Une introduction détaillée pour le meilleur bloc-batterie

Dans l'industrie des blocs-batteries, on appelle batteries les piles qui ne sont pas assemblées et qui ne peuvent pas être utilisées directement, ainsi que les piles qui sont connectées aux cartes PCM et qui ont des fonctions telles que le contrôle de la charge et de la décharge. Les cellules sont une partie importante des batteries dans le meilleur assemblage d'un bloc-batterie.

Piles et batteries

Les cellules les plus couramment utilisées pour le meilleur bloc-batterie : polymère, lithium-ion à coque en aluminium, lithium-ion à coque en acier, cellules cylindriques (lithium-ion, nickel-métal-hydrure).

Types de cellules

Modèle de cellule et méthode de dénomination des spécifications

Selon le système électrochimique de la batterie + la taille, comme le modèle 383450 lithium-ion carré, se réfère à la partie du corps de la cellule de la batterie largeur 34mm épaisseur 3,8mm long 50mm ; modèle 18650 type cylindrique, se réfère au diamètre de la cellule 18mm long 65mm polymère. Le modèle de l'objet (emballage souple) 383450 se réfère à la partie physique de la cellule de la batterie, d'une largeur de 34 mm, d'une épaisseur de 3,8 mm et d'une longueur de 50 mm. Si vous souhaitez obtenir des informations plus détaillées sur les piles 18650, vous pouvez lire l'article suivant Accumulateurs 18650 vs 14500 dans notre site web.

Principaux modèles de cellules

■ IFR18650-1.5Ah
■ IFR22650-2.3Ah
■ IFR26650-3.6Ah
■ IFR32700-5.5Ah
■ IFR32700-6.0Ah
■ IFP2270160-20Ah
■ IFP2270160-24Ah

Système électrochimique

■ Électrode cathodique :
P1 : Cobaltate de lithium LCO, Manganate de lithium LMO, Nickelate de lithium LNO, Matériau binaire NCA, Matériau ternaire NCM ;
P2 : Lithium-phosphate de fer LFP
■ Électrode anodique :
N1 : graphite, carbone dur ;
N2 : titanate de lithium LTO,
■ Système de 3,7V : P1+N1 ICP/ICR INR/INP
■ Système de 3,2 V : P2+N1 IFP/IFR (IFR32700-6.0Ah IFP2270160-20Ah)
■ Système de 2,4V : P1+N2 ITP/ITR
■ Système de 1,9 V : P2+N2 n'est pas utilisé actuellement

Processus de connexion cellulaire

Soudage par résistance, assemblage par boulons et vis, assemblage par soudage au laser, assemblage par soudage au fil d'aluminium

Formes communes en série et en parallèle

La connexion en série et en parallèle de la meilleure batterie permet d'augmenter la tension et la capacité.

■ Lorsqu'elles sont connectées en série dans une batterie, la capacité reste inchangée et la tension double ; les cellules sont chargées ou déchargées en même temps, et le courant de chaque chaîne est le même.

■ Lorsque les batteries sont en parallèle, la capacité est doublée ; lorsque les cellules sont chargées ou déchargées en même temps, le courant est réparti selon la loi d'Ohm, plus l'impédance de la batterie est faible, plus le courant est élevé, et plus l'impédance est élevée, plus le courant est faible.
■ En cas de connexion en série et en parallèle, la capacité est doublée et la tension est doublée pour obtenir le meilleur ensemble de batteries ;

■ Problèmes causés par la chaîne de batteries et parallèles au meilleur pack de batteries : cohérence de la batterie
Cohérence de l'état initial : Capacité résistance interne tension (SOC) Autodécharge (valeur K)
Cohérence de l'état du processus : Taux de décroissance de la capacité Taux de décroissance de l'autodécharge

Composition de la batterie

La meilleure batterie se compose des deux parties les plus importantes : la cellule et la carte de circuit de protection (généralement appelée carte PCM).

Base du conseil de protection : La raison pour laquelle les piles au lithium (rechargeables) ont besoin d'une protection est déterminée par leurs propres caractéristiques. Étant donné que le matériau de la pile au lithium elle-même détermine qu'elle ne peut pas être surchargée, surdéchargée, en surintensité, en court-circuit et en charge et décharge à très haute température, les composants de la pile au lithium seront toujours accompagnés d'une carte de protection délicate et d'un fusible de courant.

