Litium-Ion-akun rakenne: jännite, kapasiteetti, BMS ja käyttöaika

Litiumioniakkua ei määritetä pelkästään kapasiteetilla. Sopivan paketin tulee tuottaa tarvittava jännite, tuottaa riittävästi käyttöenergiaa, tukea laitteen virrantarvetta, sopia käytettävissä olevaan tilaan ja sisältää oikeat suojaustoiminnot.

OEM-projektissa akun suunnitteluun sisältyy myös päätöksiä seuraavista asioista:

• Solun valinta

• Sarja- ja rinnakkaiskokoonpano

• Nimellisjännite

• Kapasiteetti

• Huippuvirta ja jatkuva virta

• BMS tai PCM

• Latausmenetelmä

• Liitin ja kaapeli

• Mekaaninen integrointi

• Käyttölämpötila

• Odotettu suoritusaika

• Testaus- ja tuotantovaatimukset

Akun kapasiteetti voi olla oikea, mutta jännite väärä. Se voi tuottaa riittävästi energiaa, mutta epäonnistuu huippuvirran aikana. Se saattaa sopia koteloon, mutta siitä puuttuu isäntälaitteen edellyttämät suoja- tai viestintätoiminnot.

Tämä opas selittää litiumioniakkujen suunnittelun pääperiaatteet ja näyttää, kuinka OEM-tiimit voivat yhdistää sähkö-, mekaaniset ja järjestelmävaatimukset ennen kuin siirtyvät yksityiskohtaiseen kehitykseen.

Katso kaupalliset akkuratkaisut ZERNE:stä litiumparistot . Tuotesivu on tarkoitettu tuote- ja ratkaisutiedusteluille, kun taas tämä artikkeli keskittyy akun suunnittelun taustalla oleviin teknisiin päätöksiin.

Pikavastaus: Mitä pitäisi ottaa huomioon litiumioniakkujen suunnittelussa?

Litiumioniakku tulee suunnitella seuraavien tekijöiden mukaan:

1. Vaadittu käyttöjännite

2. Tavoitekapasiteetti ja käyttöenergia

3. Jatkuva ja huippuvirta

4. Sarja- ja rinnakkaissolukokoonpano

5. BMS- tai PCM-suojaustoiminnot

6. Latausjännite ja latausvirta

7. Saatavilla paristolokero

8. Liitin- ja kaapelivaatimukset

9. Käyttö- ja säilytyslämpötila

10. Vaadittu suoritusaika

11. Testaus- ja vaatimustenmukaisuustarpeet

12. Odotettu tuotantomäärä

Oikea suunnittelu on sellainen, joka täyttää isäntälaitteen sähköiset ja mekaaniset vaatimukset säilyttäen samalla turvallisen ja toistettavan tuotannon.

1. Aloita isäntälaitevaatimuksista

Akun suunnittelun tulisi alkaa laitteesta, ei akkumallista.

Ennen solujen valitsemista OEM-tiimin tulee määrittää:

• Laitteen käyttöjännite

• Suurin tulojännite

• Minimi käyttöjännite

• Jatkuva tehontarve

• Käynnistys tai huipputehotarve

• Odotettu käyttöaika

• Latausmenetelmä

• Käytettävissä oleva akkutila

• Liittimen ja kaapelin asento

• Käyttölämpötila

• Tuotteen elinkaari

• Odotettu tuotantomäärä

Akku tulee arvioida osana täydellistä sähköjärjestelmää. Laturi, virranhallintapiiri, moottori, ohjain, näyttö, viestintämoduuli ja muut kuormat voivat kaikki vaikuttaa akun spesifikaatioihin.

Esimerkiksi laite voi kuluttaa vain pienen keskivirran, mutta vaatia korkean virtapulssin, kun moottori käynnistyy tai langaton moduuli lähettää. Jos otetaan huomioon vain keskimääräinen teho, akku saattaa näyttää sopivalta, mutta epäonnistuu todellisen käytön aikana.

OEM-vaatimuksiin, kuten koko, kapasiteetti, jännite, BMS ja liitin, ZERNE mukautetut akkuratkaisut tarjoavat asianmukaisen kaupallisen sisääntulopisteen.

