锂电池定制16年-动力锂电池系统解决方案商

 

生产电池组是一个系统过程，通过电池单元的串联和并联，由保护板进行监控和保护。它采用合理的机械和电气结构，并安排适当的外壳保护以满足客户的使用条件。

在电池组行业中，人们把没有组装，不能直接使用的电池称为电芯，把与PCM板连接并具有充放电控制等功能的电芯称为电池。在电池组装配中，电芯是电池的一个重要组成部分。

 

电池和电芯

电池组最常用的电芯：聚合物、锂离子铝壳、锂离子钢壳、圆柱形电池（锂离子、镍金属氢化物）。

 

 

电池型号和规格的命名方法

根据电池的电化学体系+尺寸，如方形锂离子383450型号，是指电池片实物部分宽34mm厚3.8mm长50mm；圆柱型18650型号，是指电池片直径18mm长65mm的聚合物。物质型（软包）383450型号，指的是电池片物理部分宽34mm厚3.8mm长50mm。如果你想了解有关18650电池的更多详细信息，你可以阅读我们网站上的文章18650与14500电池。

 

主要电池型号

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

 

电化学系统

阴极电极：
P1：钴酸锂LCO，锰酸锂LMO，镍酸锂LNO，二元材料NCA，三元材料NCM；
P2: 磷酸铁锂LFP
■ 阳极电极：
N1：石墨，硬碳；
N2：钛酸锂LTO、
■3.7V系统： P1+N1 ICP/ICR INR/INP
■ 3.2V系统： P2+N1 IFP/IFR (IFR32700-6.0Ah IFP2270160-20Ah)
■2.4V系统： P1+N2 ITP/ITR
■ 1.9V系统： 目前不使用P2+N2

 

电池连接工艺

电阻焊接、螺栓和螺钉连接、激光焊接连接、铝线焊接粘合连接

常见的串联和并联形式

通过电池组的串联和并联，提高了电压，增加了容量。

 

 

■在电池组中串联时，容量不变，电压加倍；各电池同时充电或放电，每串的电流相同。

■在电池组中并联时，容量增加一倍；当电池同时充电或放电时，电流按照欧姆定律分布，电池阻抗越小，电流越大，阻抗越大，电流越小。
■ 串联和并联时，容量增加一倍，电压增加一倍；

■ 电池串联和并联给电池组带来的问题：电池一致性

初始状态的一致性： 容量 内阻 电压（SOC） 自放电（K值）
过程状态的一致性： 容量衰减率自放电衰减率

 

电池的组成

电池组由两个最重要的部分组成：电池和保护电路板（通常称为PCM板）。

 

 

保护板的基础： 锂电池（可充电）之所以需要保护，是由其自身的特性决定的。因为锂电池本身的材质决定了它不能过充、过放、过流、短路和超高温充放电，所以锂电池的元件总会出现精致的保护板和电流保险丝。

保护板通常包括控制IC、MOS开关和辅助器件NTC、ID、存储器等。其中，控制IC在正常情况下控制MOS开关开启，使电芯与外部电路进行通信，当电芯电压或回路电流超过规定值时，立即控制MOS开关关闭，以保护电芯的安全。

 

保护板的保护范围

充电器的最大充电电压为4.2V；
电器的最低放电电压为3.3~3.0V；
电池工作电压范围4.2V~3.0V；
保护板保护电压范围4.30V~2.5V；
电池NF、NE范围4.8V~2.0V；
多节和单节保护板都是保护单体的。

 

BMS原理

■BMS常用功能：充电过压保护、放电低电压保护、充电过流保护、放电低电流保护、充电过温保护、放电低温保护、均衡功能、预充电功能、限流功能、防反接功能、加热控制功能、弱点开关功能、干触点功能、通讯功能（有线、无线）、存储功能

■BMS通信功能
电池总电压、SOC、循环时间、充放电电流、电池串电压、电池温度、环境温度、GPS定位

■SMBUS，系统管理总线是一个两线制接口。它基于I2C总线的原理发展而来，可被视为I2C总线的简化版。SMBus最初被应用于智能电池，如电池充电器和一个微控制器。它为最佳电池组提供了一个系统和电源管理相关的任务控制总线。今天，可以连接到SMBus总线的设备类型更加多样化，包括电源相关设备、系统传感器、EEPROM容量和其他信息通信的设备。

SMBus体现在OSI模型的下三层：物理、数据链路和网络。物理层定义了SMBus的电气特性；数据链路层部分规范了数据传输的比特和字节、仲裁和时钟信号；网络层处理SMBus地址解析协议和总线数据传输协议。

 

 

Modbus协议是一种应用于最佳电池组的电子控制器的通用语言。它定义了控制器能够识别和使用的消息结构，而不管它们通过什么网络进行通信。它描述了一个控制器请求访问其他设备的过程，如果它响应其他设备的请求，以及如何检测和记录错误。它为信息字段的格式和内容建立了一个通用的格式。

工业中使用的RS485是一个电气标准，它规定了电气参数，如通信介质、电压、电阻等，但没有定义具体的协议。Modbus可以使用的标准包括RS232、RS422、RS485、TCP/IP等。RS485不仅支持Modbus协议，而且还支持Profibus等协议。

铁塔基站智能动态环境监测单元的现场监管单元（FSU）由多个监测模块和其他辅助设备、数据中继等功能组成。基站通信协议： YD/T1363.2通信局（站）供电、空调和环境集中监控管理系统。