La carte de protection comprend généralement des circuits intégrés de contrôle, des commutateurs MOS et des dispositifs auxiliaires NTC, ID, mémoire, etc. Parmi ceux-ci, le circuit intégré de contrôle commande l'activation du commutateur MOS dans des circonstances normales, de sorte que la cellule communique avec le circuit externe, et lorsque la tension de la cellule ou le courant de boucle dépasse la valeur spécifiée, il commande immédiatement la désactivation du commutateur MOS afin de protéger la sécurité de la cellule.

La plage de protection de la plaque de protection

La tension de charge maximale du chargeur est de 4,2 V ;
La tension de décharge minimale des appareils électriques est de 3,3~3,0V ;
La tension de fonctionnement de la batterie est comprise entre 4,2V et 3,0V ;
La tension de protection de la carte de protection est comprise entre 4,30V et 2,5V ;
Cellule NF, plage NE 4,8V ~ 2,0V ;
Des plaques de protection à plusieurs sections et à une section protègent le corps unique.

Principe du BMS

Fonctions communes du BMS : protection contre la surtension de charge, protection contre la basse tension de décharge, protection contre la surintensité de charge, protection contre la basse intensité de décharge, protection contre la surchauffe de charge, protection contre la basse température de décharge, fonction d'égalisation, fonction de précharge, fonction de limitation du courant, fonction d'anti-recours, fonction de contrôle du chauffage, fonction d'interrupteur de point faible, fonction de contact sec, fonction de communication (câblée, sans fil), fonction de stockage.

■ Fonction de communication BMS
Tension totale de la batterie, état de charge, durée des cycles, courant de charge et de décharge, tension de la chaîne, température de la batterie, température ambiante, positionnement GPS.

SMBUS, le bus de gestion du système, est une interface à deux fils. Il évolue selon le principe du bus I2C et peut être considéré comme une version simplifiée du bus I2C. Le SMBus a été appliqué à l'origine aux batteries intelligentes, telles que les chargeurs de batterie et les microcontrôleurs. Il fournit un système et un bus de contrôle des tâches liées à la gestion de l'énergie aux meilleures batteries. Aujourd'hui, les types de dispositifs qui peuvent être connectés au bus SMBus sont plus variés, y compris les dispositifs liés à l'alimentation, les capteurs du système, la capacité EEPROM et d'autres dispositifs pour la communication d'informations.

Le SMBus est intégré dans les trois couches inférieures du modèle OSI : physique, liaison de données et réseau. La couche physique définit les caractéristiques électriques du SMBus ; la couche liaison de données normalise partiellement la transmission des données (bits et octets), l'arbitrage et les signaux d'horloge ; la couche réseau gère le protocole de résolution d'adresse du SMBus et le protocole de transmission des données du bus.

Le protocole Modbus est un langage commun appliqué aux contrôleurs électroniques de la meilleure batterie. Il définit la structure des messages qu'un contrôleur peut reconnaître et utiliser, quel que soit le réseau sur lequel il communique. Il décrit le processus par lequel un contrôleur demande l'accès à d'autres dispositifs, s'il répond aux demandes d'autres dispositifs et comment les erreurs sont détectées et enregistrées. Il établit un format commun pour le format et le contenu des champs de message.

RS485 utilisée dans l'industrie est une norme électrique qui spécifie des paramètres électriques tels que le support de communication, la tension, la résistance, etc. mais ne définit pas de protocoles spécifiques. Les normes que Modbus peut utiliser comprennent RS232, RS422, RS485, TCP/IP, etc. RS485 supporte non seulement le protocole Modbus, mais aussi des protocoles tels que Profibus.

L'unité de supervision de terrain (FSU) de l'unité de surveillance de l'environnement dynamique intelligent de la station de base de la tour est composée de plusieurs modules de surveillance et d'autres équipements auxiliaires, de relais de données et d'autres fonctions. Protocole de communication de la station de base : YD/T1363.2 bureau de communication (station) alimentation électrique, climatisation et système centralisé de surveillance et de gestion de l'environnement.

