Lityum İyon Pil Paketi Tasarımı: Gerilim, Kapasite, BMS ve Çalışma Süresi

Lityum iyon pil paketi yalnızca kapasiteyle tanımlanmaz. Uygun bir paket gerekli voltajı sağlamalı, yeterli miktarda kullanılabilir enerji sağlamalı, cihazın mevcut talebini desteklemeli, mevcut alana sığmalı ve doğru koruma fonksiyonlarını içermelidir.

Bir OEM projesi için akü paketi tasarımı ayrıca aşağıdakilerle ilgili kararları da içerir:

• Hücre seçimi

• Seri ve paralel konfigürasyon

• Nominal voltaj

• Kapasite

• Tepe ve sürekli akım

• BMS veya PCM

• Şarj yöntemi

• Konektör ve kablo

• Mekanik entegrasyon

• Çalışma sıcaklığı

• Beklenen çalışma zamanı

• Test ve üretim gereksinimleri

Bir pil paketi doğru kapasiteye ancak yanlış voltaja sahip olabilir. Yeterli enerji sağlayabilir ancak maksimum akım talebi sırasında başarısız olabilir. Muhafazaya sığabilir ancak ana cihazın gerektirdiği koruma veya iletişim işlevlerinden yoksundur.

Bu kılavuz, lityum iyon pil paketi tasarımının ana ilkelerini açıklar ve OEM ekiplerinin ayrıntılı geliştirmeye geçmeden önce elektrik, mekanik ve sistem gereksinimlerini nasıl bağlayabileceklerini gösterir.

Ticari akü paketi çözümleri için ZERNE'nin lityum pil paketleri . Ürün sayfası, ürün ve çözüm sorguları için tasarlanmıştır; bu makale ise pil takımı tasarımının ardındaki mühendislik kararlarına odaklanmaktadır.

Hızlı Cevap: Lityum İyon Pil Paketi Tasarımında Nelere Dikkat Edilmelidir?

Bir lityum iyon pil paketi aşağıdaki faktörler eşleştirilerek tasarlanmalıdır:

1. Gerekli çalışma voltajı

2. Hedef kapasite ve kullanılabilir enerji

3. Sürekli ve tepe akımı

4. Seri ve paralel hücre konfigürasyonu

5. BMS veya PCM koruma fonksiyonları

6. Şarj voltajı ve şarj akımı

7. Mevcut pil bölmesi

8. Konektör ve kablo gereksinimleri

9. Çalışma ve depolama sıcaklığı

10. Gerekli çalışma zamanı

11. Test ve uyumluluk ihtiyaçları

12. Beklenen üretim hacmi

Doğru tasarım, güvenli ve tekrarlanabilir üretimi sürdürürken ana cihazın elektriksel ve mekanik gereksinimlerini karşılayan tasarımdır.

1. Ana Cihaz Gereksinimleriyle Başlayın

Pil takımı tasarımı pil modeliyle değil cihazla başlamalıdır.

Hücreleri seçmeden önce OEM ekibi şunları tanımlamalıdır:

• Cihaz çalışma voltajı

• Maksimum giriş voltajı

• Minimum çalışma voltajı

• Sürekli güç talebi

• Başlangıç ​​veya en yüksek güç talebi

• Beklenen çalışma süresi

• Şarj yöntemi

• Kullanılabilir pil alanı

• Konektör ve kablo konumu

• Çalışma sıcaklığı

• Ürün yaşam döngüsü

• Beklenen üretim hacmi

Pil, tüm güç sisteminin bir parçası olarak değerlendirilmelidir. Şarj cihazı, güç yönetim devresi, motor, denetleyici, ekran, iletişim modülü ve diğer yüklerin tümü pilin özelliklerini etkileyebilir.

Örneğin, bir cihaz yalnızca küçük bir ortalama akım tüketebilir ancak motor çalıştırıldığında veya kablosuz modül iletim yaptığında yüksek bir akım darbesine ihtiyaç duyabilir. Yalnızca ortalama güç dikkate alınırsa pil uygun görünebilir ancak gerçek çalışma sırasında arızalanabilir.

Boyut, kapasite, voltaj, BMS ve konnektör gibi OEM gereksinimleri için ZERNE'nin ürünleri özel akü çözümleri ilgili ticari giriş noktası sağlar.