2. Valitse vaadittava akun jännite

Jännite määrittää, toimiiko akku laitteen sähköjärjestelmän kanssa.

Monissa tavallisissa litiumioni- ja litiumpolymeerikennoissa yhteinen nimellisjännite on noin 3,6 V tai 3,7 V, kun taas täysvarausjännite on yleensä noin 4,2 V. Tarkat arvot riippuvat kennokemiasta ja spesifikaatioista.

Kun kennot kytketään sarjaan, jännite kasvaa.

Nämä arvot ovat yleisiä vertailupisteitä tavallisille Li-ion- tai LiPo-kokoonpanoille. Varsinaisen akun suunnittelun tulee noudattaa valittua kennotietolehteä ja latausjärjestelmän vaatimuksia.

Laitteen tulojännitealue on tarkistettava huolellisesti. Akku, jossa on merkintä 7,4 V, ei pysy tarkalleen 7,4 V:ssa koko käytön ajan. Sen jännite muuttuu latauksen ja purkamisen aikana.

Nimellisjännite ja käyttöjännite

OEM-insinöörien tulee erottaa seuraavat:

• Nimellisjännite

• Täysi latausjännite

• Tyypillinen käyttöjännite

• Katkaisujännite

• Laitteen minimitulojännite

• Laitteen suurin tulojännite

Laite, joka hyväksyy vain kapean jännitealueen, saattaa vaatia DC-DC-muuntimen, jännitesäätimen tai tietyn akun hallintastrategian.

Käytännön esimerkki: Akun valinta 7,4 V laitteeseen

Jos OEM-laite vaatii noin 7,4 V:n nimellisakun jännitteen, tyypillisessä ratkaisussa voidaan käyttää kahta 3,7 V kennoa sarjassa, eli 2S-konfiguraationa.

Suunnitteluryhmän on kuitenkin vielä tarkistettava:

• Hyväksyykö laite täyden latausjännitteen

• Tukeeko laturi 2S-pakettia

• Tarvitaanko solujen tasapainottamista

• Tukeeko BMS kahta sarjasolua

• Voiko laite toimia minimipakkausjännitteellä

Katso tarkempi sarja- ja rinnakkaiskokoonpanojen vertailu Sarja vs. rinnakkaisakut.

3. Määritä tarvittava kapasiteetti

Kapasiteetti kuvaa, kuinka paljon sähkövarausta akku voi säilyttää, ja se ilmaistaan ​​yleensä milliampeeritunteina tai ampeeritunteina.

Pelkkä kapasiteetti ei kuitenkaan täysin kuvaa käytettävissä olevaa energiaa. Energia riippuu sekä jännitteestä että kapasiteetista.

Perussuhde on:

Energia wattitunteina = jännite voltteina × Kapasiteetti ampeeritunteina

Esimerkiksi:

• 3,7 V × 1 Ah = 3,7 Wh

• 7,4 V × 2 Ah = 14,8 Wh

• 14,8 V × 3 Ah = 44,4 Wh

Kun verrataan eri akkukokoonpanoja, wattitunnit ovat usein hyödyllisempiä kuin milliampeeritunnit, koska jännite voi olla erilainen.

Esimerkki 3,7 V:n, 1000 mAh:n kennoilla

Oletetaan, että jokaisessa solussa on:

• Nimellisjännite: 3,7 V

• Kapasiteetti: 1000 mAh tai 1 Ah

Eri kokoonpanot tuottavat erilaisia ​​tuloksia:

Sarjakytkennät lisäävät jännitettä. Rinnakkaisliitännät lisäävät kapasiteettia. Sarja-rinnakkaiskokoonpano voi lisätä molempia.

Solumäärän, sarjakytkennän ja rinnakkaisliitännän yksityiskohtainen laskelma tulee käsitellä Lithium-Ion-akun kapasiteetin laskeminen.

4. Yhdistä jatkuva ja huippuvirta

Akun tulee tarjota riittävästi virtaa sekä normaaliin toimintaan että tilapäiseen huipputarpeen.

