1. Ikhtisar PAKET Baterai Penyimpanan Energi
PACK baterai penyimpan energi, juga dikenal sebagai modul baterai atau paket baterai, adalah perangkat yang menghubungkan beberapa baterai individual secara seri paralel tertentu dan dilengkapi dengan sistem manajemen yang sesuai dan tindakan perlindungan untuk membentuk unit penyimpanan energi yang independen, dapat diisi ulang, dan dapat dibuang.
Di bidang energi terbarukan, seperti pembangkit listrik tenaga surya dan angin, karena sifatnya yang terputus-putus, baterai penyimpan energi PACK diperlukan untuk menyimpan kelebihan listrik untuk dilepaskan saat dibutuhkan, sehingga menjamin pasokan listrik yang stabil. Menurut statistik, seiring pesatnya perkembangan energi terbarukan, permintaan baterai penyimpan energi PACK juga terus meningkat. Misalnya, di beberapa pembangkit listrik tenaga surya besar, baterai penyimpan energi PACK dapat menyimpan listrik beberapa megawatt-jam, sehingga memberikan dukungan daya yang andal untuk jaringan listrik.
Di bidang kendaraan listrik, PACK baterai penyimpan energi merupakan salah satu komponen inti. Ini memberikan tenaga untuk kendaraan listrik, menentukan jangkauan dan kinerjanya. Saat ini, baterai lithium-ion menjadi pilihan utama untuk baterai penyimpan energi kendaraan listrik PACK, dengan kepadatan energi tinggi dan siklus hidup yang panjang. Misalnya, beberapa kendaraan listrik kelas atas memiliki baterai penyimpan energi dengan kapasitas PACK lebih dari 100kWh dan jangkauan lebih dari 500 kilometer.
Singkatnya, baterai penyimpan energi PACK memainkan peran penting sebagai komponen kunci untuk penyimpanan dan keluaran energi di berbagai bidang seperti energi terbarukan dan kendaraan listrik. Hal ini tidak hanya dapat meningkatkan efisiensi energi, namun juga mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil tradisional, sehingga berkontribusi terhadap pencapaian pembangunan berkelanjutan.
2. Poin-poin desain dan analisis kasus
(1) Poin desain
A. Desain tahan ledakan, menggunakan katup tahan ledakan PUW untuk menghilangkan tekanan tepat waktu guna mencegah bahaya ledakan.
Ketika paket baterai lithium-ion mengalami pelepasan panas, tekanan udara di dalam paket akan meningkat dengan cepat, sehingga menimbulkan risiko ledakan. Katup tahan ledakan PUW dapat dengan cepat dan cepat melepaskan tekanan dalam situasi seperti itu. Misalnya, dalam beberapa proyek penyimpanan energi, paket baterai yang dilengkapi dengan katup tahan ledakan PUW telah berhasil menghindari ledakan jika terjadi pelepasan panas, sehingga menjamin keselamatan personel dan peralatan.
B. Jaga keseimbangan tekanan udara internal dan eksternal untuk menjamin keamanan dan keandalan baterai.
Karena suhu kemasan baterai berubah selama proses pengisian dan pengosongan, mengakibatkan perubahan tekanan udara di dalam kemasan. Katup tahan ledakan PUW dapat bernapas dan anti bocor, menjaga tekanan udara di dalam tas sama seperti di luar. Menurut statistik, paket baterai yang dirancang dengan cara ini dapat secara efektif mengurangi penurunan kinerja dan bahaya keselamatan yang disebabkan oleh perubahan tekanan udara, serta meningkatkan keandalan dan masa pakai baterai.
C. Pertimbangkan desain sistem manajemen untuk memastikan kinerja keselamatan seperti pengisian daya yang berlebihan dan pemakaian yang berlebihan.
