Pouch Cell kontra hengeres cella: hely, súly és mechanikai kialakítás

Tasak cellákrugalmas méreteket és a vékony vagy szabálytalan elemrekeszek hatékony használatát kínálják.Hengeres cellák, beleértve18650 és 21700 akkumulátorokszabványos méreteket és merev fémburkolatot biztosítanak, amelyek leegyszerűsítik a mechanikai összeszerelést.

Egyik sem garantálja a kisebb vagy könnyebb kész csomagot.

Az OEM akkumulátorok beszerzéséhez hasonlítson össze három dolgot:

• Tér:A teljes akkumulátorcsomag megfelel a rendelkezésre álló burkolatnak, beleértve a tűréseket és a távolságokat?
• Súly:A kész összeállítás megfelel a termék maximális súlyhatárának?
• Mechanikai kialakítás:A csomag ellenáll a szerelési terheléseknek, a vibrációnak és a cella tágulásának anélkül, hogy károsítaná alkatrészeit?

A lényeg:Válasszon a kész csomagolás ellenőrzött méretei, súlya és mechanikai megbízhatósága alapján – nem csak a csupasz cella geometriája alapján.

Az akkumulátor teljesítményének és az alkalmazásoknak szélesebb körű összehasonlításához lásdA Blumoti Li-polimer akkumulátor és lítium-ion akkumulátor útmutatója. [1]

1. Tasak kontra hengeres csomagolás: Mi változik a kész csomagban?

A tasak lítium-ion cellaalumínium-laminát burkolatot használ. A kereskedelemben kapható laminált anyagok különböző méretűek; Targray például felsorolja az alumínium-laminált lehetőségeket111 µm és 249 µm között, alakítási és mechanikai követelményektől függően. [2]

Ez a könnyű csomagolás támogatja a vékony és testreszabott cellaméreteket, de megfelelő külső védelmet igényel a tasaktest, a tömítések és a fülek számára.

Hengeres lítium-ion cellákhasználjon merev fémburkolatot. Standard18650és21700A formátumok névleges átmérője 18 mm, illetve 21 mm, a tényleges méreteket a cella adatlapja határozza meg.

Merev formájuk leegyszerűsíti az öntött tartókban való tartást, de a kör keresztmetszet kihasználatlan helyet hagyhat a téglalap alakú házakban.

Beszerzési követelmény:Kérje a cella rajzát, a maximális méreteket, a mérettűréseket, a kapocspozíciókat és az ajánlott mechanikai támasztási feltételeket.

2. A tok vagy a hengeres elemcsomag belefér a házba?

Az akkumulátor helykihasználásaa geometriától és a teljes mechanikai összeállítástól függ, nem csak a cella méretétől.

► Miért hagynak kihasználatlan helyet a hengeres cellák?

Ideális hatszögletű elrendezésben egyenlő körök esetén a maximális kétdimenziós tömörítési hatékonyság:

Csomagolási hatékonyság=π / (2√3) ≈ 90,69%

A négyzet alakú elrendezés kb78.54%. [3]

Ezek elméleti geometriai határértékek, nem pedig tényleges modulhatékonyságok. A cellatartók, az összekötő elemek, a szigetelés, a hűtési távolság és a burkolat határai csökkentik a hasznos helyet.

A egyedi tasak akkumulátorcsökkentheti a geometriai hézagokat, de a tömítéseknek, füleknek, támasztékoknak és a tágulási ráhagyásnak továbbra is illeszkedniük kell.

► Példa: A kész akkumulátorcsomag illeszkedik a 17 mm-es házhoz?

Tételezzük fel, hogy egy OEM-eszköz rendelkezik az akkumulátorrekesz méretével:

120 × 70 × 17 mm (hossz × szélesség × ma)

A javasolt konfigurációk a következők:

A tasak méretei feltételezett maximális beépített méretek, amelyek feltételezik a védelmi hardvert, a gyártási tűréseket és a jóváhagyott méretváltozásokat. Ezek nem ellenőrzött szállítói specifikációk.

 

A18650 akkumulátormeghibásodik, mert a névleges átmérője meghaladja a rendelkezésre álló 17 mm-es magasságot a csomag hardver hozzáadása előtt.

 

A tasakjavaslat méretben illeszkedik a megadott feltételezésekhez. A végső jóváhagyáshoz még szükség van a teljes CAD-összeállításra és annak ellenőrzésére, hogy a megadott kapacitás és elektromos követelmények teljesíthetők-e.

 

Beszerzési követelmény:Hasonlítsa össze a szállító maximális kész csomagolási borítékát a rendelkezésre álló burkolattal mindhárom méretben, beleértve a füleket, a csatlakozókat, a rögzítési jellemzőket és a hézagkövetelményeket.

3. Melyik cellaformátum eredményez könnyebb kész akkumulátorcsomagot?

A tasak cellaKönnyebb házzal rendelkezhet, mint egy hengeres cella, de további támasztékok és védőhardverek ellensúlyozhatják ezt az előnyt.

Hasonlítsa össze az azonos energia- és elektromos követelményeknek megfelelő kész szerelvényeket.

► Példa: A csomag megfelel a 142 grammos súlyhatárnak?

Vegyünk egy külön hipotetikus OEM-projektet, amelyre szükség van20 Wh névleges energiaés a kész csomagolás maximális súlya142 g. Feltételezhető, hogy mindkét jelölt konfiguráció illeszkedik a házhoz, és megfelel az elektromos követelményeknek.

