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组装 Lifepo4 电池的几何和拓扑考虑因素


发布时间:2023-05-14 11:58:46 来源: http://gkfp.cn/

摘要:有无数种电池组组合。以下是最受欢迎的:情况 1:梯形、线性、F 型或径向梯形直线F型或径向请注意,当电池数量为偶数时,皮带会从顶部脱落;当电池数量为奇数时,一条会从顶部脱落,另一

有无数种电池组组合。以下是最受欢迎的:

情况 1:梯形、线性、F 型或径向

梯形直线F型或径向
梯形直线F型或径向

请注意,当电池数量为偶数时,皮带会从顶部脱落;当电池数量为奇数时,一条会从顶部脱落,另一条会从底部脱落。使用连接器和热缩包装,它们看起来像这样:

电池组
电池组

阶梯包的大小为 D x nD x H  ,其中 D 是细胞的直径,  n 是细胞的数量,  H 是细胞的高度。

案例二:多排电芯Lifepo4电池

有两种方法可以开始打包它们。一个可以称为立方体,另一个可以称为面心立方体,或嵌套。

多行单元格
多行单元格

立方体包装整齐排列。这种电池组的大小为 nD x mD x H,其中 n 是一行中的电池数,  m 是行数,  D 是电池直径,  H 是电池高度。

案例 3:以面为中心的“立方体”

以面为中心
以面为中心

面心立方填料嵌套以占用更少的空间。计算大小需要一点几何,如下所示:

面心立方体
面心立方体

尺寸为 L x W x H  ,其中
L = (n +½)D
W = [0.866(p-1)+1] D
H=H

p 是行宽数。

案例4:长短行交替的FCC

如果长短行交替出现,如3、4、3十格组,则公式为

长短列交替的 FCC
长短列交替的 FCC

L = mD
W = [0.866(p-1)+1] D
H = H

其中 m 是最长层中的单元数, p 是层数。热收缩看起来像这样: 

FCC 长短行交替-2
FCC 长短行交替-2

案例 5:固定通道宽度优化

如果您有一个固定宽度的通道并且想要交错单元格以最大化每单位宽度的单元格数量怎么办?拿出你的高中几何书,这更棘手!

固定通道宽度优化
固定通道宽度优化

在高度为 T 的通道中,直径为 D 的电池之间的距离 P 为 P = sqrt (2TD-T^2)
因此,如果您将直径为 18 毫米的电池安装到 25.4 毫米的通道中,则电池之间的距离为 16.8 毫米。在这种情况下,您可以每 15 个单元放入一个额外的单元,或者为每个单元节省 1.2 毫米的宽度。

案例 6:在管中包装细胞,3 个细胞。

对于 3 电池组,您可以将电池放入试管中

管内包装电池 3 个电池
管内包装电池 3 个电池

外圆直径为 2.16 D。

案例 7:在管中包装细胞,4 个细胞。

对于圆管中的四电池组

管内包装电池 4 个电池
管内包装电池 4 个电池

外接圆的直径为 2.41 D。
例如,AA 电池的直径为 14.2 mm,因此三个可装入直径为 30.7 mm 的管中,四个可装入直径为 34.22 mm 的管中。当然,您会希望稍微扩展它以解释细胞直径最多 0.5 mm 的变化。

案例 8:在管中包装细胞,最多 91 个细胞

直径“D”管中的圆柱形电池 外接圆的近似直径 方案
2 格 二维 并排
3 细胞 2.16D 三角形
4 格 2.414天 正方形
5 格 2.70 五角大楼
5 格 3D 正方形内一
6 格 3D 六边形
7 格 3D 内六角
8 格 3.305D 内有一个七边形
9 格 3.62D 八角内一
10 细胞 4.4D 五角大楼外有 5 个以上对称排列的单元格
10 细胞 3.92D Nonagon 里面有一个
11 格 4D Nonagon 里面有两个
12 格 4D 九边形内三
13 格 4.24D 内三边十边形
14 格 4.4D 内四角十边形
15 格 4.55D 内四边形
16格 4.9D 里面有四个的十二边形
19格 5D 六方密排
37 格 7D 六方密排
61个细胞 9D 六方密排
91格 11D 六方密排

案例 9:线性,或 L 型,或轴向

这是一堆首尾相连的电池。

线性或 L 型或轴向
线性或 L 型或轴向

这些电池组通常是通过并排放置两个电池并在端子上焊接镍带来构建的,就像在梯形电池组中一样。然后通过将镍连接带弯曲成“U”形,将电池首尾相连地弯曲。为此,允许每个结的厚度增加 ½ 至 1 毫米。