Faktor-faktor seperti overshoot, overdischarge, overheating, akurasi deteksi, dan keseimbangan baterai harus dipertimbangkan untuk memastikan keamanan dan keandalan baterai. Sistem manajemen yang telah dirancang dan divalidasi secara wajar oleh pasar dapat memantau status baterai secara real time, mengambil tindakan tepat waktu jika terjadi situasi tidak normal, dan melindungi baterai dari kerusakan. Misalnya, beberapa sistem manajemen tingkat lanjut dapat mengontrol proses pengisian dan pengosongan baterai secara tepat, sehingga meminimalkan risiko pengisian daya yang berlebihan dan pengosongan daya yang berlebihan.
D. Desain struktur mekanis, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti kekuatan, ketahanan gempa, dan pembuangan panas.
Saat merancang PACK baterai penyimpan energi, faktor-faktor seperti kekuatan, ketahanan guncangan, pembuangan panas/pemanasan, kedap air, dan pencegahan debu harus dipertimbangkan. Misalnya, penggunaan bahan berkekuatan tinggi dan desain struktur yang masuk akal dapat meningkatkan kekuatan mekanis kemasan baterai, sehingga dapat menahan dampak eksternal tertentu; Desain pembuangan panas yang baik dapat secara efektif mengurangi suhu baterai, meningkatkan kinerja dan masa pakainya.
e. Desain tahan air dan seismik untuk mencegah kerusakan pada struktur internal baterai.
Setelah sel baterai lithium direndam, kutub positif dan negatif akan mengalami korsleting dan terus mengeluarkan daya, yang akan menyebabkan kerusakan pada struktur internal baterai. Oleh karena itu, kinerja tahan air dan tahan debu harus dipertimbangkan dalam desain kemasan baterai. Pada saat yang sama, kinerja seismik harus dipertimbangkan untuk beradaptasi dengan lingkungan penggunaan yang berbeda. Misalnya, di beberapa lingkungan yang keras seperti daerah rawan gempa atau medan luar ruangan yang kompleks, desain tahan air dan tahan gempa sangatlah penting.
F. Pay memperhatikan efek suhu dan mengoptimalkan kinerja dan masa pakai baterai.
Faktor "panas" sangat mempengaruhi desain struktural PACK baterai. Paket baterai penyimpanan energi baterai lithium ion sensitif terhadap lingkungan suhu, dan suhu tinggi dapat sangat memengaruhi kinerja pengisian dan pengosongan baterai serta banyak parameter karakteristik, seperti resistansi internal, voltase, SOC, kapasitas yang tersedia, efisiensi pengisian dan pengosongan, dan masa pakai baterai. . Melalui desain manajemen termal yang wajar, seperti menggunakan teknologi pendingin cair atau pendingin udara, suhu baterai dapat dikontrol secara efektif, serta kinerja dan masa pakai baterai dapat ditingkatkan.
G. Pemilihan material untuk memastikan kinerja isolasi tegangan tinggi dan kekuatan struktural.
Resistansi isolasi tegangan tinggi adalah salah satu persyaratan teknis terpenting untuk desain struktur paket baterai. Umumnya nilon dengan kekuatan dan plastisitas tinggi dapat digunakan sebagai bahan baku, dan serat kaca 5% hingga 45% dapat ditambahkan ke bahan untuk penguatan GF, yang dapat meningkatkan kekuatan struktural dan ketahanan getaran. Pemilihan material ini dapat memastikan pengoperasian baterai yang aman di bawah tegangan tinggi, sekaligus meningkatkan kekuatan struktural dan ketahanan getarannya.
(2) Kasus desain
A. Desmemahami kasus pelat pendingin cair, menganalisis karakteristik dan pemilihan kunci berbagai jenis pelat pendingin cair.
Pelat berpendingin cairan merupakan komponen penting manajemen termal untuk PACK baterai penyimpan energi. Berbagai jenis pelat berpendingin cairan memiliki karakteristik berbeda. Misalnya, beberapa pelat berpendingin cairan memiliki kinerja pembuangan panas yang efisien, namun biayanya relatif tinggi; Beberapa pelat berpendingin cairan memiliki biaya lebih rendah, namun kinerja pembuangan panasnya relatif lemah. Saat memilih pelat berpendingin cairan, perlu mempertimbangkan secara komprehensif faktor-faktor seperti kinerja pembuangan panas, biaya, dan keandalan. Misalnya, dalam beberapa skenario aplikasi yang memerlukan kinerja pembuangan panas tinggi, pelat berpendingin cairan dengan kinerja pembuangan panas lebih baik dapat dipilih; Dalam beberapa skenario aplikasi dengan persyaratan biaya tinggi, pelat berpendingin cairan berbiaya rendah dapat dipilih.