2. Gerekli Akü Gerilimini Seçin

Voltaj, pilin cihazın elektrik sistemiyle çalışıp çalışmayacağını belirler.

Birçok standart lityum iyon ve lityum polimer hücre için ortak nominal voltaj yaklaşık 3,6 V veya 3,7 V iken tam şarj voltajı genellikle 4,2 V civarındadır. Kesin değerler hücre kimyasına ve spesifikasyonuna bağlıdır.

Hücreler seri bağlandığında voltaj artar.

Bu değerler standart Li-ion veya LiPo konfigürasyonları için ortak referans noktalarıdır. Gerçek pil tasarımı, seçilen hücre veri sayfasına ve şarj sistemi gereksinimlerine uygun olmalıdır.

Cihazın giriş voltaj aralığı dikkatlice kontrol edilmelidir. 7,4 V etiketli bir akü, çalışma boyunca tam olarak 7,4 V'ta kalmaz. Şarj ve deşarj sırasında voltajı değişir.

Nominal Gerilim ve Çalışma Gerilimi

OEM mühendisleri aşağıdakileri birbirinden ayırmalıdır:

• Nominal voltaj

• Tam şarj voltajı

• Tipik çalışma voltajı

• Kesme voltajı

• Cihaz minimum giriş voltajı

• Cihaz maksimum giriş voltajı

Yalnızca dar bir voltaj aralığını kabul eden bir cihaz, bir DC-DC dönüştürücüye, voltaj regülatörüne veya özel akü yönetim stratejisine ihtiyaç duyabilir.

Pratik Örnek: 7,4 V Cihaz İçin Pil Seçimi

Bir OEM cihazının yaklaşık 7,4 V'luk bir nominal akü voltajına ihtiyacı varsa, tipik bir çözüm, 2S konfigürasyonu olarak bilinen, seri haldeki iki adet 3,7 V hücreyi kullanabilir.

Ancak tasarım ekibinin yine de aşağıdakileri kontrol etmesi gerekir:

• Cihazın tam şarj voltajını kabul edip etmediği

• Şarj cihazının 2S paketini destekleyip desteklemediği

• Hücre dengelemenin gerekli olup olmadığı

• BMS'nin iki seri hücreyi destekleyip desteklemediği

• Cihazın minimum paket voltajında ​​çalışıp çalışamayacağı

Seri ve paralel konfigürasyonların daha odaklı bir karşılaştırması için bkz. Seri ve Paralel Pil Paketleri.

3. Gerekli Kapasiteyi Belirleyin

Kapasite, pilin ne kadar elektrik şarjı depolayabileceğini tanımlar ve genellikle miliampersaat veya ampersaat cinsinden ifade edilir.

Ancak kapasite tek başına mevcut enerjiyi tam olarak açıklamaz. Enerji hem voltaja hem de kapasiteye bağlıdır.

Temel ilişki şudur:

Watt-saat cinsinden enerji = Volt cinsinden gerilim × Amper-saat cinsinden kapasite

Örneğin:

• 3,7 V × 1 Ah = 3,7 Wh

• 7,4 V × 2 Ah = 14,8 Wh

• 14,8 V × 3 Ah = 44,4 Wh

Farklı pil konfigürasyonlarını karşılaştırırken, voltaj farklı olabileceğinden watt-saat genellikle miliamper-saatten daha kullanışlıdır.

3,7 V, 1000 mAh Hücreli Örnek

Her hücrenin şunları içerdiğini varsayalım:

• Nominal voltaj: 3,7 V

• Kapasite: 1000 mAh veya 1 Ah

Farklı konfigürasyonlar farklı sonuçlar üretir:

Seri bağlantılar gerilimi artırır. Paralel bağlantılar kapasiteyi artırır. Seri-paralel bir konfigürasyon her ikisini de artırabilir.

Hücre sayımı, seri bağlantı ve paralel bağlantının ayrıntılı hesaplaması, Lityum İyon Pil Paketi Kapasitesi Nasıl Hesaplanır?.

4. Sürekli ve Tepe Akımını Eşleştirin

Bir pil takımı hem normal çalışma hem de geçici en yüksek talep için yeterli akımı sağlamalıdır.

