Comment distinguer et choisir le connecteur de batterie
Avez-vous déjà entendu parler de la connecteur de batterie des packs de batteries au lithium ? Cet article présente la classification et la comparaison des connecteurs de batterie ainsi que la méthode de distinction des matériaux des connecteurs, afin que chacun puisse mieux savoir comment choisir le connecteur de batterie.
Vous pouvez vous référer à la vidéo suivante sur la production d'un bloc-batterie. Le bloc-batterie utilise un connecteur de batterie pour réaliser des connexions en série et en parallèle.
Types et comparaison des connecteurs de batterie
Il existe cinq types courants de connecteurs de batterie :
| Les types | Conductivité/Résistance | Fiabilité des points de soudure | Facilité de soudage | Objectif général |
|---|---|---|---|---|
|
Pièce de connexion en cuivre (pièce en cuivre nickelé) | Bon, environ 4,2 mΩ | Plus élevé | Soudage difficile | Cas où les exigences en matière de courant super élevé sont plus élevées |
| Pièce de liaison en nickel pur | Moyenne, environ 16mΩ | Haut | Soudage facile | Cas où les exigences en matière de courant élevé sont plus élevées |
| Pièce de liaison en fer nickelé | Médiocre, environ 25mΩ | Pauvre | Soudage difficile (plus difficile à souder que le nickel pur) | Petits produits courants et économiques |
| Pièce en alliage Al-Nickel | Meilleur, 3,2~7,2 mΩ | Moyenne | Soudage difficile | Spécial pour les batteries polymères |
| Pièce de liaison en acier inoxydable | Mauvais, environ 200mΩ | Bien | Soudage facile | Produits à faible courant et à faible exigence |
Comment distinguer le type de connecteur de batterie
Étant donné que le nickel métallique fait partie des matériaux métalliques les plus nobles et qu'il appartient également à la catégorie des matériaux ferromagnétiques, les morceaux de nickel pur et de fer nickelé attirent les aimants de la même manière, de sorte qu'il n'est pas possible de distinguer le nickel pur du fer nickelé à l'aide d'un aimant. Les méthodes spécifiques suivantes permettent de distinguer grossièrement le matériau du connecteur de batterie pour les clients.
● Méthode de discrimination des couleurs
Utilisez une lame plus tranchante pour gratter environ 5 à 8 fois le connecteur de la batterie et observez la couleur de la surface grattée du connecteur de la batterie. Si elle apparaît dorée ou rouge dorée, le connecteur de la batterie est en cuivre nickelé.
● Méthode de la gravité spécifique
À taille et volume égaux, le rapport entre le nickel pur et le fer nickelé est d'environ 1,15 fois. En d'autres termes, le nickel est plus lourd que le fer nickelé, ce qui peut être distingué par le poids d'une balance électronique.
● Méthode de résolution chimique
Prenez une tasse en verre, mettez-y une demi-cuillère à soupe de sel de table raffiné, ajoutez de l'eau tiède pour le dissoudre dans l'eau salée, coupez quelques bouts de fil de fer et mettez-les dedans, laissez reposer pendant quatre à cinq heures pour observer la couleur de l'eau salée. Celle qui devient vert clair est du cuivre nickelé ; celle qui devient jaune est du fer nickelé ;
Les pièces qui ne changent pas de couleur ou qui jaunissent légèrement sont des pièces de nickel pur (les pièces de nickel pur contiennent une petite quantité d'impuretés telles que le fer, en raison de la classification des différents degrés de pureté).
● Méthode de mesure de la résistance
Prenez quelques mètres de long (par rapport à la valeur de résistance qui peut être mesurée par le fichier de résistance du multimètre), utilisez un multimètre numérique à 4 chiffres (pouvant distinguer 0,01Ω minimum), mesurez la valeur de résistance de la pièce de connexion, en comparant différents types de connecteurs avec la même épaisseur, la même largeur et la même longueur, celui qui a la plus petite valeur de résistance est le nickel pur, et celui qui a la plus grande valeur de résistance est le nickel-plaqué. Le multiple de la valeur de résistance d'une pièce en fer nickelé et d'une pièce en nickel pur est d'environ 1,4 fois.
● Méthode de résolution visuelle
Le processus de production de la pièce en nickel pur ne nécessite pas de processus de galvanisation, de sorte que sa surface est relativement nette et lisse, mais sa couleur est légèrement terne ; la pièce nickelée est galvanisée, et sa couche superficielle présente des micro-grains de sable, tout en présentant un éclat blanc argenté plus brillant.
Pourquoi choisir la pièce en nickel comme connecteur pour piles au lithium ?
Pourquoi fabricant de batteries lithium-ion odm préfère les pièces en nickel comme connecteur de batterie ? Les avantages des pièces en nickel sont les suivants :
- Les pièces en nickel sont résistantes aux températures élevées, ont une faible résistance interne et sont faciles à souder par points.
- Les pièces de nickel sont bon marché et leur forme peut varier en fonction des exigences de la structure du PACK.
- La technologie du soudage par points est mature et les machines de soudage par points disponibles sur le marché sont bon marché.
- Le soudage par points des batteries au lithium combinées peut pratiquement ignorer les outils de production, ce qui permet d'économiser beaucoup d'argent.
- Il est également plus pratique de l'entretenir et de le démonter après le soudage. Certaines batteries démontées n'ont besoin que de polir la surface de soudage du noyau de la batterie pour être réutilisées.
L'effet de soudage par points du connecteur en nickel de la batterie est bon, la résistance interne est plus faible, la résistance à l'oxydation, la résistance à la corrosion, le temps de décharge de la batterie est plus long, et le soudage par points de la batterie est plus fort. Le prix est plus économique que celui des pièces en cuivre, et le cuivre a l'inconvénient de s'oxyder facilement dans l'air.