B. Modul penyimpanan energi LG dan analisis desain Paket, mengeksplorasi keunggulannya dari portofolio produk, desain struktural, dan aspek lainnya.
Modul penyimpanan energi dan desain paket LG memiliki banyak keunggulan. Dari perspektif portofolio produk, sel baterai LG dibagi menjadi jenis energi dan jenis daya berdasarkan tingkat pelepasan daya berkelanjutan yang berbeda, sehingga memenuhi kebutuhan aplikasi yang berbeda. Dalam hal desain struktural, LG mengadopsi kombinasi standar modul kecil dan besar, yang kemudian dikelompokkan menjadi satu. Pada bidang getaran non intensitas tinggi, struktur modul diorientasikan pada arah memanjang, berdasarkan struktur dasar CMA, dan beberapa modul ditumpuk membentuk struktur modul panjang dan besar. Desain ini memiliki skalabilitas dan fleksibilitas yang baik, serta dapat beradaptasi dengan kebutuhan sistem penyimpanan energi yang berbeda.
C. Perhitungan simulasi dan penelitian eksperimental pada desain termal paket baterai penyimpan energi baru, menguraikan analisis parameter utama dan hasil penelitian.
Perhitungan simulasi dan penelitian eksperimental pada desain termal paket baterai penyimpan energi baru sangat penting untuk meningkatkan kinerja dan keandalan baterai penyimpan energi. Melalui penghitungan simulasi, dampak berbagai strategi manajemen termal pada distribusi suhu dan kinerja baterai dapat dianalisis, sehingga memberikan dukungan teoretis untuk desain termal. Sementara itu, melalui penelitian eksperimental, keakuratan dan efektivitas model simulasi dapat diverifikasi, dan skema desain termal yang dioptimalkan dapat diusulkan. Misalnya, beberapa penelitian telah melakukan diskusi mendalam tentang desain termal paket baterai lithium dalam sistem penyimpanan energi melalui kombinasi perhitungan simulasi dan penelitian eksperimental. Metode desain termal berbasis pengoptimalan multi-tujuan telah diusulkan, yang secara komprehensif mempertimbangkan faktor-faktor seperti kinerja baterai, keselamatan, dan penghematan untuk pengoptimalan, dan telah mencapai hasil penelitian yang baik.
3. Komposisi dan Parameter Teknis
(1) Komponen
A. Baterai sel tunggal, bertanggung jawab untuk penyimpanan dan pelepasan energi.
Baterai sel tunggal yang umum digunakan saat ini mencakup baterai litium-ion, baterai timbal-asam, baterai nikel-hidrogen, dll. Baterai litium ion memainkan peran penting dalam PACK baterai penyimpan energi karena kepadatan energinya yang tinggi dan masa pakai yang lama. Misalnya, pada beberapa PACK baterai penyimpan energi kendaraan listrik kelas atas, baterai lithium-ion dapat memberikan dukungan daya yang kuat dengan kapasitas hingga beberapa ratus ampere jam. Meskipun baterai timbal-asam memiliki kepadatan energi yang relatif rendah, biayanya rendah dan masih banyak digunakan dalam beberapa skenario aplikasi yang sensitif terhadap biaya. Baterai nikel hidrogen memiliki kinerja dan keamanan pengisian dan pengosongan yang baik, dan juga memiliki pangsa pasar tertentu di beberapa bidang penyimpanan energi.