OEM alıcıları şunları tanımlamalıdır:

• Ortalama çalışma akımı

• Sürekli akım

• Tepe akımı

• Yoğun süre

• Başlangıç ​​akımı

• Görev döngüsü

• Pik yük sırasında minimum akü voltajı

Akü hücresi, BMS, kablolar, kaynak noktaları ve konektörün tümü gerekli akımı desteklemelidir. Bir paket yeterli miktarda depolanmış enerji içerebilir ancak deşarj yolu cihazın mevcut talebini karşılayamıyorsa yine de başarısız olur.

Sürekli Akım

Sürekli akım, normal çalışma sırasında pilin sağlaması gereken akımdır. Hücre seçimini, iletken boyutunu, BMS derecesini ve termal tasarımı etkiler.

Tepe Akımı

Tepe akımı şu durumlarda meydana gelebilir:

• Motorun çalıştırılması

• Kablosuz iletim

• Isıtma

• Pompanın çalışması

• Aydınlatma aktivasyonu

• Hızlı işlemci etkinliği

• Geçici yüksek güç çıkışı

Zirvenin süresi önemlidir. Kısa darbeyi destekleyen bir pil aynı akımı sürekli olarak desteklemeyebilir.

Akım ve Güç İlişkisi

Cihaz gücü bilindiğinde akım aşağıdakiler kullanılarak tahmin edilebilir:

Akım = Güç ÷ Gerilim

Örneğin, 7,4 V'luk bir pille beslenen 20 W'lık bir yük yaklaşık olarak şunları gerektirir:

20 W ÷ 7,4 V ≈ 2,7 A

Gerçek tasarım aynı zamanda dönüşüm kayıplarını, voltaj değişimini, tepe talebini ve sıcaklığı da dikkate almalıdır.

5. Seri ve Paralel Yapılandırmayı Seçin

Seri-paralel konfigürasyon, pil takımının elektriksel yapısını tanımlar.

Seri Bağlantı

Seri olarak bağlanan hücreler voltajı artırırken amper-saat kapasitesi yaklaşık olarak bir hücreninkine eşit kalır.

3,7 V, 1000 mAh hücrelerden yapılmış bir 2S1P paketi yaklaşık olarak şunları sağlar:

• 7,4 V nominal gerilim

• 1000 mAh kapasite

Paralel Bağlantı

Paralel bağlanan hücreler kapasiteyi ve akım kapasitesini arttırırken voltaj yaklaşık olarak bir hücreninkine eşit kalır.

Aynı hücrelerden yapılan bir 1S2P paketi yaklaşık olarak şunları sağlar:

• 3,7 V nominal gerilim

• 2000 mAh kapasite

Seri-Paralel Bağlantı

Bir 2S2P paketi yaklaşık olarak şunları sağlar:

• 7,4 V nominal gerilim

• 2000 mAh kapasite

Tasarım ayrıca şunları da dikkate almalıdır:

• Hücre eşleştirme

• Dengeleme

• Koruma

• Kaynak veya bağlantı yöntemi

• Paket boyutları

• Isı üretimi

• BMS mimarisi

Prensip basittir ancak nihai tasarım, gerçek cihaz ve üretim süreciyle karşılaştırılarak kontrol edilmelidir. makale Seri ve Paralel Pil Paketleri daha dar bir karşılaştırma sağlar.

6. Doğru Hücre Formatını ve Performans Derecesini Seçin

Hücrenin fiziksel ve elektriksel özellikleri tüm paket tasarımını etkiler.

Önemli hücre parametreleri şunları içerir:

• Hücre biçimi

• Boyutlar

• Nominal kapasite

• Deşarj oranı

• İç direnç

• Döngü performansı

• Çalışma sıcaklığı

• Şarj koşulları

• Ağırlık

• Kullanılabilirlik

• Üretim tutarlılığı

Kese hücreleri ince veya şekilli tasarımları destekleyebilir. Silindirik hücreler standartlaştırılmış boyutlar ve mekanik tutarlılık sunabilir. En iyi format, ana cihaza ve gerekli performansa bağlıdır.

Hücre seçimi yalnızca kapasiteye göre yapılmamalıdır. Daha yüksek kapasiteli bir hücre, gerekli akımı sağlayamıyorsa veya mevcut alana sığmıyorsa uygun olmayabilir.

