Что такое аккумуляторный элемент, аккумуляторный модуль и аккумуляторный блок?

Если вы работаете в таких отраслях, как электромобили и возобновляемые источники энергии, важно понимать разницу между аккумуляторным элементом, аккумуляторным модулем и аккумуляторным блоком. Эти детали играют разные роли в аккумуляторной системе, и их конкретная конфигурация может существенно повлиять на производительность, эффективность и безопасность. Поэтому в этой статье мы углубимся в особенности каждого компонента, объяснив, что делает их уникальными друг от друга и как они взаимодействуют друг с другом, образуя целостную аккумуляторную систему.

Что такое аккумуляторная ячейка?

Аккумуляторная батарея — это наименьшая единица аккумуляторной системы, которая работает как фундаментальный строительный блок. Каждая ячейка состоит из катода (положительного электрода), анода (отрицательного электрода), электролита, который помогает ионам перемещаться между электродами, и сепаратора. Движение ионов между положительными и отрицательными электродами создает поток ионов, которые мы используем в качестве электрической энергии для питания различных устройств. Каждая ячейка имеет свою емкость, напряжение, срок службы и т. д., что определяет ее производительность для различных применений.

Типы аккумуляторных элементов

Аккумуляторные элементы бывают разных форм, включая цилиндрические, призматические и пакетные.

Что такое аккумуляторный модуль?

Батарейный модуль – это сборка, объединяющая несколько ячеек аккумуляторов. Эти ячейки могут быть соединены как последовательно, так и параллельно. Одиночная ячейка такого типа имеет ограничения по своей энергетической емкости, поэтому сама по себе она не может обеспечить достаточно энергии для большинства приложений. Внутри модулей ячейки соединены электрическими соединениями и заключены в защитный кожух. Такая конструкция улучшает общую производительность/эффективность и энергоемкость системы. В результате этот модульный подход обеспечивает большую гибкость при разработке аккумуляторных систем, которые можно использовать во многих приложениях, начиная от миниатюрных электронных устройств и заканчивая крупномасштабными системами хранения энергии.

Преимущества использования аккумуляторных модулей

Хотя это правда, что существуют некоторые небольшие приложения, в которых аккумуляторные элементы могут быть непосредственно собраны в аккумуляторный блок; этот подход лучше всего работает для устройств небольшого размера с умеренными требованиями к мощности, таких как небольшая электроника; однако для приложений, требующих более высокой производительности, повышенного уровня безопасности, а также лучших перспектив масштабируемости, лучше использовать аккумуляторные модули для удовлетворения этих потребностей. Эти приложения включают электромобили, системы хранения возобновляемой энергии и промышленное оборудование.

Простота обслуживания

Батарейные модули упрощают обслуживание по сравнению с отдельными элементами. В случае неисправности какого-либо модуля его можно заменить, не разбирая весь аккумуляторный блок, тем самым сокращая время простоя и затраты на техническое обслуживание. Стандартизированные модули облегчают ремонт и замену. Это обеспечивает непрерывность работы, особенно в таких приложениях, как электромобили и крупномасштабные хранилища энергии.

Снижение риска теплового выхода из-под контроля

Батарейные модули повышают безопасность, снижая вероятность перегрева. Когда слишком большое количество тепла приводит к повреждению, это называется тепловым выходом из-под контроля. Модули позволяют использовать передовые решения по управлению температурным режимом, такие как жидкостное охлаждение и радиаторы. Такие системы эффективно управляют и рассеивают тепло, что позволяет поддерживать одинаковую температуру во всех ячейках. Кроме того, модули могут иметь защитные схемы и предохранители, изолирующие поврежденные ячейки, чтобы предотвратить распространение сбоев.

Более высокая общая структурная прочность

Батарейные модули обеспечивают надежную защиту отдельных ячеек. Прочная конструкция снижает риск повреждения от ударов, вибраций и других нагрузок. Это обеспечивает надежность и долговечность. Повышенная структурная целостность особенно полезна в таких приложениях, как электромобили, где батареи сталкиваются с постоянным движением и потенциальными столкновениями.