OEM-ostajien tulee tunnistaa:

• Keskimääräinen käyttövirta

• Jatkuva virta

• Huippuvirta

• Huipun kesto

• Käynnistysvirta

• Käyttömäärä

• Akun vähimmäisjännite huippukuormituksen aikana

Akkukennon, BMS:n, johtojen, hitsauspisteiden ja liittimen tulee tukea vaadittua virtaa. Pakkaus voi sisältää riittävästi varastoitua energiaa, mutta epäonnistuu silti, jos sen purkauspolku ei voi tukea laitteen nykyistä tarvetta.

Jatkuva virta

Jatkuva virta on virta, joka akun on toimitettava normaalin käytön aikana. Se vaikuttaa kennojen valintaan, johtimen kokoon, BMS-luokitukseen ja lämpösuunnitteluun.

Huippuvirta

Huippuvirta voi esiintyä seuraavien aikana:

• Moottorin käynnistys

• Langaton lähetys

• Lämmitys

• Pumpun toiminta

• Valon aktivointi

• Nopea prosessorin toiminta

• Tilapäinen suuritehoinen lähtö

Huipun kesto on tärkeä. Akku, joka tukee lyhyttä pulssia, ei välttämättä tue samaa virtaa jatkuvasti.

Virta- ja voimasuhde

Kun laitteen teho tunnetaan, virta voidaan arvioida käyttämällä:

Virta = Teho ÷ Jännite

Esimerkiksi 20 W:n kuorma 7,4 V:n akulla vaatisi noin:

20 W ÷ 7,4 V ≈ 2,7 A

Varsinaisessa suunnittelussa tulee ottaa huomioon myös muunnoshäviöt, jännitteen vaihtelut, huipputarve ja lämpötila.

5. Valitse Sarja- ja Rinnakkaiskokoonpano

Sarja-rinnakkaiskokoonpano määrittää akun sähköisen rakenteen.

Sarjan yhteys

Sarjaan kytketyt kennot nostavat jännitettä samalla kun ampeerituntikapasiteetti pysyy suunnilleen samana kuin yhden kennon.

2S1P-paketti, joka on valmistettu 3,7 V:n, 1000 mAh:n kennoista, tarjoaa noin:

• 7,4 V nimellisjännite

• Kapasiteetti 1000 mAh

Rinnakkaisliitäntä

Rinnakkain kytketyt kennot lisäävät kapasiteettia ja virtakykyä samalla kun jännite pysyy suunnilleen samana kuin yhden kennon.

Samoista soluista valmistettu 1S2P-paketti tarjoaa noin:

• 3,7 V nimellisjännite

• Kapasiteetti 2000 mAh

Sarja-rinnakkaisliitäntä

2S2P-paketti sisältää noin:

• 7,4 V nimellisjännite

• Kapasiteetti 2000 mAh

Suunnittelussa tulee myös huomioida:

• Solujen yhteensopivuus

• Tasapainottaminen

• Suojaus

• Hitsaus tai liitosmenetelmä

• Pakkauksen mitat

• Lämmöntuotanto

• BMS-arkkitehtuuri

Periaate on yksinkertainen, mutta lopullista suunnittelua tulee verrata todelliseen laitteeseen ja tuotantoprosessiin. Artikkeli Sarja vs. Parallel Battery Packs tarjoaa kapeamman vertailun.

6. Valitse oikea solumuoto ja suoritusarvo

Kennon fyysiset ja sähköiset ominaisuudet vaikuttavat koko paketin suunnitteluun.

Tärkeitä soluparametreja ovat:

• Solumuoto

• Mitat

• Nimelliskapasiteetti

• Purkausnopeus

• Sisäinen vastus

• Pyörän suorituskyky

• Käyttölämpötila

• Latausolosuhteet

• Paino

• Saatavuus

• Tuotannon johdonmukaisuus

Pussisolut voivat tukea ohuita tai muotoiltuja malleja. Sylinterimäiset kennot voivat tarjota standardoidut mitat ja mekaanisen konsistenssin. Paras muoto riippuu isäntälaitteesta ja vaaditusta suorituskyvystä.