CANbus作为最佳电池组中的串行数据通信总线，被广泛应用于工业现场控制、汽车电子技术、医疗设备等众多领域。CANBus（ControLLer Area Net-work Bus），即ISO11898CAN标准，是一个面向广播的串行总线系统，连接现场设备（传感器、执行器、控制器等） 用于汽车行业，并越来越多地用于制造自动化行业。

CAN协议只定义了模型的底部两层：数据链路层和物理层，它确保了节点之间的无差错数据传输。CAN的应用层协议必须由用户自己定义，或者采用一些国际组织制定的标准协议。使用最广泛的是DeviceNet和CANopen，它们分别在过程控制和机电控制中被广泛使用。然而，这类协议的结构一般比较复杂，更适合于在复杂的大规模系统中应用。

■ BMS无线通信功能

BLUETOOTH支持设备短距离通信（一般在10米以内）的无线电技术，可以在包括手机、PDA、无线耳机、笔记本电脑以及最佳电池组中的相关外设等多种设备之间进行无线信息交流。利用 “蓝牙 “技术，可以有效地简化移动通信终端设备之间的通信

第一代模拟型2G/4G移动通信技术只提供语音服务；第二代数字移动通信系统的传输速率只有9.6Kbps，最高可达32Kbps；而第三代移动通信系统的数据传输速率可达到20Mbps。第四代移动通信系统是一种融合了3G和WLAN的技术，可以传输高质量的视频图像，图像传输质量可与高清电视媲美。它可以以100Mbps的速度传输无线信息。

 

电池外壳的类型

■ 环氧板+PVC（简易包装）

主要取决于客户产品的具体需求。有必要在电池之间添加固定支架，以获得最佳的电池组，在外围添加玻璃纤维板保护后，PVC热收缩和防水胶水。

■铝制方通或压铸铝壳

铝方通主要是型材铝方通。型材铝方通具有铝通风挤压成型的特点。

 

 

■公模塑料外壳

公模是公开的，也就是说，厂家开完模后（当然，模具是属于开模厂家的），任何人都可以购买这个模具生产的产品。

■私模塑料外壳

私模是指自己开发的模具，版权归自己所有，而且是定制的模具。

■钣金盒

钣金盒基本上不需要开模具。它是通过对金属板进行弯曲、拼接、焊接，然后喷粉、烤漆制成。

■ 钣金防水铁盒

钣金铁箱需要法兰盘和密封，可采用密封条和防水螺母等多种措施，达到可靠的防水等级。

PTC

PTC：英文Positive Temperature Coefficient的缩写，即正温度系数。温度越高，电阻就越大，冷却后会恢复。蓄电池产品中的PTC可以防止最佳蓄电池组的高温放电和不安全大电流的发生。根据电池的电压、电流密度特性和应用环境，对PTC有特殊要求。PTC是电池组产品中非常重要的安全元件。

NTC

NTC（负温度系数）是指热敏电阻现象和材料，其电阻随着温度的升高呈指数级下降，具有负温度系数。该材料是由两种或两种以上的金属氧化物，如锰、铜、硅、钴、铁、镍、锌等，经充分混合、成型、烧结而成的半导体陶瓷。它可以被制成负温度系数（NTC）热敏电阻。

NTC不是直接控制一个最好的电池组本身，而是提供一个温度信号，并转换成电阻。充电管理电路获得型号后，判断温度是否正常，以确定充电是否正常。

 

电池组电路的连接方法

 

 

■焊接： 主要用于导线和电路板的连接；大电流电路板的导体加固。

■点焊： 主要用于电池的连接；PCM与电池的连接。

 

电池组的特征表现

■ 命名简单：

FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh

■ 复杂的命名：

FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh+PCM+NTC+Wire+Conn.

■ 配置表达：

FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh
PCB: S-8254ABC+4407+R020+NTC(10K,B=3435)
电线：UL1532 AWG20# L=180±5mm
接口：XH2.54-5P正向

■ 性能表现：

FB18650-2S2P 7.4V 5200mAh
加板、加线、加插头、加NTC
工作电流：1.0A
最大电流：3.0A
最大尺寸：23×78×68mm

 

电池组的应用场景和规格

■应用场景：低速车/路灯/铅酸电池/基站/家庭储能等。如果您想了解更多关于家庭储能的信息，请阅读我们网站上的文章《全球家庭储能十大动力墙厂商》。

■ 外观规格：尺寸、外壳要求等。

■ 电池规格：电压等级、容量等级、能量等级。

■ 功率规格：工作时间、工作电流、最大功率。

■ 接口要求： 安德森、安费诺、栅栏端子。

■ 通信要求： SMBUS、modbus、canbus。

 

锂电池组的应用场景之一–太阳能路灯

白天，太阳能电池板吸收太阳光，经过太阳光的照射，将其转换为电能。在智能控制器的控制下，它为电池组充电。到了晚上，电池组提供电力，向LED光源供电，实现照明功能。智能控制器可以确保最佳电池组不因过充或过放而损坏，并具有光控、时控、温度补偿、防雷、反极性保护等功能。

 

 

关键部件的介绍和主要功能

 

■ 太阳能模块

由于太阳能路灯的特殊性，太阳能电池板一般安装在灯杆上。对于灯杆，一般距离5米以上，重心较高，太阳能电池板多为悬挂式。抗风能力强，一般选择多块太阳能电池板，形成所需的组件功率。

主要功能：吸收阳光，将光能转化为电能，给蓄电池充电。

■ 蓄电池

目前，行业内使用的是免维护、防水的铅酸蓄电池或胶体蓄电池。然而，随着新能源行业的发展和国内政策的出台，大部分锂电池已经取代了铅酸电池。

主要功能： 是储存太阳能电池板转换的电能，为路灯提供电能。