Silindirik hücre formatlarının spesifik bir karşılaştırması için bkz. 26650 ve 18650 Pil: Boyut, Gerilim ve Kapasite.

Hücre Eşleştirme

Çok hücreli paketler için hücreler aşağıdaki gibi ilgili parametrelere göre eşleştirilmelidir:

• Kapasite

• Gerilim

• İç direnç

• Üretim partisi

• Yaşlanma durumu

Hücre tutarsızlığı dengelemeyi, kullanılabilir kapasiteyi, sıcaklığı ve hizmet ömrünü etkileyebilir. Bu konuya ilişkin ayrıntılı bir tartışma şu adreste mevcuttur: Lityum İyon Pil Paketleri Neden Tutarsız Hale Geliyor ve Ne Yapmalı?.

7. Paketin PCM'ye mi yoksa BMS'ye mi ihtiyacı olduğuna karar verin

Koruma elektroniği çoğu şarj edilebilir lityum pil paketinin önemli bir parçasıdır.

PCM

Daha basit bir akü konfigürasyonu için bir koruma devresi modülü uygun olabilir. Aşağıdaki gibi temel işlevleri sağlayabilir:

• Aşırı şarj koruması

• Aşırı deşarj koruması

• Aşırı akım koruması

• Kısa devre koruması

BMS

Pakette birden fazla hücre bulunduğunda veya ek kontrol ve iletişim işlevlerine ihtiyaç duyulduğunda daha gelişmiş bir pil yönetim sistemi gerekli olabilir.

Bir BMS şunları destekleyebilir:

• Hücre voltajı izleme

• Hücre dengeleme

• Akım izleme

• Sıcaklık izleme

• Şarj durumu tahmini

• Arıza tespiti

• Ana cihazla iletişim

• Şarj etme ve boşaltma kontrolü

• Olay veya arıza kaydı

BMS Ne Zaman Daha Uygundur?

Bir BMS genellikle aşağıdaki durumlarda daha alakalı olur:

• Pil seri olarak birden fazla hücre içerir

• Hücre dengelemesi gerekli

• Cihazın pil durumu bilgisine ihtiyacı var

• Pil yüksek akım altında çalışır

• Uygulama ayrıntılı arıza izleme gerektirir

• Ana cihaz pil ile iletişim kurar

• Proje akıllı pil işlevi gerektiriyor

Tasarım, prototip üretilmeden önce BMS gereksinimlerini tanımlamalıdır. Daha sonra temel koruma kartından akıllı BMS'ye geçmek pil boyutlarını, konektörü, aygıt yazılımını, testi ve maliyeti etkileyebilir.

Pil yönetiminin şarj durumunu ve pil davranışını nasıl etkilediğine ilişkin ek bilgi için bkz. Lityum İyon Pilinizin Son Yüzde 1'i Neden Düşündüğünüzden Daha İyi Dayanıyor?.

8. Pil Çalışma Süresini Tahmin Edin

Çalışma süresi pilin kullanılabilir enerjisine ve cihazın gerçek güç talebine bağlıdır.

Temel bir tahmin şudur:

Tahmini çalışma süresi = Pil enerjisi × kullanılabilir verimlilik ÷ cihaz gücü

Gerilim ve kapasiteye göre belirtilen bir pil için:

Akü enerjisi = Nominal voltaj × Amper-saat cinsinden kapasite

Çalışma Zamanı Örneği

Farz etmek:

• Pil paketi: 7,4 V, 2000 mAh

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

• Tahmini kullanılabilir sistem verimliliği: %85

• Cihaz gücü: 5 W

Kullanılabilir enerji:

14,8 Wh × 0,85 = 12,58 Wh

Tahmini çalışma süresi:

12,58 Wh ÷ 5 W ≈ 2,5 saat

Bu bir mühendislik tahminidir, garantili bir çalışma süresi değildir.

Gerçek çalışma süresi şunlardan etkilenebilir:

• Değişken cihaz yükü

• Gerilim dönüşüm verimliliği

• Pil kesme ayarları

• Sıcaklık

• Pil yaşı

• Deşarj oranı

• Hücre direnci

• BMS koruma sınırları

• Cihaz bekleme tüketimi

Tam çalışma zamanı hesaplama yöntemi için bkz. Lityum Pil Paketinin Çalışma Süresi Nasıl Hesaplanır?.

