Was ist in einem Energiespeicherbatterie-PACK enthalten? Ein vollständiger Leitfaden

Lithium-Ionen-Batterie-PACK, auch Batteriemodul genannt, ist ein zentraler Herstellungsprozess für Lithium-Ionen-Batterien. Dabei geht es um die Integration mehrerer Lithium-Ionen-Einzelzellen durch Reihen- und Parallelschaltungen bei gleichzeitiger umfassender Lösung von Systemproblemen wie mechanischer Festigkeit, Wärmemanagement, BMS-Anpassung und Strukturschutz.

Die Kerntechnologien spiegeln sich wider in: Gesamtstrukturdesign, Steuerung der Schweiß- und Verarbeitungstechnologie, Schutzniveau und aktivem Wärmemanagementsystem. Einfach ausgedrückt wird die Kombination von Batteriezellen zu einem Batteriepaket mit spezifischer Spannung, Kapazität und Form entsprechend den Kundenanforderungen als PACK bezeichnet.

1. Batteriemodul: Das „Energieherz“ des PACKs besteht aus in Reihe und parallel geschalteten Einzelzellen, ist für die Energiespeicherung und -abgabe verantwortlich und stellt die zentrale Energiespeichereinheit dar.
2. Elektrisches System: Die „Blutgefäße und das neuronale Netzwerk“ des PACK, bestehend aus verbindenden Kupferschienen, Hochspannungskabelbäumen, Niederspannungskabelbäumen und Schutzvorrichtungen (Sicherungen, Relais usw.); Hochspannungskabelbäume übertragen große Ströme, während Niederspannungskabelbäume Erkennungs- und Steuersignale übertragen.
3. Wärmemanagementsystem: Die „Temperaturregelungs-Klimaanlage“ des PACKs, die hauptsächlich Luftkühlung und Flüssigkeitskühlung (Kühlplatte/Tauchflüssigkeitskühlung) umfasst und die Arbeitstemperaturdifferenz der Batterie auf ≤5℃ regelt, um Lebensdauer und Sicherheit zu gewährleisten.
4. Gehäuse: Das „Schutzskelett“ des PACKs, bestehend aus Gehäusekörper, Abdeckplatte, Halterung und Befestigungselementen, übernimmt die Funktionen der Unterstützung, Schlagfestigkeit, Vibrationsverhinderung und versiegelten Umgebungsschutz.
5. BMS (Batteriemanagementsystem): Das „Kontrollgehirn“ des PACKs, das Spannung, Strom und Temperatur in Echtzeit überwacht und den Zellausgleich, das Hochladen von Daten und den Sicherheitsschutz realisiert.

• Extrem hohe Anforderungen an die Zellkonsistenz (minimale Unterschiede in Kapazität, Innenwiderstand, Spannung, Entladekurve und Lebensdauer).
• Die Zyklenlebensdauer des Akkupacks ist geringer als die von Einzelzellen.
• Muss unter begrenzten Bedingungen verwendet werden (Lade-/Entladestrom, Lademethode, Temperaturbereich).
• Nach dem Zusammenbau werden Spannung und Kapazität erheblich verbessert und es müssen Überladungs-, Überentladungs-, Überstrom- und Übertemperaturschutz- und Ausgleichsfunktionen konfiguriert werden.
• Muss genau den vorgesehenen Nennspannungs- und Nennkapazitätsindikatoren entsprechen.

1. Reihenparallele Regeln
   • Reihenschaltung: Spannungsüberlagerung, Kapazität bleibt unverändert; Beispiel: 15 Stück 3,2V-Zellen in Reihe = 48V.
   • Parallelschaltung: Kapazitätsüberlagerung, Spannung bleibt unverändert; Beispiel: 2 Stück 50Ah-Zellen parallel = 100Ah.
2. Anforderungen an die Zellanpassung: Gleiches Modell, gleiche Spezifikation, gleiche Charge, mit Kapazitäts-/Innenwiderstands-/Spannungsunterschied ≤2 %, um Konsistenz sicherzustellen.
3. Verbindungstechnik
   • Schweißtechnik: Laserschweißen, Ultraschallschweißen, Impulsschweißen, mit zuverlässiger Verbindung und geringem Innenwiderstand; Laserschweißen ist die gängige Wahl der Branche.
   • Elastischer Kontakt: Ohne Schweißen und leicht austauschbar, aber anfällig für schlechten Kontakt und hohen Innenwiderstand bei geringer Zuverlässigkeit.

1. Zellherstellung: Einschließlich der Vorbereitung der positiven und negativen Elektrode, der Zellbildung (Wicklung/Laminierung/Stanzen), Elektrolytinjektion und -formation; Die Zellbildung entscheidet über Leistung und Lebensdauer.
2. Zelltests: Vollständige Tests wie Kapazität, Innenwiderstand und Temperatur, um fehlerhafte Produkte auszusortieren.
3. Zellbewertung: Gruppierung nach Parameterkonsistenz, um die Qualität der Baugruppe sicherzustellen.
4. Zellmontage: Reihenparallelschaltung, Modulintegration, elektrische Verbindung, Wärmemanagement und Gehäusemontage.
5. Qualitätsprüfung: Vollständige Prüfung der elektrischen Leistung, Sicherheit, Isolierung, Temperaturregelung und BMS-Funktionen.
6. Verpackung und Versand: Einkapselung, Etikettierung und Lagerung qualifizierter Produkte.

1. Intelligenz: KI + Internet der Dinge zur Realisierung einer automatisierten, informationsbasierten und flexiblen Produktion zur Verbesserung von Effizienz und Ertrag.
2. Greenization: Umweltfreundliche Materialien, Energieeinsparung und Emissionsreduzierung, kohlenstoffarme Fertigung, im Einklang mit den dualen Kohlenstoffzielen.
3. Personalisierung: Passen Sie Spannung, Kapazität, Struktur und Schnittstelle entsprechend den Szenarien/Kundenanforderungen an, um die Anpassungsfähigkeit zu verbessern.
4. Sicherheit: Verstärkter Schutz vor thermischem Durchgehen, mehrstufige Sicherheitsverriegelung und vollständige Prozessrisikokontrolle, um eine sichere Verwendung zu gewährleisten.

1. Kombinationsmethode: Zum Beispiel „1P24S“ = 1 parallel und 24 Serien; S = seriell, P = parallel; Nennspannung = Einzelzellenspannung × Anzahl der Reihen (3,2 V × 24 = 76,8 V).

2. Nennkapazität: Die Einheit ist Ah und stellt die kontinuierliche Entladungskapazität unter normalen Arbeitsbedingungen dar; Beispiel: Die Entladung mit 280 Ah ≈ 0,5 °C kann 2 Stunden dauern.

3. Nennenergie: Einheit ist Wh/kWh, Berechnungsformel: Nennenergie = Nennspannung × Nennkapazität; Beispiel: 76,8 V × 280 Ah = 21504 Wh = 21,504 kWh.

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Sherry