B. Sistem manajemen baterai, memantau status baterai dan melindungi keamanan baterai.
Sistem Manajemen Baterai (BMS) adalah salah satu komponen inti PACK Baterai Penyimpanan Energi. Ini mencapai kontrol yang tepat terhadap status baterai dengan mengukur parameter seperti tegangan, arus, dan suhu. BMS dapat memantau status pengisian dan pengosongan baterai secara real time untuk mencegah terjadinya pengisian berlebih, pengosongan berlebih, arus berlebih, dan situasi lainnya. Misalnya, ketika level baterai mendekati penuh, BMS akan secara otomatis mengurangi arus pengisian untuk menghindari pengisian daya yang berlebihan; Ketika level baterai terlalu rendah, BMS akan mengeluarkan alarm untuk mengingatkan pengguna agar mengisi dayanya tepat waktu. Selain itu, BMS juga dapat menyeimbangkan pengelolaan baterai, memastikan bahwa daya masing-masing baterai tetap konsisten, dan meningkatkan kinerja dan masa pakai baterai secara keseluruhan.
C. Sistem manajemen termal untuk mempertahankan kisaran suhu yang sesuai.
Sistem manajemen termal bertanggung jawab untuk menjaga PACK baterai penyimpan energi dalam kisaran suhu yang sesuai untuk mencegah kerusakan pada baterai karena panas berlebih. Metode manajemen termal yang umum mencakup pendinginan udara, pendinginan cair, dll. Sistem pendingin udara meniupkan udara ke permukaan baterai melalui kipas, sehingga menghilangkan panas. Sistem pendingin cair menurunkan suhu baterai dengan mensirkulasikan cairan pendingin. Misalnya, pada beberapa sistem penyimpanan energi berdaya tinggi, sistem pendingin cair dapat mengontrol suhu baterai secara lebih efektif, meningkatkan stabilitas dan keandalan sistem. Umumnya, perbedaan suhu sistem harus kurang dari atau sama dengan 5 derajat untuk menjamin stabilitas kinerja baterai.
D. Sistem kelistrikan, bertanggung jawab atas transmisi dan distribusi energi listrik.
Sistem kelistrikan mencakup kabel, kabel, konektor, dll. yang menghubungkan komponen seperti baterai, BMS, dan sistem manajemen termal, yang bertanggung jawab atas transmisi dan distribusi energi listrik. Rangkaian kabel tegangan tinggi dapat dilihat sebagai "arteri utama" dari paket baterai, yang secara terus menerus menyalurkan energi baterai ke beban akhir; Rangkaian kabel tegangan rendah dapat dilihat sebagai "jaringan saraf" dari PACK baterai, yang mengirimkan sinyal deteksi dan kontrol waktu nyata. Desain sistem kelistrikan perlu mempertimbangkan faktor-faktor seperti besaran arus, tingkat tegangan, dan kinerja isolasi untuk memastikan transmisi energi listrik yang aman.
e. Kotak dan braket untuk melindungi komponen internal.
Kotak dan braket digunakan untuk menampung dan melindungi semua komponen di dalam PACK baterai penyimpan energi, mencegah gangguan dan kerusakan lingkungan eksternal. Kotak biasanya terbuat dari bahan berkekuatan tinggi, yang memiliki ketahanan benturan, ketahanan getaran, dan kinerja tahan air dan tahan debu yang baik. Braket berperan dalam menopang dan memperbaiki komponen internal PACK baterai, memastikan PACK baterai dapat tetap stabil di berbagai lingkungan penggunaan.
(2) Parameter Teknis
A. Kapasitas, mengukur kemampuan menyimpan energi listrik.
Kapasitas merupakan indikator penting untuk mengukur kapasitas penyimpanan energi PACK baterai penyimpan energi, biasanya diukur dalam ampere jam (Ah) atau kilowatt jam (kWh). Semakin besar kapasitasnya, semakin banyak energi yang dapat disimpan oleh baterai penyimpan energi PACK. Misalnya, PACK baterai penyimpan energi 100kWh dapat menyediakan pasokan listrik untuk beberapa hari bagi sebuah rumah tangga. Dalam aplikasi praktis, penting untuk memilih kapasitas PACK baterai penyimpan energi yang sesuai dengan kebutuhan yang berbeda.