9. Mekanik Entegrasyonu Kontrol Edin

Elektrik performansı pil takımı tasarımının yalnızca bir parçasıdır. Pilin aynı zamanda ana ürüne güvenli bir şekilde oturması gerekir.

Tasarım şunları tanımlamalıdır:

• Maksimum uzunluk

• Maksimum genişlik

• Maksimum kalınlık

• Kurulum yönü

• Montaj yöntemi

• Bağlayıcı erişimi

• Kablo çıkışı

• Sıkıştırma sınırları

• Titreşime maruz kalma

• Isı kaynakları

• Servis ve değiştirme gereksinimleri

Kese pili keskin kenarlar veya yoğun basınçla sıkıştırılmamalıdır. Silindirik bir paket tutuculara, ara parçalara veya yapısal korumaya ihtiyaç duyabilir. Pil bölmesinde üretim toleransları ve beklenen çalışma ortamı dikkate alınmalıdır.

Ayrıntılı bölme tasarımı, açıklık, ısı ve şişme payları ayrı ayrı ele alınmıştır. LiPo Pil Bölmesi Tasarımı: Açıklık ve Şişme.

Bu makalede ana tasarım ilkesi şudur:

Pil bölmesi, pil seçildikten sonra değil, pil takımıyla birlikte tasarlanmalıdır.

10. Konektör ve Kablo Gereksinimlerini Tanımlayın

Konektör ve kablo akü arayüzünün bir parçasıdır.

OEM ekipleri şunları belirtmelidir:

• Bağlayıcı türü

• Pim sayısı

• Mevcut derecelendirme

• Gerilim derecesi

• Polarite

• Kilitleme yöntemi

• Kablo uzunluğu

• Tel göstergesi

• Kablo çıkış konumu

• Gerilim giderme

• Kurulum alanı

• Gerekli sinyal veya iletişim hatları

Güç konektörü iletişim konektöründen farklı olabilir. Akıllı bir BMS, veri iletişimi, sıcaklık algılama veya tanımlama için ek sinyal pinleri gerektirebilir.

Konektör seçiminde aynı zamanda montaj, birleştirme döngüleri, titreşim ve saha bakımı da dikkate alınmalıdır.

Ayrıntılı konnektör seçimi bu tasarıma genel bakışın kapsamı dışındadır ve burada ele alınmıştır. Özel Lityum Pil Paketi için Konektör Nasıl Seçilir.

11. Şarj Gereksinimlerini Göz önünde bulundurun

Pil paketinin şarj cihazı ve şarj sistemiyle uyumlu olması gerekir.

OEM alıcıları şunları tanımlamalıdır:

• Şarj voltajı

• Şarj akımı

• Şarj süresi

• Şarj yöntemi

• Şarj cihazı çıkış toleransı

• Sıcaklık sınırları

• Şarj sonlandırma yöntemi

• Dengeleme gereksinimleri

• Pilin cihazın içinde mi yoksa dışında mı şarj edildiği

2S pil takımı, tek hücre için tasarlanmış bir şarj cihazı kullanılarak şarj edilemez. Şarj sistemi, paket konfigürasyonuna ve koruma elektroniğine uygun olmalıdır.

BMS veya PCM, şarj cihazının çalışma koşullarıyla da uyumlu olmalıdır. Şarj etme davranışı pil ömrünü, sıcaklığı ve güvenliği etkileyebilir, bu nedenle gerçek cihaz ve şarj cihazıyla test edilmelidir.

12. Eksiksiz Bir Pil Tasarımı Spesifikasyonu Oluşturun

Bir prototip talep etmeden önce OEM ekibinin elektrik, mekanik ve arayüz gereksinimlerini tek bir kontrollü spesifikasyonda birleştirmesi gerekir.

Yararlı bir spesifikasyon şunları içermelidir:

Ayrıntılı bir gereksinim paketi, yeniden tasarımları azaltır ve tedarikçi tekliflerinin karşılaştırılmasını kolaylaştırır.