Гибкость и Масштабируемость

Гибкая и масштабируемая природа аккумуляторных модулей помогает при проектировании аккумуляторной системы. Модульные конструкции позволяют создавать блоки батарей с разным напряжением и емкостью, что можно сделать путем размещения различного количества этих модулей. Это означает, что производители могут производить батареи в соответствии с конкретными потребностями, когда им нужны небольшие электронные или крупные промышленные системы.

Повышение эффективности производства

Аккумуляторные модули повышают эффективность производства за счет стандартизации процессов. Это обеспечивает стабильность качества и производительности. Упрощенные процессы сборки приводят к сокращению времени производства, а также снижению затрат. Следовательно, высококачественные аккумуляторные системы могут производиться производителями дешево и достаточно быстро. В крупномасштабных производственных операциях это становится важным, поскольку оно направлено на удовлетворение потребностей рынка.

Что такое аккумуляторная батарея?

Аккумуляторная батарея представляет собой полноценную систему хранения энергии, состоящую из различных аккумуляторных модулей, которые затем иногда объединяются с помощью встроенных систем управления. В него также включена система BMS — аккумуляторный блок. Другие элементы включают систему управления батареями (BMS), систему управления температурным режимом и раму корпуса, составляющие аккумуляторный блок. Все эти компоненты работают согласованно, обеспечивая лучшую производительность и безопасность. Следовательно, система повышает эффективность хранения и распределения энергии для различных целей, таких как портативная электроника, электромобили, крупномасштабное хранение энергии.

Как собираются аккумуляторные батареи?

Сборка аккумуляторной батареи состоит из нескольких важных этапов. Все начинается с выбора подходящих типов аккумуляторных модулей и их интеграции с BMS. Для достижения желаемого напряжения и емкости аккумуляторы подключаются последовательно или параллельно. Этот процесс требует точных электрических соединений, чтобы обеспечить равномерное распределение мощности по всей сборке. Кроме того, необходимо свести к минимуму внутреннее сопротивление, поскольку его увеличение может повлиять на общую производительность аккумулятора.

В процессе сборки учитываются тепловые проблемы при сборке аккумуляторного блока. К ним относятся передовые системы, такие как жидкостное охлаждение или механизмы рассеивания тепла, где это необходимо для поддержания оптимальных температур и, следовательно, предотвращения перегрева. Это особенно важно, особенно в приложениях с высокой мощностью, где эффективное рассеивание тепла предотвращает неконтролируемый перегрев, обеспечивая длительный срок службы аккумуляторной батареи.

С другой стороны, каркас корпуса означает структурную прочность и защиту от атмосферных воздействий, обеспечиваемую этим контейнером, окружающим все остальные части устройства. Он рассчитан не только на механические удары, но и на вибрацию, что обеспечивает безопасность и надежность всей аккумуляторной системы. В заключение, упаковка пройдет испытания по показателям производительности, особенно безопасности, а также на соответствие отраслевым стандартам в соответствии с постановлениями властей; следовательно, его можно использовать только в том случае, если эти исследования соответствуют порогу качества.

Батарейный элемент, аккумуляторный модуль и аккумуляторный блок

Аккумуляторная батарея — это фундаментальный строительный блок, обеспечивающий базовую единицу хранения энергии. Несколько ячеек объединяются в аккумуляторный модуль, который увеличивает емкость и напряжение для удовлетворения конкретных требований к питанию. Затем модули интегрируются в аккумуляторный блок — комплексное решение для хранения энергии с передовыми системами управления и защитными функциями.

Применение аккумуляторных элементов, модулей и блоков

Аккумуляторные элементы, модули и блоки используются в различных приложениях, каждое из которых требует определенной конфигурации для удовлетворения своих уникальных требований. Например, в небольших электронных устройствах часто используются аккумуляторные элементы. В этих случаях решающее значение имеют компактный размер и высокая плотность энергии. С другой стороны, в электромобилях в большинстве случаев используются аккумуляторные модули. Главное, что они делают, — это обеспечивают быструю зарядку электромобилей, которую можно заряжать во время торможения или стоянки. Фактически, такие батареи гарантируют, что мощность всегда подается в нужном количестве, как того требует пользователь.