Solujen valinnan ei tulisi perustua pelkästään kapasiteettiin. Suuremman kapasiteetin omaava kenno voi olla epäsopiva, jos se ei pysty tuottamaan tarvittavaa virtaa tai mahtumaan käytettävissä olevaan tilaan.

Katso sylinterimäisten solumuotojen erityinen vertailu 26650 vs. 18650 Akku: koko, jännite ja kapasiteetti.

Solujen sovitus

Monisolupakkauksissa solut on sovitettava asiaankuuluvien parametrien mukaan, kuten:

• Kapasiteetti

• Jännite

• Sisäinen vastus

• Tuotantoerä

• Ikääntyvä tila

Kennojen epäjohdonmukaisuus voi vaikuttaa tasapainotukseen, käyttökapasiteettiin, lämpötilaan ja käyttöikään. Yksityiskohtainen keskustelu tästä aiheesta on saatavilla osoitteessa Miksi litiumioniakut muuttuvat epäjohdonmukaisiksi ja mitä tehdä?.

7. Päätä, tarvitseeko pakkaus PCM:n vai BMS:n

Suojaelektroniikka on olennainen osa useimpia ladattavia litiumakkuja.

PCM

Suojapiirimoduuli voi sopia yksinkertaisempaan akkukokoonpanoon. Se voi tarjota perustoimintoja, kuten:

• Ylilataussuoja

• Ylipurkaussuoja

• Ylivirtasuojaus

• Oikosulkusuojaus

BMS

Edistyneempi akunhallintajärjestelmä voi olla tarpeen, kun paketti sisältää useita kennoja tai tarvitsee lisäohjaus- ja viestintätoimintoja.

BMS voi tukea:

• Kennojen jännitteen valvonta

• Solujen tasapainotus

• Nykyinen seuranta

• Lämpötilan seuranta

• Latauksen arvio

• Vian havaitseminen

• Yhteys isäntälaitteen kanssa

• Latauksen ja purkauksen ohjaus

• Tapahtuman tai vian tallennus

Milloin BMS on sopivampi?

BMS on yleensä merkityksellisempi, kun:

• Akussa on useita kennoja sarjassa

• Solujen tasapainotus vaaditaan

• Laite tarvitsee akun tilatietoja

• Akku toimii suurella virralla

• Sovellus vaatii yksityiskohtaista vikaseurantaa

• Isäntälaite kommunikoi akun kanssa

• Projekti vaatii älykkään akkutoiminnon

Suunnittelussa tulee määritellä BMS-vaatimukset ennen prototyypin tuottamista. Myöhemmin vaihtaminen perussuojalevystä älykkääseen BMS:ään voi vaikuttaa akun mittoihin, liittimeen, laiteohjelmistoon, testaukseen ja hintaan.

Lisätietoja siitä, kuinka akun hallinta vaikuttaa lataustilaan ja akun käyttäytymiseen, on kohdassa Miksi litiumioniakkusi viimeinen 1 prosentti kestää paremmin kuin luulet.

8. Arvioi akun käyttöaika

Käyttöaika riippuu akun käyttöenergiasta ja laitteen todellisesta virrantarpeesta.

Perusarvio on:

Arvioitu käyttöaika = Akun energia × käyttöteho ÷ laitteen teho

Jännitteen ja kapasiteetin mukaan määritetty akku:

Akun energia = Nimellisjännite × Kapasiteetti ampeeritunteina

Ajonaikainen esimerkki

Olettaa:

• Akkupaketti: 7,4 V, 2000 mAh

• Nimellisenergia: 7,4 V × 2 Ah = 14,8 Wh

• Arvioitu käyttökelpoinen järjestelmän tehokkuus: 85 %

• Laitteen teho: 5 W

Käytettävä energia:

14,8 Wh × 0,85 = 12,58 Wh

Arvioitu käyttöaika:

12,58 Wh ÷ 5 W ≈ 2,5 tuntia

Tämä on tekninen arvio, ei taattu käyttöaika.