Le CANbus, en tant que bus de communication de données en série, est largement utilisé dans les domaines du contrôle industriel, de la technologie électronique automobile, de l'équipement médical et dans bien d'autres domaines. CANBus (ControLLer Area Net-work Bus), qui est la norme ISO11898CAN, est un système de bus série orienté vers la diffusion qui connecte des dispositifs de terrain (capteurs, actionneurs, contrôleurs, etc.) Utilisé dans l'industrie automobile, et de plus en plus dans l'industrie de l'automatisation de la fabrication.

Le protocole CAN ne définit que les deux couches inférieures du modèle : la couche de liaison de données et la couche physique, qui assure une transmission de données sans erreur entre les nœuds. Le protocole de la couche application du CAN doit être défini par l'utilisateur ou adopter le protocole standard formulé par certaines organisations internationales. Les plus répandus sont DeviceNet et CANopen, qui sont largement utilisés dans le contrôle des processus et le contrôle électromécanique respectivement. Toutefois, ces protocoles ont généralement une structure plus complexe et conviennent mieux aux applications dans les systèmes complexes à grande échelle.

■ Fonction de communication sans fil BMS
BLUETOOTH prend en charge la technologie radio de communication à courte distance (généralement dans un rayon de 10 m) entre les appareils, et peut échanger des informations sans fil entre de nombreux appareils, notamment les téléphones mobiles, les PDA, les casques sans fil, les ordinateurs portables et les périphériques connexes dans le meilleur bloc-batterie. Grâce à la technologie "Bluetooth", il peut simplifier efficacement la communication entre les terminaux de communication mobiles.

La technologie de communication mobile 2G/4G de type analogique de première génération ne fournit que des services vocaux ; le taux de transmission du système de communication mobile numérique de deuxième génération n'est que de 9,6Kbps, jusqu'à 32Kbps ; tandis que le taux de transmission de données du système de communication mobile de troisième génération peut atteindre 20Mbps. Le système de communication mobile de quatrième génération est une technologie qui intègre la 3G et le WLAN et peut transmettre des images vidéo de haute qualité, la qualité de transmission des images étant comparable à celle des téléviseurs haute définition. Il peut transmettre des informations sans fil à une vitesse de 100 Mbps.

Types de boîtiers de batterie

■ Panneau époxy + PVC (emballage simple)
Cela dépend principalement des besoins spécifiques des produits du client. Il est nécessaire d'ajouter des supports fixes entre les cellules pour obtenir le meilleur pack de batteries, et après avoir ajouté une protection en fibre de verre à la périphérie, le PVC se rétracte à chaud et de la colle imperméable est appliquée.

■ Passes carrées en aluminium ou moulage sous pression coque en aluminium
Profilé d'aluminium carré principal Profilé d'aluminium carré. Le profilé carré en aluminium a une caractéristique de moulage par extrusion de ventilation en aluminium.

■ Moule mâle en plastique
Le moule masculin est public, c'est-à-dire qu'après que le fabricant a ouvert le moule (bien entendu, le moule appartient au fabricant de l'ouverture du moule), n'importe qui peut acheter les produits fabriqués par ce moule.

■ Moule privé coque en plastique
Un moule privé signifie que le moule a été développé par l'entreprise elle-même, que les droits d'auteur lui appartiennent et que le moule est personnalisé.

■ Boîte en tôle
La boîte en tôle n'a pas besoin d'ouvrir le moule. Elle est fabriquée en pliant la plaque de métal, en l'assemblant et en la soudant, puis en pulvérisant de la poudre et de la peinture au four.

■ Boîte en tôle étanche en fer
La boîte en tôle doit être bridée et scellée, et de multiples mesures telles que des bandes d'étanchéité et des écrous étanches peuvent être utilisées pour atteindre un niveau d'étanchéité fiable.

PTC

PTC : Abréviation de Positive Temperature Coefficient en anglais, ce qui signifie coefficient de température positif. Plus la température est élevée, plus la résistance augmente, et elle se rétablit après refroidissement. Le CTP dans les produits de batterie peut empêcher l'apparition d'une décharge à haute température et d'un courant élevé dangereux du meilleur bloc-batterie. En fonction de la tension, des caractéristiques de densité de courant et de l'environnement d'application de la batterie, il existe des exigences particulières en matière de CTP. La CTP est un composant de sécurité très important dans les batteries.