B. Kepadatan energi, mencerminkan kelebihan dan kekurangan kinerja.
Kepadatan energi mengacu pada jumlah energi listrik yang dapat disimpan per satuan massa atau satuan volume PACK baterai penyimpan energi, biasanya diukur dalam watt jam per kilogram (Wh/kg) atau watt jam per liter (Wh/L). Semakin tinggi kepadatan energi, semakin baik kinerja PACK baterai penyimpan energi. Saat ini, kepadatan energi baterai lithium-ion relatif tinggi, misalnya kepadatan energi beberapa baterai lithium-ion kelas atas dapat mencapai lebih dari 200Wh/kg. Meningkatkan kepadatan energi dapat mengurangi volume dan berat PACK baterai penyimpan energi, sehingga meningkatkan portabilitas dan penerapannya.
C. Efisiensi pengisian dan pengosongan menentukan efisiensi konversi energi.
Efisiensi pengisian dan pengosongan mengacu pada efisiensi konversi energi selama proses pengisian dan pengosongan PACK baterai penyimpan energi, biasanya dinyatakan dalam persentase. Semakin tinggi efisiensi pengisian dan pengosongan, semakin tinggi tingkat pemanfaatan energi PACK baterai penyimpan energi. Secara umum, efisiensi pengisian dan pengosongan baterai lithium-ion bisa mencapai lebih dari 90%. Meningkatkan efisiensi pengisian dan pengosongan dapat mengurangi kehilangan energi dan menurunkan biaya penggunaan.
D. Siklus hidup, mencerminkan umur layanan.
Siklus hidup mengacu pada berapa kali PACK baterai penyimpan energi dapat mempertahankan kinerja tertentu selama siklus pengisian dan pengosongan. Semakin lama siklus hidup, semakin lama masa pakai PACK baterai penyimpan energi. Misalnya, masa pakai beberapa PACK baterai penyimpan energi lithium-ion berkualitas tinggi dapat mencapai ribuan atau bahkan puluhan ribu kali lipat. Dalam penerapan praktis, penting untuk memilih PACK baterai penyimpan energi dengan siklus hidup yang sesuai sesuai dengan skenario dan persyaratan penggunaan yang berbeda.
e. Keselamatan, termasuk berbagai tindakan perlindungan dan sistem manajemen termal.
Keselamatan adalah salah satu indikator teknis penting PACK baterai penyimpan energi, termasuk tindakan perlindungan terhadap pengisian daya berlebih, pengosongan berlebih, arus berlebih, korsleting, serta sistem manajemen termal. Keamanan yang baik dapat menjamin keandalan dan stabilitas PACK baterai penyimpan energi saat digunakan. Misalnya, alat pemadam api perfluorohexane dapat dengan cepat menekan penyebaran api jika terjadi kebakaran pada baterai PACK, sehingga memberikan perlindungan yang kuat bagi keamanan baterai PACK. Sementara itu, sistem manajemen termal dapat secara efektif mencegah kecelakaan keselamatan akibat baterai terlalu panas.
4. Proses perancangan dan metode analisis
(1) Proses desain
A. Pilih dan tingkatkan sel baterai untuk memastikan kinerja yang konsisten.
Dalam proses desain PACK baterai penyimpan energi, pemilihan dan penilaian sel baterai merupakan langkah pertama yang penting. Pertama, penting untuk memilih sel baterai litium yang sesuai dari pemasok terpercaya. Untuk beberapa aplikasi penyimpanan energi kelas atas, sel baterai lithium-ion dengan kepadatan energi tinggi dan siklus hidup yang panjang dapat dipilih. Dalam proses seleksi, pengujian ketat harus dilakukan terhadap parameter kinerja sel baterai, termasuk kapasitas, resistansi internal, voltase, dll. Menurut statistik, dengan menguji dan menilai sejumlah besar sel baterai, konsistensi kinerja dan kualitas dapat dicapai. dipastikan melebihi 98%. Setelah klasifikasi, sel baterai dapat disimpan sesuai dengan tingkat kinerja yang berbeda untuk mempersiapkan pekerjaan perakitan selanjutnya.