Между тем, в крупных системах хранения энергии используются аккумуляторные блоки со встроенными системами управления. Эти аккумуляторные блоки гарантируют бесперебойное электропитание.

В системах возобновляемой энергетики аккумуляторные батареи хранят избыточную энергию, вырабатываемую солнечными панелями или ветряными турбинами. Эту накопленную энергию можно использовать позже, обеспечивая стабильное электроснабжение даже в периоды низкого уровня выработки электроэнергии. В электромобилях аккумуляторные батареи обеспечивают необходимую мощность для движения. Они также регулируют температурные условия для обеспечения безопасности и долговечности. Таким образом, универсальность аккумуляторных блоков делает их пригодными для различных применений: от хранения энергии в жилых домах до промышленных энергосистем.

Выбор правильного решения для аккумуляторов

Чтобы выбрать аккумуляторное решение, вам необходимо учитывать такие факторы, как безопасность, управление температурным режимом, долговечность, размер и вес. Литий-ионные батареи предпочтительнее из-за их высокой плотности энергии, длительного срока службы, а также надежных функций безопасности. В отличие от них никель-металлогидридные аккумуляторы обладают хорошей плотностью энергии, но имеют более короткий срок службы. Наконец, свинцово-кислотные батареи недороги и надежны, но они весят больше, имеют меньшую мощность на единицу массы и меньшую плотность энергии при меньшем количестве циклов, чем литиевые или никелевые системы. Подробное руководство, которое поможет понять характеристики вашей батареи, приведено ниже:

1. Требования к питанию

Определите выходную мощность, необходимую для вашего приложения, которая измеряется в ваттах (Вт). Расчет этого значения можно найти с помощью:

Мощность (Вт)=Напряжение (В)×Ток (А)Мощность (Вт)=Напряжение (В)×Ток (А)

Например, если ваше устройство работает от напряжения 12 В и ему требуется ток 2 А, то необходимая мощность составит:

12𝑉×2𝐴=24𝑊12V× 2A= 24W

2. Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора означает, как долго вы можете использовать литий-ионный аккумулятор, прежде чем он полностью разрядится; обычно измеряется либо в ватт-часах (Втч), либо в ампер-часах (Ач). Для расчета необходимой мощности используйте формулу:

Емкость (Ач)=Мощность (Вт)×Время использования (ч)Напряжение (В)Емкость (Ач)=Напряжение (В)Мощность (Вт)×Время использования (ч)​

Или непосредственно в ватт-часах (Втч):

Емкость (Втч)=Мощность (Вт)×Время использования (ч)Емкость (Втч)=Мощность (Вт)×Время использования (ч)

Примером может служить устройство, которое потребляет 24 Вт в течение 10 часов:

Емкость (Втч)=24𝑊×10ℎ=240𝑊ℎЕмкость (Втч)=24W× 10h= 240Wh

Заключение

Каждый компонент аккумуляторной системы играет определенную роль, обеспечивая эффективную, безопасную и высокую производительность всей системы. Эти различия позволяют принимать решения и выбирать правильную конфигурацию батареи для вашего применения.

Кэхенг: Ваш №1. Производитель литиевых батарей

В Keheng мы специализируемся на поставке инновационных модульных литиевых батарей, адаптированных ко всем требованиям клиентов. От систем хранения энергии, промышленных аккумуляторов до аккумуляторов для отдыха, в нашем обширном ассортименте продукции наверняка найдется решение для любой потребности.

Каждый модуль, изготовленный нами, характеризуется превосходными функциями безопасности, длительным сроком службы, а также лучшей производительностью. Это связано с тем, что они включают в себя передовые системы терморегулирования и надежные функции безопасности, которые обеспечивают максимальную работу в любых условиях окружающей среды. Будучи новатором, приверженным качеству, Keheng станет вашим надежным партнером, который поможет вам построить будущее.