1. Definição
A bateria de íons de lítio, também conhecida como módulo de bateria, é um processo de fabricação de baterias de íons de lítio. Envolve empacotar, encapsular e montar várias células de íons de lítio, conectando-as em série e em paralelo. O processo também considera fatores como resistência mecânica, gerenciamento térmico e compatibilidade do Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS).

As principais tecnologias no processo de embalagem incluem projeto estrutural geral, controle de soldagem e processamento, níveis de proteção e sistemas ativos de gerenciamento térmico. Quando duas ou mais células são conectadas em série ou paralelo para formar um formato específico de acordo com as necessidades do cliente, isso é chamado de pacote.

2. Componentes de uma bateria
A bateria consiste principalmente em módulos de bateria individuais, sistemas elétricos, sistemas de gerenciamento térmico, caixas e BMS, etc.

Diagrama de estrutura da bateria prismática

• Módulos de Bateria: Se compararmos a bateria ao corpo humano, os módulos são o “coração”, responsável por armazenar e liberar energia elétrica.
• Sistema Elétrico: O sistema elétrico consiste na conexão de barramentos de cobre, chicotes de alta tensão, chicotes de baixa tensão e outros dispositivos de proteção elétrica. O chicote de alta tensão atua como “artéria”, fornecendo continuamente energia elétrica às cargas finais, enquanto o chicote de baixa tensão serve como “sistema nervoso”, transmitindo sinais de detecção e controle em tempo real.

Chicote de fiação de alta tensão para armazenamento de energia

• Sistema de gerenciamento térmico: O sistema de gerenciamento térmico inclui métodos de resfriamento a ar e resfriamento a líquido, com o resfriamento a líquido ainda dividido em resfriamento a líquido por placa fria e resfriamento a líquido por imersão. O sistema de gerenciamento térmico funciona como um ar condicionado para a bateria. Como a bateria gera calor durante a descarga, o sistema garante que a bateria opere dentro de uma faixa de temperatura razoável para prolongar seu ciclo de vida. Geralmente é necessária uma diferença de temperatura do sistema de ≤5°C.
• Caixa da bateria: É composta principalmente pelo corpo da caixa, placa de cobertura, suportes metálicos, painéis e parafusos de fixação, funcionando como o “esqueleto” da bateria. Ele fornece suporte, resistência ao impacto mecânico, resistência à vibração e proteção ambiental.

Corpo da caixa da bateria

• BMS (Battery Management System): O BMS pode ser visto como o “cérebro” da bateria. Ele mede parâmetros como tensão, corrente e temperatura e inclui funções de balanceamento. O BMS também pode transmitir dados para o Sistema de Execução de Manufatura (MES).

3. Características da bateria

• A bateria de lítio requer alta consistência em capacidade, resistência interna, tensão, curva de descarga e vida útil entre as células.
• 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. Compreendendo os parâmetros técnicos da bateria

▶Modo de combinação: 1P24S

“S” significa células conectadas em série e “P” significa células conectadas em paralelo. 1P24S indica 24 células em série e 1 célula em paralelo, resultando em uma tensão nominal de 3,2V * 24 = 76,8V.

A capacidade nominal de uma bateria é a quantidade de energia que ela pode armazenar e descarregar sob condições de trabalho específicas ao longo do tempo. É o produto da corrente de descarga (A) e do tempo de descarga (h). Portanto, 280Ah indica que a bateria pode descarregar continuamente a uma taxa máxima de 0,5C por 2 horas.

Energia nominal (Wh) = capacidade nominal (Ah) * tensão nominal (V), portanto a energia total que uma bateria pode liberar está relacionada à capacidade e à tensão.

O texto acima é uma análise detalhada do pacote de bateria de lítio para armazenamento de energia. Se você é novo na indústria de baterias de íon de lítio e deseja construir sua própria linha de produção de bateria de íon de lítio ou  linha de montagem de bateria de íon de lítio , então ACEY, que segue um rigoroso controle de qualidade e atendimento ao cliente atencioso, será seu melhor ajudante em o caminho para o sucesso!