Todelliseen suoritusaikaan voivat vaikuttaa:

• Vaihtuva laitekuormitus

• Jännitteen muunnostehokkuus

• Akun katkaisuasetukset

• Lämpötila

• Akun ikä

• Purkausnopeus

• Solujen vastustuskyky

• BMS-suojausrajat

• Laitteen valmiustilan kulutus

Katso täydellinen suoritusajan laskentamenetelmä Litium-akun käyttöajan laskeminen.

9. Tarkista Mekaaninen integrointi

Sähköinen suorituskyky on vain yksi osa akun suunnittelua. Akun tulee myös mahtua turvallisesti isäntätuotteeseen.

Suunnittelussa tulee määritellä:

• Suurin pituus

• Suurin leveys

• Suurin paksuus

• Asennussuunta

• Asennusmenetelmä

• Liittimen käyttöoikeus

• Kaapelin ulostulo

• Puristusrajat

• Altistuminen tärinälle

• Lämmönlähteet

• Huolto- ja vaihtovaatimukset

Pussiakkua ei saa puristaa terävillä reunoilla tai keskittymällä paineella. Sylinterimäinen pakkaus voi vaatia pidikkeitä, välikappaleita tai rakenteellisia suojauksia. Akkutilan tulee ottaa huomioon valmistustoleranssit ja odotettu käyttöympäristö.

Yksityiskohtainen lokeron suunnittelu, välys, lämpö- ja turpoamisvarat käsitellään erikseen LiPo-akkulokeron muotoilu: välys ja turvotus.

Tässä artikkelissa suunnittelun pääperiaate on:

Paristokotelo tulee suunnitella yhdessä akun kanssa, ei sen jälkeen, kun akku on jo valittu.

10. Määritä liitin- ja kaapelivaatimukset

Liitin ja kaapeli ovat osa akun liitäntää.

OEM-tiimien tulee määrittää:

• Liittimen tyyppi

• Tapien lukumäärä

• Nykyinen luokitus

• Jänniteluokitus

• Vastakkaisuus

• Lukitusmenetelmä

• Kaapelin pituus

• Johdon mittari

• Johdon ulostuloasento

• Vedonpoisto

• Tilaa asennusta varten

• Vaaditut signaali- tai tietoliikennelinjat

Virtaliitin voi olla erilainen kuin tiedonsiirtoliitin. Älykäs BMS voi vaatia ylimääräisiä signaalinastoja tiedonsiirtoon, lämpötilan mittaukseen tai tunnistamiseen.

Liittimen valinnassa tulee huomioida myös kokoonpano, kytkentäjaksot, tärinä ja kenttähuolto.

Yksityiskohtainen liitinvalinta ei kuulu tämän suunnittelukatsauksen piiriin, ja sitä käsitellään tässä Liittimen valitseminen mukautetulle litiumparistolle.

11. Harkitse latausvaatimuksia

Akun on oltava yhteensopiva laturin ja latausjärjestelmän kanssa.

OEM-ostajien tulee määritellä:

• Latausjännite

• Latausvirta

• Latausaika

• Latausmenetelmä

• Laturin lähtötoleranssi

• Lämpötilarajat

• Veloituksen lopetustapa

• Tasapainotusvaatimukset

• Ladataanko akku laitteen sisällä vai ulkopuolella

2S-akkua ei voi ladata yhdelle kennolle tarkoitetulla laturilla. Latausjärjestelmän on vastattava pakkauskokoonpanoa ja suojauselektroniikkaa.

BMS:n tai PCM:n tulee myös olla yhteensopiva laturin käyttöolosuhteiden kanssa. Latauskäyttäytyminen voi vaikuttaa akun käyttöikään, lämpötilaan ja turvallisuuteen, joten se tulee testata todellisella laitteella ja laturilla.

12. Luo täydellinen akun suunnitteluspesifikaatio

Ennen prototyypin pyytämistä OEM-tiimin tulee yhdistää sähköiset, mekaaniset ja liitäntävaatimukset yhdeksi valvotuksi spesifikaatioksi.

Hyödyllinen spesifikaatio sisältää:

Yksityiskohtainen vaatimuspaketti vähentää uudelleensuunnittelua ja helpottaa toimittajien tarjousten vertailua.