13. Çalışılan OEM Örneği: 7,4 V Pil Paketinin Tasarlanması

Bir OEM cihazının aşağıdakileri gerektirdiğini varsayalım:

• Nominal voltaj: yaklaşık 7,4 V

• Hedef kapasite: 2000 mAh

• Ortalama güç: 5 W

• Tepe akımı: normal çalışma akımından daha yüksek

• Kompakt dikdörtgen kurulum alanı

• Şarj edilebilir çalışma

• Pil durumu izleme

Olası bir ön tasarım yönü şunlar olabilir:

• 2S konfigürasyonu için seri halinde iki hücre

• Gerekli kapasite için iki paralel hücre yolu

• Hücre dengelemeli bir BMS

• Sıcaklık izleme

• Özel bir bağlayıcı

• Ana cihaz muhafazası etrafında tasarlanmış bir paket

• Gerçek 5 W yük altında çalışma zamanı doğrulaması

Her seri grubu için iki adet 1000 mAh hücrenin paralel olarak kullanılması, yaklaşık 7,4 V, 2000 mAh'lik bir paket üretir.

Nominal enerji:

7,4 V × 2 Ah = 14,8 Wh

Tahmini %85 kullanılabilir sistem verimliliği kullanıldığında, beklenen kullanılabilir enerji yaklaşık olarak şöyledir:

14,8 Wh × 0,85 = 12,58 Wh

Sürekli 5 W yükte, ilk çalışma süresi tahmini yaklaşık olarak şöyledir:

12,58 Wh ÷ 5 W = 2,5 saat

Onaydan önce tasarım ekibinin yine de aşağıdakileri doğrulaması gerekir:

• Gerçek akım talebi

• Tepe akım yanıtı

• Şarj cihazı uyumluluğu

• BMS ayarları

• Termal davranış

• Mekanik uyum

• Konektör güvenilirliği

• Gerçek cihaz koşullarında çalışma zamanı

Bu örnek tasarım mantığını göstermektedir. Uygulamaya özel bir pil mühendisliği incelemesinin yerini almamalıdır.

Yaygın Lityum İyon Pil Paketi Tasarım Hataları

Gerilimi Kontrol Etmeden Önce Kapasite Seçme

Yeterli mAh değerine sahip bir pil, voltaj aralığı yanlışsa yine de cihazla uyumsuz olabilir.

Yalnızca Ortalama Akımı Kullanma

Pik talep, ortalama tüketim kabul edilebilir görünse bile voltaj düşüşüne, BMS kesintisine veya konnektörün aşırı ısınmasına neden olabilir.

Nominal Gerilimi Sabit Olarak İşleme

Akü voltajı şarj ve deşarj sırasında değişir. Cihaz tüm çalışma aralığını tolere edebilmelidir.

BMS'yi Çok Geç Seçmek

BMS boyutları, kablolama, iletişim ve testler tüm paket tasarımını etkileyebilir.

Mekanik Kısıtlamaların Göz ardı Edilmesi

Elektrikle çalışan bir pil muhafazaya sığmayabilir veya zararlı sıkıştırmaya maruz kalabilir.

Çalışma Zamanının Nominal Kapasiteye Eşit Olduğunu Varsayım

Nominal kapasite her yük ve sıcaklık koşulunda kullanılabilir enerjiye eşit değildir.

Paketleri Yalnızca Kapasiteye Göre Karşılaştırma

Aynı kapasiteye sahip iki paket, hücre kalitesi, deşarj kapasitesi, BMS işlevleri, boyutları ve testleri açısından farklılık gösterebilir.

Lityum İyon Pil Paketi Tasarım Kontrol Listesi

Bir tasarımı onaylamadan önce şunları onaylayın:

• Cihaz voltaj aralığı tanımlandı

• Nominal, minimum ve maksimum akü voltajı tanımlanır

• Kapasite ve kullanılabilir enerji tanımlanır

• Sürekli ve tepe akımı bilinmektedir

• Seri ve paralel konfigürasyon seçildi

• Hücre modeli ve performans derecesi belirlenir

• Hücre eşleştirme gereksinimleri tanımlandı

• PCM veya BMS fonksiyonları belirtilmiştir

• Şarj koşulları onaylandı

• Pil boyutları kontrol edilir

• Konektör ve kablo gereksinimleri belgelenmiştir

• Çalışma sıcaklığı tanımlandı

• Çalışma zamanı hedefi belirtildi

• Ana cihaz-cihaz entegrasyon testi planlanıyor

• Prototip onay kriterleri tanımlandı

• Üretim ve değişim-kontrol gereksinimleri anlaşıldı

Daha geniş OEM satın alma kriterleri için bkz. Bir OEM Cihaz için Şarj Edilebilir Lityum İyon Pil Paketi Nasıl Seçilir.