B. Rakit sel baterai menggunakan metode sambungan yang sesuai.
Perakitan sel baterai adalah proses menggabungkan beberapa sel baterai sesuai dengan kebutuhan desain. Pada tahap ini, metode penyambungan yang efektif seperti pengelasan atau crimping perlu digunakan. Metode pengelasan memiliki keunggulan sambungan yang kuat dan resistansi yang rendah, namun sulit dioperasikan dan memerlukan persyaratan proses yang tinggi. Metode crimping relatif sederhana, namun stabilitas sambungan mungkin sedikit lebih rendah. Misalnya, dalam beberapa produksi PACK baterai penyimpan energi skala besar, teknologi pengelasan laser dapat digunakan untuk menghubungkan sel-sel baterai bersama-sama. Metode pengelasan ini memiliki keunggulan kepadatan energi yang tinggi, deformasi pengelasan yang kecil, dan zona terkena panas yang kecil, yang secara efektif dapat meningkatkan keakuratan benda kerja, membuat lasan menjadi halus, bebas pengotor, seragam dan padat, dan juga mencapai pengelasan antara bahan yang berbeda. , memenuhi kebutuhan pengelasan berbagai bahan. Dengan memilih metode sambungan yang masuk akal, sambungan yang andal antar sel baterai dapat dipastikan, memberikan jaminan atas kinerja PACK baterai penyimpan energi.
C. Integrasi sistem manajemen baterai untuk mencapai fungsi pemantauan dan perlindungan.
Sistem Manajemen Baterai (BMS) adalah salah satu komponen inti PACK baterai penyimpan energi, dan integrasinya sangat penting untuk mencapai fungsi pemantauan, penyeimbangan, dan perlindungan sel baterai. Saat mengintegrasikan BMS, perlu menghubungkan dan men-debugnya secara akurat dengan sel baterai. BMS dapat memonitor tegangan, arus, suhu dan parameter sel baterai lainnya secara real time. Dengan menganalisis parameter ini, kontrol pengisian dan pengosongan, manajemen keseimbangan, dan diagnosis kesalahan baterai dapat dicapai. Misalnya, ketika tegangan sel baterai terlalu tinggi atau terlalu rendah, BMS dapat secara otomatis menyesuaikan arus pengisian dan pengosongan untuk mencegah pengisian berlebih atau pengosongan berlebih; Jika suhu sel baterai terlalu tinggi, BMS dapat mengaktifkan sistem pendingin untuk menurunkan suhu baterai dan memastikan pengoperasian baterai yang aman. Selain itu, BMS juga dapat bertukar data dengan perangkat eksternal melalui antarmuka komunikasi untuk mencapai pemantauan jarak jauh dan pengelolaan PACK baterai penyimpan energi.
D. Enkapsulasi cangkang memberikan perlindungan keamanan dan pembuangan panas.
Enkapsulasi cangkang adalah proses memasang baterai di dalam casing untuk memastikan keamanan dan stabilitas, serta menyediakan fungsi pembuangan panas dan perlindungan. Pemilihan cangkang perlu mempertimbangkan beberapa faktor, termasuk kekuatan material, kinerja pembuangan panas, kemampuan kedap air dan tahan debu, dll. Misalnya, beberapa PACK baterai penyimpan energi berkinerja tinggi mungkin menggunakan cangkang paduan aluminium, yang memiliki keunggulan seperti kekuatan tinggi , ringan, dan kinerja pembuangan panas yang baik. Selama proses pengemasan casing, penting juga untuk memastikan pemasangan yang aman antara baterai dan casing untuk mencegah kendor atau berpindah saat digunakan. Pada saat yang sama, casing juga harus memiliki desain pembuangan panas yang baik, yang dapat menghilangkan panas yang dihasilkan oleh baterai secara tepat waktu melalui sirip pembuangan panas, lubang ventilasi, dll., untuk memastikan suhu kerja baterai baterai berada dalam kisaran aman. Selain itu, casing juga harus memiliki kemampuan tahan air dan tahan debu tertentu untuk melindungi baterai dari pengaruh lingkungan luar.
e. Melakukan pengujian keseluruhan dan kontrol kualitas untuk memastikan kinerja produk.