热敏电阻

请不要发明自己的温度控制系统。行业标准热敏电阻在 25°C 和 B=3950 时为 NTC 10K。

Lifepo4电池组组装

焊接与焊接
大多数电池组是使用镍带作为触点点焊在一起的。直接焊接到电池上对电池来说是危险的。如果热量太高,很容易熔化或扰乱安全通风口、敲击密封件或导致内部短路。这种损害可能要到以后才会注意到。

然而,并不是每个人都有电容放电点焊机,因此 PowerStream 制定了一个计划,我们可以在工厂点焊镍焊片。这很便宜,并且允许最终用户轻松地将定制电池组焊接在一起,而不必担心损坏电池。

热缩管

将电池组固定在一起的最常见方法是使用热缩管。这对于小包装来说具有足够的强度,但随着重量的增加,需要更多的结构强度。这是通过在包装的顶部和底部添加一层结构材料(通常是塑料或鱼纸)来实现的。如果要将电池放入另一种结构中,无论是塑料外壳还是系统盒,使用热缩管或胶带将其绑在一起以便于处理仍然很重要。

组装和使用电池组时,请注意不要无意中使电池短路。如果相邻电池的外壳接触,串联的电池组就会短路,因为外壳是端子。如果电池被收缩包裹、薄膜包裹或涂漆并且电池相互摩擦,就会发生这种情况。众所周知,脆性收缩包装在压力下会碎裂,留下裸露的细胞壁。如果存在发生这种情况的危险,则使用纸板套管而不是仅使用热缩管。
另一个力量来源是在细胞接触的地方使用胶水。氰基丙烯酸酯有时用于将东西粘在一起,但如果不加固,会削弱乙烯基热缩。热熔胶更宽容。

Lifepo4 电池座

使用或设计电池座时,请确保为短电池、长电池或宽电池提供足够的空间。避免锋利的夹子边缘接触电池,否则它们可能会切割薄膜或油漆,从而导致同一夹子固定的电池之间发生短路。

灌封Lifepo4电池?

电池在充电和放电过程中会膨胀和收缩。灌封电池不是一个好主意,除非有针对这种尺寸变化的一些规定。这可以通过包括泡沫垫来吸收膨胀应力来补偿。除非灌封不覆盖密封件,否则通风也存在问题。您不希望压力增加到将灌封材料吹散的程度。

箱子和柜子?

在整个生命过程中,大多数电池会释放氢气,有时还会释放氧气。如果您正在设计一个封闭的系统,例如防水灯、防风雨装置等,请考虑到这一点。应该使用一些释放或吸收氢气的方法,用空气或惰性气体充满。在封闭的机柜中,一些通风措施是必要的,以防止氢气积聚。

电气和系统注意事项

 

我需要多少安培小时?

电池容量以安培小时或毫安小时为单位。容量的符号是 C。这是安培乘以小时。除以小时,你得到安培数,除以安培数,你得到小时数。例如,5 安培小时的电池与 5000 毫安小时的电池相同。如果要在 10 小时内放电,可以获得 5/10 = 0.5 安培的电流。如果需要 100 毫安电流,则可以运行 5000/100 = 50 小时。

通常,放电或充电速率与 C 成正比。因此,C/5 的放电速率表示 C/(5 小时),或在 5 小时内将电池完全放电的恒定电流。

运行时间与电流的计算是一个粗略的估计,但在适当的条件下是准确的。放电越快,电池容量越低。这种权衡取决于电池的化学成分和结构。通常电池的容量以 C/20 放电率表示。因此,一个 12 安培小时的电池密封铅酸电池实际上会稳定输出 0.6 安培的电流 20 小时。但是,如果以 12 安培的电流对同一块电池进行放电,您预计可以运行一个小时,但只能持续 22 分钟。此外,如果您想以 10 毫安电流运行,您将获得少于预期的 1200 天,因为电池的自放电会限制您的运行时间。

不同的电池化学物质在这方面有所不同。铅酸电池在快速放电端可能是最差的。镍镉和镍氢要好得多。


    上一篇我们送上的文章是 为什么要使用Lifepo4电池组? , _!在下一篇继续做详细介绍,如需了解更多,请持续关注。
本文由日本NEC锂电池中国营销中心于2023-05-14 11:58:46 整理发布。
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