 

Súly komponens	Pouch Pack	Hengeres csomag
Kombinált sejttömeg	100 g	115 g
Mechanikus támasztékok	28 g	10 g
Védelmi elektronika és kábelezés	16 g	16 g
Kész csomag súlya	144 g	141 g
142 g súlyigény	FAIL	PASS

 

A tasakos cellák cella szinten 15 grammot takarítanak meg, de a kész tasakcsomag 3 grammal többet nyom.

Ezek az adatok illusztrációk, nem mért Blumoti termékek.

 

Kész csomag súlya=cella súlya + szerkezeti elemek + elektromos alkatrészek

 

Beszerzési követelmény:Adja meg a kész csomag maximális tömegét, és kérje meg a mért súlyt, beleértve a tartókat, védőburkolatokat, csatlakozókat, szigetelést és rögzítő hardvert. A csupasz cellasúly nem elfogadható helyettesítője.

4. Mekkora duzzanat és kompressziós járulékra van szüksége egy tasakos cellának?

Tasak sejt duzzanatbefolyásolja a helyigényt az akkumulátor teljes élettartama alatt.

A sejtek vastagsága reverzibilisen változhat a töltöttségi állapot (SoC) és a hőmérséklet függvényében, míg az öregedés további visszafordíthatatlan növekedést idézhet elő.

Az összeg a kiválasztott cella kémiától, tervezéstől és működési feltételektől függ. [4]

► Minden tasak akkumulátornak ugyanazt a kompressziós nyomást kell használnia?

Nem.

A kutatások kimutatták, hogy a mechanikai kompressziós körülmények befolyásolják a tasaksejtek duzzadását és az öregedési viselkedést. Egy cellakialakításra megállapított nyomástartomány azonban nem alkalmazható mindegyikreegyedi LiPo akkumulátor csomag. [4][5]

A csomagtartó a gyártó követelményeitől függően tartalmazhat megfelelő betéteket, merev lemezeket vagy szabályozott előfeszítést

A csomagnak a megengedett maximális méretein belül kell maradnia anélkül, hogy a tasakot, a tömítés széleit vagy a füleket elfogadhatatlan mechanikai igénybevételnek tenné ki.

Beszerzési követelmény:A burkolat rajzának jóváhagyása előtt szerezze be a cellaspecifikus bővítési és tömörítési útmutatót. Ne használjon univerzális duzzadási százalékot vagy előterhelési értéket.

5. Hogyan kell a tasaknak és a hengeres csomagoknak átmenni a mechanikai ellenőrzésen?

Zsákos és hengeres akkumulátorcsomagokeltérő támogatási elrendezést igényelnek, de mindkettőnek meg kell felelnie a termék mechanikai minősítési követelményeinek.

► Tasakcellás kialakítás: Hogyan kell védeni a füleket és a tömítéseket?

A tasakcellák szabadon lévő terminálfülekkel rendelkeznek, amelyek a lezárt éleken keresztül nyúlnak át. A cella és az összekapcsolás közötti relatív mozgás a feszültséget a fül és a tasak találkozásánál koncentrálhatja.

A csomagolás kialakításának megfelelő cellatámasztást, feszültségmentesítést és védelmet kell biztosítania az élek kopása vagy átszúrása ellen.

► Hengeres cella kialakítás: A merev burkolatok elegendőek a rezgésállósághoz?

Nem.

A hengeres fémdoboz helyi mechanikai védelmet biztosít, de a teljes csomag tartóssága a cellatartóktól, hegesztésektől, gyűjtősínektől, rögzítőelemektől és a ház kialakításától függ.

A merev cellákat megfelelő tervezési minősítés nélkül nem szabad teherhordó szerkezeti elemként kezelni.

► Mi határozza meg a mechanikai teszt sikerességét vagy sikertelenségét?

 

Az OEM-nek meg kell határoznia a vibrációs, ütési, szerelési és ellenőrzési követelményeket a termék működési környezete alapján.

 

Mechanikai teszt	Elfogadási feltétel
Rezgés és sokk	Nincs cella elmozdulása, laza rögzítőelemek vagy sérült összeköttetések
Tasak tömítés és fül ellenőrzése	Nincs látható szakadás, defekt vagy a fül csatlakozási sérülése
Mechanikus rögzítés	A cellák és a rögzítőelemek biztonságosak maradnak
Elektromos folytonosság	Nincs szakaszos csatlakozás vagy rendellenes ellenállásváltozás a megállapodás szerinti határokon túl
Méretvizsgálat	A kész összeállítás a megadott méreteken belül marad

 

Ezek példakénti elfogadási kritériumok; a termékre vonatkozóan meg kell határozni a numerikus vizsgálat súlyosságát, időtartamát, a mérési tűréshatárokat és a mintavételi követelményeket.

 

Beszerzési követelmény:Szerezze meg a kész csomagolás vizsgálati eredményeit és a teszt utáni ellenőrzési jegyzőkönyveket. A merev burkolat vagy rugalmas tasak önmagában nem biztosítja a mechanikai megbízhatóságot.

6. Milyen mechanikai előírásokat kell tartalmazniuk az OEM vásárlóknak az ajánlatkérésben?

Aegyedi tasak akkumulátorvagy18650/21700 lítium-ion akkumulátorcsomag, ugyanazokat a mechanikai adatokat kérje minden szállítótól.

Az akkumulátoregység mechanikai kialakítása: RFQ ellenőrzőlista

Adja meg a rendelkezésre álló burkolatméreteket, a maximális súlyt, a szerelési feltételeket és a szükséges működési környezetet az RFQ-ban.

A szállító jóváhagyásának az ellenőrzött kész akkumulátorcsomagtól kell függenie – a meg nem hirdetett cellaformátum előnyeitől.