Comment choisir la taille du connecteur de batterie
Le choix de la longueur (épaisseur et longueur) de la pièce de connexion de la batterie est motivé par deux raisons :
1. L'intensité du courant circulant dans le connecteur de la batterie est généralement déterminée par le courant de décharge le plus élevé de la batterie pendant le fonctionnement du produit. Par exemple : dans un vélo électrique (batterie de 10AH), le courant de sortie maximal de la batterie est de 7 à 8 ampères (la batterie de démarrage d'une voiture est d'environ 20 à 30 ampères) ; dans la batterie d'un outil électrique, le courant de sortie maximal de la batterie de 10AH est de 7 à 8 ampères (la batterie de démarrage d'une voiture est d'environ 20 à 30 ampères). batterie d'outil électrique est d'environ 10-15 ampères ;
2 La longueur d'application du connecteur de batterie est généralement déterminée par le fait que la chute de tension (perte de ligne) causée par le courant passant par le connecteur de batterie est inférieure à 1%~1,5% de la tension totale de l'ensemble de la batterie. En d'autres termes, plus la longueur est grande, plus la longueur est sélectionnée, et la "perte de fil" du connecteur de batterie est réduite par l'élargissement.
Par exemple : dans le bloc-batterie d'un véhicule électrique, le connecteur court utilisé pour connecter deux batteries adjacentes en série peut utiliser un connecteur de 0,2 x 6 mm. Cependant, pour la connexion en série de batteries sur de longues distances et le connecteur long de la sortie du bloc-batterie, un connecteur de batterie de 0,2 x 10 mm est nécessaire.
Plus la résistance du connecteur de la batterie est élevée, plus la perte de ligne générée par le connecteur de la batterie est importante, plus la capacité de sortie maximale de la batterie sera réduite, et même de la chaleur sera générée lorsque le bloc-batterie fonctionne, ce qui réduira la sécurité du produit.
Calcul de la valeur de résistance du connecteur de batterie
Résistivité du cuivre : 1,694uΩ.cm
Résistivité du nickel pur : 6,9 uΩ.cm
Résistivité du fer pur : 9,78 uΩ.cm
Résistivité de l'alliage Al-Ni : 1,6~3,6 uΩ.cm
Selon la formule R=ρL/S, c'est-à-dire résistance=résistivité×longueur÷surface de la section transversale, la valeur de résistance des différents connecteurs de batterie peut être calculée, puis en fonction de l'importance du courant à faire passer. Les deux facteurs de résistance mécanique à la traction sont utilisés pour sélectionner un connecteur conducteur de batterie approprié. Bien entendu, le facteur coût doit également être pris en compte. Dans la formule ci-dessus, l'unité de R est Ω ; ρ est la résistivité ; L est la longueur en mètres ; S est la section transversale du conducteur en mm².
La conductivité d'un métal est inversement proportionnelle à sa résistivité, plus la résistivité et la résistance sont grandes, plus la conductivité est mauvaise. En outre, la résistance réelle du matériau métallique augmentera par rapport à la valeur calculée théoriquement en raison de sa pureté différente, et la conductivité est le facteur clé du connecteur.
Calcul théorique de la sélection des connecteurs de batterie
Lorsque la pièce de connexion de 0,1x5x100 mm de long est traversée par un courant de 5A et de 10A, la chute de tension qu'elle génère est la suivante :
| Types de connecteurs de batterie | Valeur de résistance | 5A courant chute de tension | 10A courant chute de tension | Perte en utilisation parallèle | Perte dans l'utilisation en série |
|---|---|---|---|---|---|
| Connecteur en cuivre | 4.2mΩ | 0.21V | 0.42V | Très petit | Perte en série N |
| Connecteur en nickel pur | 16mΩ | 0.8V | 1.6 V | Relativement faible | Perte en série N |
| Connecteur nickelé | 25mΩ | 1.25V | 2.5 V | Petit | Perte en série N |
| Pièce en alliage Al-Nickel | 3,2~7,2 mΩ | 0.16~0.36 V | 0.32~0.72V | Très petit | Perte en série N |
| Connecteurs en acier inoxydable | 200mΩ | 1V | 2V | Plus grand | Perte en série N |
Exemple : Batterie de véhicule électrique de 36V/10AH, si 10 pièces de fer nickelé de 0,15x8mmx3cm sont utilisées pour la connexion en série, la résistance totale du connecteur de batterie est d'environ 45mΩ. Lorsque la batterie fonctionne, si elle est calculée avec un courant de décharge de 10A.
On peut calculer que la perte totale de la ligne de chute de tension est d'environ 0,45 V, et que la valeur de la chute de tension représente environ 1% de la valeur totale de la tension, ce qui est un choix raisonnable. Cependant, la perte calculée ci-dessus n'inclut pas la perte des coussinets de connexion parallèle de chaque groupe de batteries, de sorte que la perte totale réelle de l'ensemble du groupe est environ 1~1,5 fois plus importante que la valeur ci-dessus.
En même temps, les hypothèses ci-dessus sont basées sur la valeur moyenne du courant. En fait, lorsque la batterie est utilisée à plusieurs reprises, le courant de crête qui s'écoule est souvent plusieurs fois, voire dix fois, la valeur moyenne. Il convient donc d'être attentif à la perte et à la chute de tension instantanée, sous peine de provoquer des effets néfastes sur le démarrage du produit.
Comme le montre le tableau ci-dessus, un connecteur de batterie avec une section plus petite peut être sélectionné pour une connexion en parallèle, mais un connecteur de batterie avec une section plus grande doit être sélectionné pour une connexion en série.