13. Toiminut OEM-esimerkki: 7,4 V:n akkupaketin suunnittelu

Oletetaan, että OEM-laite vaatii:

• Nimellisjännite: noin 7,4 V

• Tavoitekapasiteetti: 2000 mAh

• Keskimääräinen teho: 5 W

• Huippuvirta: suurempi kuin normaali käyttövirta

• Kompakti suorakaiteen muotoinen asennustila

• Ladattava toiminta

• Akun tilan valvonta

Mahdollinen alustava suunnittelusuunta voisi olla:

• Kaksi kennoa sarjassa 2S-kokoonpanoa varten

• Kaksi rinnakkaista solupolkua tarvittavalle kapasiteetille

• BMS solutasapainolla

• Lämpötilan seuranta

• Mukautettu liitin

• Pakkaus, joka on suunniteltu isäntälaitteen kotelon ympärille

• Ajonaikainen tarkastus todellisella 5 W:n kuormalla

Kahden 1000 mAh:n kennon käyttö rinnakkain kussakin sarjaryhmässä tuottaa noin 7,4 V:n 2000 mAh:n paketin.

Nimellisenergia on:

7,4 V × 2 Ah = 14,8 Wh

Käytettäessä arviolta 85 %:n käyttökelpoista järjestelmän hyötysuhdetta, odotettu käyttöenergia on noin:

14,8 Wh × 0,85 = 12,58 Wh

Jatkuvalla 5 W:n kuormalla alkuperäinen käyttöaikaarvio on noin:

12,58 Wh ÷ 5 W = 2,5 tuntia

Suunnitteluryhmän on ennen hyväksyntää vielä varmistettava:

• Todellinen nykyinen kysyntä

• Huippuvirran vaste

• Yhteensopivuus laturin kanssa

• BMS-asetukset

• Lämpökäyttäytyminen

• Mekaaninen istuvuus

• Liittimen luotettavuus

• Käyttöaika todellisissa laiteolosuhteissa

Tämä esimerkki havainnollistaa suunnittelulogiikkaa. Sen ei pitäisi korvata sovelluskohtaista akkusuunnittelua.

Yleisiä litiumioniakkujen suunnitteluvirheitä

Kapasiteetin valinta ennen jännitteen tarkistamista

Riittävän mAh:n akku voi silti olla yhteensopimaton laitteen kanssa, jos sen jännitealue on väärä.

Käytä vain keskivirtaa

Huipputarve voi aiheuttaa jännitehäviön, BMS-katkoksen tai liittimen ylikuumenemisen, vaikka keskikulutus näyttäisikin hyväksyttävältä.

Nimellisjännitteen käsitteleminen vakiona

Akun jännite muuttuu latauksen ja purkamisen aikana. Laitteen on kestettävä koko toiminta-alue.

BMS:n valinta liian myöhään

BMS-mitat, johdotukset, viestintä ja testaus voivat vaikuttaa koko pakkaussuunnitteluun.

Mekaanisten rajoitusten huomioiminen

Sähköisesti toimiva akku ei välttämättä sovi koteloon tai se voi puristua haitallisesti.

Olettaen, että käyttöaika on yhtä suuri kuin nimelliskapasiteetti

Nimelliskapasiteetti ei vastaa käyttöenergiaa kaikissa kuormitus- ja lämpötilaolosuhteissa.

Pakkausten vertailu vain kapasiteetin mukaan

Kaksi saman kapasiteetin pakkausta voivat erota kennojen laadusta, purkautumiskyvystä, BMS-toiminnoista, mitoista ja testauksesta.

Litium-Ion-akun suunnittelun tarkistuslista

Ennen kuin hyväksyt mallin, vahvista:

• Laitteen jännitealue on määritelty

• Akun nimellis-, minimi- ja maksimijännite on tunnistettu

• Kapasiteetti ja käyttöenergia määritellään

• Jatkuva ja huippuvirta tunnetaan

• Sarja- ja rinnakkaiskokoonpano on valittu

• Solumalli ja suorituskykyluokka tunnistetaan

• Solujen yhteensopivuusvaatimukset on määritelty

• PCM- tai BMS-toiminnot on määritetty

• Latausehdot on vahvistettu

• Akun kokoa valvotaan

• Liitin- ja kaapelivaatimukset on dokumentoitu

• Käyttölämpötila on määritelty

• Kestoaikatavoite on ilmoitettu

• Isäntälaite-integraatiotestaus on suunniteltu

• Prototyypin hyväksyntäkriteerit on määritelty

• Tuotannon ja muutoksen ohjauksen vaatimukset ymmärretään

Katso laajemmat OEM-ostokriteerit Ladattavan litiumioniakun valitseminen OEM-laitteelle.