NTC

NTC (Negative Temperature CoeffiCient) désigne le phénomène de thermistance et le matériau dont la résistance diminue exponentiellement avec l'augmentation de la température et a un coefficient de température négatif. Le matériau est une céramique semi-conductrice composée d'au moins deux oxydes métalliques, tels que le manganèse, le cuivre, le silicium, le cobalt, le fer, le nickel et le zinc, qui sont entièrement mélangés, formés et frittés. Il peut être transformé en thermistance à coefficient de température négatif (CTN).

Au lieu de contrôler directement un meilleur bloc-batterie, le NTC fournit un signal de température qui est converti en résistance. Après que le circuit de gestion de la charge a obtenu le numéro de modèle, il juge si la température est normale pour déterminer si la charge est normale ou non.

Méthode de connexion du meilleur circuit de batterie

■ Soudure : Principalement utilisé pour la connexion des fils et des circuits imprimés ; renforcement du conducteur des circuits imprimés à haute intensité.
■ Soudage par points : Principalement utilisé pour la connexion à la cellule ; le PCM est connecté à la cellule.

Expression caractéristique du meilleur bloc-batterie

■ Une dénomination simple :
FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh

■ Nomenclature complexe :
FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh+PCM+NTC+Wire+Conn.

■ Expression de la configuration :
FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh
PCB: S-8254ABC+4407+R020+NTC(10K,B=3435)
FIL : UL1532 AWG20# L=180±5mm
Conn. : XH2.54-5P Avant

■ Expression de la performance :
FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh
Ajouter une carte, ajouter un fil, ajouter une prise, ajouter un NTC
Courant de travail : 1,0 A
Courant maximal : 3,0 A
Taille maximale : 23×78×68mm

Scénarios d'application et spécifications du bloc-batterie

■ Scénarios d'application : véhicules à basse vitesse/éclairage public/acide-plomb/stations de base/stockage d'énergie domestique, etc. Si vous souhaitez en savoir plus sur le stockage de l'énergie à domicile, lisez l'article suivant Les 10 premiers fabricants de Powerwall pour le stockage de l'énergie à domicile dans le monde sur notre site web.
■ Spécifications d'apparence : les dimensions, les exigences en matière d'enveloppe, etc.
■ Caractéristiques de la batterie : niveau de tension, niveau de capacité, niveau d'énergie.
■ Spécification de puissance : temps de travail, courant de travail, puissance maximale.
■ Exigences en matière d'interface : Anderson, Amphenol, bornes de clôture.
■ Exigences en matière de communication : SMBUS, modbus, canbus.

L'un des scénarios d'application de la batterie au lithium - le lampadaire solaire

Pendant la journée, le panneau solaire absorbe la lumière solaire et la convertit en énergie électrique après avoir été irradié par la lumière du soleil. Sous le contrôle du contrôleur intelligent, il charge la meilleure batterie. La nuit, le bloc-batterie fournit de l'électricité pour alimenter la source lumineuse LED afin de réaliser la fonction d'éclairage. Le contrôleur intelligent peut s'assurer que le bloc-batterie best n'est pas endommagé par une surcharge ou une décharge excessive, et possède des fonctions telles que le contrôle de la lumière, le contrôle du temps, la compensation de la température, la protection contre la foudre et la protection contre l'inversion de polarité.

Introduction et fonctions principales des composants clés

■ Modules solaires
En raison de la particularité des lampadaires solaires, les panneaux solaires sont généralement installés sur des poteaux d'éclairage. Les poteaux d'éclairage sont généralement situés à plus de 5 mètres, avec un centre de gravité élevé, et la plupart des panneaux solaires sont suspendus. En raison de la résistance au vent, on choisit généralement plusieurs panneaux solaires pour obtenir la puissance nécessaire.
Fonction principale : absorber la lumière du soleil, convertir la lumière en énergie électrique et charger la batterie.

■ Batterie de stockage
À l'heure actuelle, l'industrie utilise des batteries au plomb sans entretien et étanches ou des batteries colloïdales. Toutefois, avec le développement de l'industrie des nouvelles énergies et les politiques nationales, la plupart des piles au lithium ont remplacé les piles au plomb.
Fonction principale : Il s'agit de stocker l'énergie électrique convertie par les panneaux solaires et de fournir de l'énergie électrique pour l'éclairage public.