นเป็นตัวกำหนดว่ามันไม่ง่ายที่จะระเบิด โดยทั่วไปแล้ว เฉพาะเมื่อความดันที่กระสุนทนได้สูงเพียงพอเท่านั้นจึงจะสามารถระเบิดได้ เมื่อความดันภายในของแกนอ่อนสูง การระบายแรงดันและการรั่วไหลของของเหลวจะเริ่มจากขอบฟิล์มพลาสติกอลูมิเนียม ในเวลาเดียวกัน แกนอ่อนยังเป็นแกนที่ดีที่สุดในบรรดาโครงสร้างแกนหลายตัวอีกด้วย


การออกแบบไฟฟ้า


การออกแบบระบบไฟฟ้า ได้แก่ ไฟฟ้าแรงต่ำและไฟฟ้าแรงสูง สำหรับการออกแบบแรงดันไฟฟ้าต่ำ โดยทั่วไปจะต้องพิจารณาหลายฟังก์ชัน รวบรวมข้อมูลแรงดันไฟฟ้าและอุณหภูมิของแบตเตอรี่ไปยังบอร์ดควบคุมทาสของโมดูลหรือที่เรียกว่าตัวควบคุมโมดูลที่ติดตั้งบนโมดูลผ่านชุดบังเหียนรับสัญญาณ โดยทั่วไปตัวควบคุมโมดูลได้รับการออกแบบให้มีฟังก์ชันการปรับสมดุล (การปรับสมดุลแบบแอคทีฟหรือการปรับสมดุลแบบพาสซีฟหรือทั้งสองอย่าง) สามารถออกแบบฟังก์ชันควบคุมการเปิด-ปิดรีเลย์จำนวนเล็กน้อยบนแผงควบคุมทาสหรือตัวควบคุมโมดูลได้ เชื่อมต่อตัวควบคุมโมดูลและแผงควบคุมหลักผ่านการสื่อสาร CAN เพื่อส่งข้อมูลโมดูล

การออกแบบไฟฟ้าแรงสูงส่วนใหญ่หมายถึงการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานระหว่างแกนไฟฟ้าและแกนไฟฟ้า รวมถึงส่วนภายนอกของโมดูล การเชื่อมต่อและโหมดสื่อกระแสไฟฟ้าระหว่างโมดูลได้รับการออกแบบ โดยทั่วไปจะพิจารณาเฉพาะโหมดการเชื่อมต่อแบบอนุกรมระหว่างโมดูล การเชื่อมต่อไฟฟ้าแรงสูงเหล่านี้จำเป็นต้องเป็นไปตามข้อกำหนดสองประการ ประการแรก ชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและความต้านทานหน้าสัมผัสระหว่างแกนไฟฟ้าควรมีการกระจายเท่าๆ กัน มิฉะนั้น การตรวจจับแรงดันไฟฟ้าเดี่ยวจะถูกรบกวน ประการที่สอง ความต้านทานควรมีขนาดเล็กพอที่จะหลีกเลี่ยงการสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าบนเส้นทางการส่งสัญญาณ

การออกแบบความปลอดภัย


การออกแบบด้านความปลอดภัยสามารถแบ่งออกได้เป็นข้อกำหนดย้อนหลังสามประการ: การออกแบบที่ดีเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีอุบัติเหตุ ถ้าไม่เกิดอุบัติเหตุควรแจ้งเตือนล่วงหน้าเพื่อสะท้อนเวลาจะดีกว่า หากเกิดข้อผิดพลาด เป้าหมายการออกแบบคือป้องกันไม่ให้อุบัติเหตุลุกลามเร็วเกินไป

การออกแบบที่มีน้ำหนักเบา

วัตถุประสงค์หลักของการออกแบบน้ำหนักเบาคือการวิ่งระยะทางที่คงทน ขจัดภาระที่ไม่จำเป็นทั้งหมด และเข้าสู่การต่อสู้ และถ้านำน้ำหนักเบามารวมกับการลดต้นทุนได้ก็จะยิ่งน่ายินดียิ่งขึ้น มีหลายวิธีในการลดความสว่าง เช่น การปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของเซลล์ ในการออกแบบรายละเอียด เราควรคำนึงถึงความเบาของชิ้นส่วนโครงสร้างในขณะเดียวกันก็รับประกันความแข็งแรง (เช่น การเลือกวัสดุที่บางกว่าและการขุดหลุมที่ใหญ่ขึ้นในแผ่น) เปลี่ยนชิ้นส่วนโลหะแผ่นด้วยอลูมิเนียม ใช้วัสดุใหม่ที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าเพื่อทำเปลือกหอย ฯลฯ





การออกแบบที่ได้มาตรฐาน





การกำหนดมาตรฐานเป็นการแสวงหาอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ในระยะยาว การกำหนดมาตรฐานเป็นรากฐานสำคัญของการลดต้นทุนและปรับปรุงความสามารถในการแลกเปลี่ยนกันได้ สำหรับโมดูลพลังงานแบตเตอรี่ ยังมีวัตถุประสงค์ที่ดีในการใช้งานแบบเรียงซ้อน ความจริงก็คือโมโนเมอร์ยังไม่ได้รับการกำหนดมาตรฐาน ดังนั้นระยะมาตรฐานของโมดูลจะยิ่งไกลออกไป