FAQ

Mikä on tärkein tekijä litiumioniakun suunnittelussa?

Tärkein tekijä on sovittaa akku isäntälaitteen täydellisiin sähköisiin ja mekaanisiin vaatimuksiin. Jännite, kapasiteetti, virta, BMS, mitat ja lataus on arvioitava yhdessä.

Kuinka lasken litiumioniakun energian?

Kerro nimellisjännite kapasiteetilla ampeeritunteina. Esimerkiksi 7,4 V, 2 Ah akussa on noin 14,8 Wh nimellisenergiaa.

Lisääkö solujen kytkeminen sarjaan kapasiteettia?

Ei. Sarjakytkennät lisäävät ensisijaisesti jännitettä. Rinnakkaisliitännät lisäävät kapasiteettia ja virtakykyä. Sarja-rinnakkaiskokoonpano voi lisätä sekä jännitettä että kapasiteettia.

Tarvitseeko jokainen litiumakkupaketti BMS:n?

Tarvittava suojausjärjestelmä riippuu pakkauksen kokoonpanosta ja sovelluksesta. Yksinkertainen yksisoluinen paketti voi käyttää PCM:ää, kun taas monisoluinen paketti voi vaatia BMS:n, jossa on tasapainotus- ja valvontatoiminnot.

Kuinka kauan litiumakku kestää laitetta?

Käyttöaika riippuu akun energiasta, laitteen tehosta, muunnostehokkuudesta, katkaisuasetuksista, lämpötilasta ja kuormituksen vaihtelusta. Perusarvio on akun wattitunnit jaettuna laitteen teholla, käyttöhyötysuhteeksi säädettynä.

Mitä eroa on mukautetun akun ja tavallisen akun välillä?

Mukautettu akkupaketti on suunniteltu OEM-tuotteen jännitteen, kapasiteetin, virran, mittojen, liittimen, BMS:n ja sovellusvaatimusten mukaan. Vakiopaketti käyttää yleensä ennalta määritettyä kokoonpanoa.

Pitäisikö jännite vai kapasiteetti valita ensin?

Laitteen jännitealue tulee yleensä määrittää ensin. Kapasiteetti voidaan sitten valita käyttöajan, käytettävissä olevan tilan, nykyisen kysynnän ja painorajoitusten mukaan.

Johtopäätös

Litiumioniakun suunnittelu on järjestelmätason prosessi. Luotettavan suunnittelun on yhdistettävä:

• Jännite

• Kapasiteetti

• Energiaa

• Nykyinen kysyntä

• Sarja- ja rinnakkaiskokoonpano

• Solun valinta

• PCM tai BMS

• Lataus

• Suoritusaika

• Mekaaninen integrointi

• Liittimen vaatimukset

• Testaus- ja tuotantotarpeet

3,7 V kenno voidaan konfiguroida erilaisiksi akkupakkauksiksi vaaditusta jännitteestä ja kapasiteetista riippuen. Sähkökokoonpano on kuitenkin vain osa suunnittelua. Akun tulee toimia oikein myös laturin, isäntälaitteen, suojajärjestelmän ja mekaanisen kotelon kanssa.

Jos olet kehittämässä mukautettua litiumioniakkua, jaa sovellus, tavoitejännite, kapasiteetti, virrantarve, mitat, liitinvaatimukset, käyttöaikatavoite ja odotettu tuotantomäärä ZERNE:n teknisen tiimin kanssa. ZERNE tukee räätälöityä litiumakkupakettien kehitystä OEM- ja ODM-projekteihin, alustavasta vaatimusten tarkistuksesta näytekehitykseen ja tuotannon suunnitteluun.