Pengujian keseluruhan dan kontrol kualitas adalah langkah terakhir dalam proses desain PACK baterai penyimpan energi, dan juga merupakan tautan utama untuk memastikan kinerja produk. Pada tahap ini perlu dilakukan pengujian secara menyeluruh terhadap paket modul yang dirakit, meliputi pengujian kinerja, pengujian kapasitas, pengujian siklus hidup, dan pengujian keamanan. Pengujian kinerja terutama mencakup pengujian parameter seperti efisiensi pengisian dan pengosongan, waktu respons, dll; Pengujian kapasitas mengukur kapasitas aktual baterai dengan mengisi dan mengosongkannya; Pengujian siklus hidup mensimulasikan siklus pengisian dan pengosongan baterai dalam penggunaan sebenarnya untuk mengevaluasi kinerja masa pakainya; Pengujian keselamatan meliputi pengujian overcharge, overdischarge, korsleting, benturan, dan pengujian lainnya untuk memastikan baterai tetap dapat beroperasi dengan aman dalam berbagai kondisi ekstrem. Melalui pengujian ketat dan kontrol kualitas, kinerja dan kualitas PACK baterai penyimpan energi dapat dipastikan memenuhi persyaratan desain, memberikan solusi penyimpanan energi yang andal kepada pengguna.
(2) Metode analisis
A. Tafsirkan definisi PACK dan pahami inti teknisnya.
PACK baterai lithium ion, juga dikenal sebagai modul baterai, adalah proses pembuatan baterai lithium-ion, yang berarti pengemasan, enkapsulasi, dan perakitan. Ini mengacu pada menghubungkan beberapa set sel tunggal lithium-ion secara seri dan mempertimbangkan masalah seperti kekuatan mekanik sistem, manajemen termal, pencocokan BMS, dll. Teknologi pentingnya tercermin dalam desain struktural keseluruhan, kontrol proses pengelasan dan pemrosesan, tingkat perlindungan , sistem manajemen termal aktif, dan aspek lainnya. Misalnya, menghubungkan dua baterai secara seri atau paralel untuk membentuk bentuk tertentu sesuai kebutuhan pelanggan disebut PACK. Dengan menafsirkan definisi PACK, dapat diklarifikasi bahwa inti teknisnya terletak pada kombinasi yang wajar dan pengemasan beberapa baterai individual untuk memenuhi kebutuhan aplikasi yang berbeda.
B. Menganalisis komposisi PACK dan memahami peran masing-masing bagian.
PACK baterai terutama terdiri dari modul baterai individual, sistem kelistrikan, sistem manajemen termal, penutup, dan BMS. Modul baterai tunggal adalah unit penyimpan dan pelepasan energi listrik, yang setara dengan "jantung" tubuh manusia; Sistem kelistrikan bertanggung jawab atas transmisi dan distribusi energi listrik, dengan rangkaian tegangan tinggi seperti "pembuluh darah arteri" dan rangkaian tegangan rendah seperti "jaringan saraf"; Sistem manajemen termal menjaga baterai tetap beroperasi dalam kisaran suhu yang sesuai, seperti memasang "AC" pada baterai; Kotak dan braket berperan dalam menopang, menahan benturan mekanis, getaran mekanis, dan perlindungan lingkungan, mirip dengan "tulang" tubuh manusia; BMS adalah "otak" baterai, yang bertanggung jawab untuk memantau status baterai, mengelola proses pengisian dan pengosongan, serta melindungi baterai dari kerusakan seperti pengisian berlebih, pengosongan berlebih, dan arus berlebih. Dengan menganalisis komposisi PACK, kita dapat memperoleh pemahaman lebih dalam tentang peran masing-masing komponen, memberikan dasar untuk merancang dan mengoptimalkan PACK baterai penyimpanan energi.