SSS

Lityum iyon pil takımı tasarımında en önemli faktör nedir?

En önemli faktör, pilin ana cihazın tüm elektriksel ve mekanik gereksinimlerine uygun hale getirilmesidir. Gerilim, kapasite, akım, BMS, boyutlar ve şarjın birlikte değerlendirilmesi gerekir.

Lityum iyon pil takımının enerjisini nasıl hesaplarım?

Nominal voltajı ampersaat cinsinden kapasiteyle çarpın. Örneğin 7,4 V, 2 Ah'lik bir akü paketinin yaklaşık 14,8 Wh nominal enerjisi vardır.

Hücrelerin seri bağlanması kapasiteyi arttırır mı?

Hayır. Seri bağlantılar öncelikle voltajı artırır. Paralel bağlantılar kapasiteyi ve akım kapasitesini artırır. Seri-paralel konfigürasyon hem voltajı hem de kapasiteyi artırabilir.

Her lityum pil takımının bir BMS'ye ihtiyacı var mı?

Gerekli koruma sistemi paket konfigürasyonuna ve uygulamaya bağlıdır. Basit bir tek hücreli paket bir PCM kullanabilirken, çok hücreli bir paket dengeleme ve izleme işlevlerine sahip bir BMS gerektirebilir.

Bir lityum pil paketi bir cihazı ne kadar süre çalıştırır?

Çalışma süresi pil enerjisine, cihaz gücüne, dönüştürme verimliliğine, kesme ayarlarına, sıcaklığa ve yük değişimine bağlıdır. Temel bir tahmin, kullanılabilir verimlilik için ayarlanan pil watt-saatinin cihaz gücüne bölünmesiyle elde edilir.

Özel bir pil paketi ile standart bir pil arasındaki fark nedir?

Özel bir pil paketi, OEM ürününün voltajı, kapasitesi, akımı, boyutları, konektörü, BMS'si ve uygulama gereksinimlerine göre tasarlanmıştır. Standart bir paket genellikle önceden tanımlanmış bir konfigürasyon kullanır.

Önce voltaj mı yoksa kapasite mi seçilmeli?

Normalde öncelikle cihazın voltaj aralığı belirlenmelidir. Kapasite daha sonra çalışma süresine, mevcut alana, mevcut talebe ve ağırlık sınırlamalarına göre seçilebilir.

Çözüm

Lityum-iyon pil paketi tasarımı sistem düzeyinde bir süreçtir. Güvenilir bir tasarım aşağıdakileri bağlamalıdır:

• Gerilim

• Kapasite

• Enerji

• Mevcut talep

• Seri ve paralel konfigürasyon

• Hücre seçimi

• PCM veya BMS

• Şarj etme

• Çalışma zamanı

• Mekanik entegrasyon

• Bağlayıcı gereksinimleri

• Test ve üretim ihtiyaçları

3,7 V'luk bir hücre, gerekli voltaj ve kapasiteye bağlı olarak farklı akü paketlerine yapılandırılabilir. Ancak elektriksel konfigürasyon tasarımın yalnızca bir kısmını oluşturur. Pilin ayrıca şarj cihazı, ana cihaz, koruma sistemi ve mekanik muhafazayla birlikte doğru şekilde çalışması gerekir.

Özel bir lityum iyon pil paketi geliştiriyorsanız uygulamayı, hedef voltajı, kapasiteyi, mevcut talebi, boyutları, konektör gereksinimlerini, çalışma süresi hedefini ve beklenen üretim hacmini ZERNE teknik ekibiyle paylaşın. ZERNE, ilk gereksinim incelemesinden numune geliştirme ve üretim planlamasına kadar OEM ve ODM projeleri için özel lityum pil paketi geliştirmeyi destekler.