Nella progettazione del pacco batteria al litio, le barre di compressione (strisce di fissaggio) svolgono un ruolo meccanico fondamentale, ma hanno anche un impatto diretto e a lungo termine sulla resistenza interna del pacco batteria . A EverExceed , questo fattore è pienamente considerato nella progettazione di l soluzioni di batterie al litio per sistemi di accumulo di energia, alimentazione di backup UPS e applicazioni industriali.
Questo è l'impatto più diretto e critico. La funzione principale delle barre di compressione è quella di applicare pressione uniforme e stabile per fissare più celle in un modulo batteria al litio integrato.
Uniformità della pressione:
In condizioni ideali, le barre di compressione lavorano insieme alle piastre terminali per applicare una pressione adeguata e uniformemente distribuita nei punti di collegamento tra i terminali della batteria (poli positivo e negativo) e le barre collettrici.
Una pressione adeguata può:
Ridurre la resistenza di contatto: Il contatto stretto aumenta l'area di contatto effettiva tra i terminali e le barre collettrici, riducendo significativamente la resistenza di contatto, che è un fattore determinante nella resistenza interna totale del PACK.
Garantire la stabilità meccanica: Una pressione stabile impedisce l'allentamento dei collegamenti in caso di vibrazioni, dilatazione termica e altre condizioni operative difficili. I collegamenti allentati possono aumentare notevolmente la resistenza di contatto e persino causare archi elettrici o surriscaldamenti localizzati.
Conseguenze di una pressione insufficiente o eccessiva:
Pressione insufficiente: Un contatto scadente provoca un aumento notevole della resistenza di contatto, con conseguente generazione eccessiva di calore, riduzione dell'efficienza energetica e aumento del rischio di fuga termica.
Pressione eccessiva: Una compressione eccessiva può danneggiare gli involucri o i terminali delle celle, con conseguente degrado delle prestazioni o cortocircuiti interni, con conseguenti gravi rischi per la sicurezza.
Nei moduli di batterie al litio in cui più celle sono collegate in parallelo, è essenziale una distribuzione uniforme della corrente .
Se la pressione della barra di compressione non è uniforme, alcune celle presenteranno una maggiore resistenza di contatto all'interfaccia con la barra collettrice. Di conseguenza, la corrente fluirà preferibilmente attraverso percorsi con resistenza inferiore.
Ciò provoca:
Condivisione non uniforme della corrente tra le celle
Alcune celle operano a velocità C effettive più elevate di quelle progettate
Invecchiamento accelerato delle cellule sottoposte a stress eccessivo
A livello PACK, questo squilibrio si manifesta come resistenza interna aumentata e irregolare , riducendo la capacità disponibile e la potenza erogata.
La resistenza interna genera calore Joule secondo l'equazione:
Q = I²R
Un aumento della resistenza di contatto provoca un ulteriore surriscaldamento localizzato nei punti di connessione.
IL progettazione e selezione dei materiali delle barre di compressione (ad esempio, l'uso di materiali termoconduttivi o l'integrazione con sistemi di raffreddamento) influenzano direttamente i percorsi di dissipazione del calore. Strutture ben progettate aiutano a rimuovere il calore in modo efficiente e a mantenere temperature operative stabili nei giunti elettrici critici.
Effetto della temperatura sulla resistività del metallo:
Le sbarre collettrici e i terminali (tipicamente in rame o alluminio) subiscono un aumento della resistività all'aumentare della temperatura. Un'efficace gestione termica limita l'aumento della temperatura e contribuisce a sopprimere l'aumento della resistenza.
La capacità del sistema di barre di compressione di resistere rilassamento da vibrazioni, strisciamenti e stress determina se è possibile mantenere una pressione stabile durante l'intero ciclo di vita della batteria.
Se la pressione diminuisce nel tempo a causa dell'affaticamento del materiale o di una progettazione meccanica non corretta, la resistenza di contatto aumenterà gradualmente. Ciò porta a una crescita anomala della resistenza interna del PACK durante il ciclo o il funzionamento a lungo termine, accelerando il degrado delle prestazioni e riducendo la durata utile.
| Area di impatto | Meccanismo che influenza la resistenza interna | Possibili conseguenze |
|---|---|---|
| Pressione di contatto | Determina direttamente la resistenza di contatto tra terminali e sbarre collettrici; la pressione corretta riduce al minimo la resistenza | Una pressione non uniforme aumenta la resistenza interna totale, causando perdita di calore ed efficienza |
| Stabilità meccanica | Previene l'allentamento dovuto a vibrazioni e variazioni di carico | Resistenza interna instabile, rischio di picchi di tensione e archi elettrici |
| Distribuzione attuale | Influisce sulla condivisione di corrente tra celle parallele | Capacità e potenza ridotte, invecchiamento localizzato accelerato |
| Gestione termica | Influenza la dissipazione del calore e la resistività del metallo | L'alta temperatura aumenta ulteriormente la resistenza, formando un circuito di resistenza termica |
| Affidabilità a lungo termine | Determina la stabilità a lungo termine della resistenza di contatto | Crescita anomala della resistenza e riduzione della durata della batteria |
A EverExceed , le strutture delle barre di compressione, la progettazione delle barre collettrici e i metodi di fissaggio delle celle sono attentamente ottimizzati per garantire bassa resistenza di contatto, distribuzione uniforme della corrente, eccellenti prestazioni termiche e affidabilità a lungo termine Questa filosofia ingegneristica è applicata in tutti i nostri pacchi batteria al litio per sistemi di accumulo di energia, alimentazione di backup UPS, data center e soluzioni di alimentazione industriale , garantendo una resistenza interna stabile e una maggiore durata utile durante l'intero ciclo di vita del prodotto.
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