C. Jelajahi karakteristik PACK dan klarifikasi persyaratan teknis.
Paket baterai lithium PACK mengharuskan baterai memiliki tingkat konsistensi yang tinggi (kapasitas, resistansi internal, voltase, kurva pelepasan, masa pakai), dengan masa pakai yang lebih rendah dibandingkan dengan satu baterai. Ini harus digunakan dalam kondisi terbatas, dilindungi setelah pencetakan, dan dipantau untuk keseimbangan pengisian, suhu, tegangan, dan arus lebih. Itu harus memenuhi persyaratan tegangan dan kapasitas desain. Misalnya, dalam aplikasi praktis, kontrol dan optimalisasi yang ketat diperlukan dalam pemilihan sel baterai, proses perakitan, desain BMS, dan aspek lainnya untuk memenuhi karakteristik dan persyaratan teknis tersebut. Dengan mengeksplorasi karakteristik PACK, persyaratan teknis dalam proses desain dapat diperjelas untuk menjamin kinerja dan kualitas baterai penyimpan energi PACK.
D. Perkenalkan metode PACK, termasuk komposisi paralel serial dan pemilihan proses.
Modul baterai terdiri dari sel-sel individual yang dihubungkan secara seri. Sambungan paralel meningkatkan kapasitas tanpa mengubah tegangan, sedangkan sambungan seri menggandakan tegangan tanpa mengubah kapasitas. Dalam memilih sel baterai, diperlukan jenis dan model yang konsisten, dengan perbedaan kapasitas, resistansi internal, dan nilai tegangan tidak melebihi 2%. Proses utama PACK meliputi pengelasan laser, pengelasan ultrasonik, pengelasan pulsa, dan kontak dengan lembaran logam elastis. Dengan mempertimbangkan hasil produksi, efisiensi, dan resistansi internal titik sambungan, pengelasan laser saat ini menjadi pilihan utama bagi banyak produsen baterai. Misalnya, jika 15 sel dengan tegangan 3,2V dihubungkan secara seri, maka akan menjadi 48V, yang disebut peningkatan seri; Sebuah sel baterai berkapasitas 50Ah, bila dihubungkan secara paralel, memiliki 100Ah, yang disebut ekspansi paralel. Dengan memperkenalkan metode PACK, solusi teknis spesifik dan pilihan proses dapat diberikan untuk desain PACK baterai penyimpan energi.
e. Memahami parameter teknis PACK dan menguasai indikator kinerja produk.
Metode kombinasi: 1P24S mewakili 24 seri dan 1 paralel, dengan tegangan dua kali lipat setelah sambungan seri. Tegangan pengenalnya adalah 3,2 * 24=76,8V. Kapasitas terukur mengacu pada kapasitas baterai yang dapat beroperasi terus menerus untuk waktu yang lama dalam kondisi kerja terukur, diukur dalam ampere jam (Ah). Ini adalah produk dari arus pelepasan dalam ampere jam (A) dan waktu pelepasan dalam jam (h). Misalnya, 280Ah mewakili pemakaian pada tingkat maksimum 0,5C selama 2 jam. Nilai energi=kapasitas nominal (Ah) * tegangan nominal (V). Efisiensi pengisian dan pengosongan mengacu pada efisiensi konversi energi selama proses pengisian dan pengosongan PACK baterai penyimpan energi, biasanya dinyatakan dalam persentase. Siklus hidup mengacu pada berapa kali PACK baterai penyimpan energi dapat mempertahankan kinerja tertentu selama siklus pengisian dan pengosongan. Langkah-langkah keselamatan mencakup perlindungan terhadap pengisian berlebih, pengosongan berlebih, arus berlebih, korsleting, serta sistem manajemen termal. Dengan memahami parameter teknis PACK, seseorang dapat memahami indikator kinerja produk dan memberikan referensi untuk pemilihan dan penerapan PACK baterai penyimpan energi.