1. Definizione
Il pacco batteria agli ioni di litio, noto anche come modulo batteria , è un processo di produzione di batterie agli ioni di litio. Implica l’imballaggio, l’incapsulamento e l’assemblaggio di più celle agli ioni di litio collegandole in serie e in parallelo. Il processo considera anche fattori quali la resistenza meccanica, la gestione termica e la compatibilità del sistema di gestione della batteria (BMS).

Le tecnologie chiave nel processo di confezionamento includono la progettazione strutturale complessiva, il controllo della saldatura e della lavorazione, i livelli di protezione e i sistemi di gestione termica attiva. Quando due o più celle sono collegate in serie o in parallelo per formare una forma specifica secondo le esigenze del cliente, si parla di pacco.

2. Componenti di un pacco batteria
Il pacco batteria è costituito principalmente da moduli batteria singoli, sistemi elettrici, sistemi di gestione termica, box e BMS, ecc.

Diagramma della struttura del pacco batteria prismatico

• Moduli batteria: se paragoniamo la batteria al corpo umano, i moduli sono il "cuore", responsabile dell'immagazzinamento e del rilascio dell'energia elettrica.
• Sistema elettrico: il sistema elettrico è costituito dal collegamento di sbarre in rame, cablaggi ad alta tensione, cablaggi a bassa tensione e altri dispositivi di protezione elettrica. Il cablaggio ad alta tensione funge da "arteria", fornendo continuamente energia elettrica ai carichi finali, mentre il cablaggio a bassa tensione funge da "sistema nervoso", trasmettendo segnali di rilevamento e controllo in tempo reale.

Cablaggio ad alta tensione per l'accumulo di energia

• Sistema di gestione termica: il sistema di gestione termica comprende metodi di raffreddamento ad aria e a liquido, con raffreddamento a liquido ulteriormente suddiviso in raffreddamento a liquido con piastra fredda e raffreddamento a liquido per immersione. Il sistema di gestione termica funziona come un condizionatore d'aria per il pacco batteria. Poiché la batteria genera calore durante la scarica, il sistema garantisce che la batteria funzioni entro un intervallo di temperatura ragionevole per prolungarne la durata. Generalmente è necessaria una differenza di temperatura del sistema di ≤5°C.
• Custodia del pacco batteria: è composta principalmente dal corpo della custodia, dalla piastra di copertura, dalle staffe metalliche, dai pannelli e dalle viti di fissaggio, che funzionano come lo "scheletro" del pacco batteria. Fornisce supporto, resistenza agli urti meccanici, resistenza alle vibrazioni e protezione ambientale.

Corpo della custodia del pacco batteria

• BMS (Battery Management System): Il BMS può essere visto come il "cervello" della batteria. Misura parametri quali tensione, corrente e temperatura e include funzioni di bilanciamento. Il BMS può anche trasmettere dati al Manufacturing Execution System (MES).

3. Caratteristiche della batteria

• Il pacco batteria al litio richiede un'elevata coerenza in termini di capacità, resistenza interna, tensione, curva di scarica e durata delle celle.
• The cycle life of a battery pack is lower than that of a single battery cell.
• The pack must be used under specified conditions, including charging/discharging currents, charging methods, and temperature.
• After forming the pack, the voltage and capacity of the battery increase significantly, necessitating protection for charge balancing, temperature, voltage, and overcurrent monitoring.
• The battery pack must meet the designed voltage and capacity requirements.

How to ensure that the battery has a high degree of consistency?

This requires the use of specialized battery charge discharge test equipment to sort the battery capacity and screen its performance. By performing charge and discharge tests on each lithium battery, the computer records the data of each test point, and thus obtains the capacity and internal resistance of each battery, and determines the quality grade of the lithium battery. The battery can quickly and accurately evaluate the capacity and performance of the battery through efficient cycle charge and discharge tests.

4. Methods of Pack Formation

▶Series and Parallel Configuration:

The battery module is formed by connecting individual cells in series and parallel. Parallel connections increase capacity while keeping the voltage constant, while series connections increase voltage while keeping the capacity constant.

• For example, if the cell voltage is 3.2V, connecting 15 cells in series results in a 48V output, known as series boosting.
• For example, if the cell capacity is 50Ah, connecting two cells in parallel results in a 100Ah output, known as parallel expansion.

▶Cell Requirements:

Based on design requirements, select the corresponding cells. The batteries used in parallel or series must be of the same type, model, and have similar capacities, internal resistance, and voltage, with differences not exceeding 2%. Regardless of whether soft-pack batteries or cylindrical batteries are used, multiple cells need to be combined in series.

▶Pack Process:

The pack process can be achieved through two main methods:

• Laser welding, ultrasonic welding, or pulse welding. This is the common method due to its reliability, although it makes cell replacement difficult.

Handheld/Automatic Fiber Laser Welding Machine

• Contact with elastic metal sheets. This method does not require welding, making cell replacement easier but may lead to poor contact.

Considering production yield, efficiency, and the internal resistance of connection points, laser welding has become the preferred choice for many battery manufacturers.

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5. Comprensione dei parametri tecnici del pacco batteria

▶Modalità combinata: 1P24S

"S" sta per celle collegate in serie e "P" sta per celle collegate in parallelo. 1P24S indica 24 celle in serie e 1 cella in parallelo, risultando in una tensione nominale di 3,2 V * 24 = 76,8 V.

La capacità nominale di una batteria è la quantità di energia che può immagazzinare e scaricare nel tempo in condizioni di lavoro specificate. È il prodotto della corrente di scarica (A) e del tempo di scarica (h). Pertanto, 280 Ah indica che la batteria può scaricarsi continuamente a una velocità massima di 0,5 C per 2 ore.

Energia nominale (Wh) = capacità nominale (Ah) * tensione nominale (V), quindi l'energia totale che una batteria può rilasciare è correlata sia alla capacità che alla tensione.

Quanto sopra è un'analisi dettagliata del pacco batterie al litio per l'accumulo di energia. Se sei nuovo nel settore delle batterie agli ioni di litio e desideri costruire la tua linea di produzione di batterie agli ioni di litio o  una linea di assemblaggio di batterie agli ioni di litio , allora ACEY, che aderisce a un rigoroso controllo di qualità e un attento servizio clienti, sarà il tuo miglior aiuto la strada verso il successo!