Cik lielu strāvu var izturēt niķeļa sloksne? Akumulatora bloka strāvas pamācība

Tīra niķeļa sloksnes savienojumi litija akumulatoru komplektā

Kad tu jautācik lielu strāvu var izturēt niķeļa sloksne, noderīga atbilde nav viens skaitlis. Pašai sloksnei ir elektriskā pretestība, metināšanas punkti pievieno kontakta pretestību, un akumulatora izkārtojums nosaka, cik paralēli strāvas ceļi sadala slodzi.

Šī rokasgrāmata koncentrējas uztīra niķeļa sloksneizmanto 18650, 21700 un citos litija bateriju komplektos. Tajā ir paskaidrots, kā biezums, platums, garums, akumulatora konfigurācija un punktmetināšana ietekmē strāvas pārvades spēju, un parādīts, kā aprēķināt pretestību, sprieguma kritumu un I²R siltumu pirms sloksnes izmēra izvēles.

Informāciju par akumulatoru{0}}paku ražošanu skatiet mūsuNi201 tīra niķeļa sloksne akumulatoriempieejamajiem akumulatora{0}}sloksnes biezumiem, platumiem, ruļļiem un pielāgotām piegādes formām.

Tīra niķeļa sloksne var pārvadāt lielāku strāvu, ja tās šķērsgriezuma laukums{0}}ir lielāks un strāvas ceļš ir īsāks. Tomēr sloksnei nav universālas drošas strāvas vērtības. Pieņemamā strāva ir atkarīga no tā, cik lielu sprieguma kritumu un temperatūras paaugstināšanos jūsu akumulators var izturēt.

Tāpēc publicētās niķeļa lentes pastiprinātāju diagrammas bieži vien nepiekrīt. Diagramma var būt balstīta uz atšķirīgu joslas platumu, atšķirīgu temperatūras -paaugstinājuma ierobežojumu, bezmaksas-gaisa pārbaudi, īsu testa ilgumu vai citu definīciju "drošs", "pieņemams" vai "maksimums". Akumulatora projektēšanai izmantojiet pastiprinātāja diagrammu kā sākumpunktu, nevis materiāla specifikāciju.

Niķeļa sloksnes šķērsgriezuma{0}}apgabals

Pirmā salīdzināmā vērtība{0}}ir šķērsgriezuma laukums:

A=Biezums × platums

Lielāks{0}}šķērsgriezuma laukums samazina tilpuma pretestību tai pašai niķeļa markai un sloksnes garumam. Bet tas automātiski nenozīmē, ka akumulatora savienojums var droši pārvadāt proporcionāli lielāku strāvu, jo metināšanas shēma un elementa spaile joprojām ierobežo pilnīgu savienojumu.

Ja divās pašreizējās diagrammās ir norādītas dažādas vērtības vienam un tam pašam niķeļa sloksnes izmēram, pārbaudiet testa apstākļus, pirms izlemjat, kuru skaitli izmantot. Galvenie iemesli ir norādīti zemāk.

Niķeļa sloksnes biezums un platums

Biezums un platums kopā nosaka vadītāja laukumu. 0,15 × 8 mm sloksnei ir 1,20 mm² šķērsgriezuma laukums, savukārt 0,15 × 5 mm sloksnei ir tikai 0,75 mm². Tiem nevajadzētu piešķirt vienu un to pašu pastiprinātāja reitingu tikai tāpēc, ka abi ir 0,15 mm biezi.

Pašreizējais-ceļa garums

Pretestība palielinās līdz ar garumu. Īss tilts starp divām blakus esošajām šūnām rada mazāku sprieguma kritumu un I²R zudumu nekā gara sloksne ar tādu pašu strāvu pāri akumulatora modulim. Salīdzinot diagrammas, pārbaudiet, vai norādītajai vērtībai ir noteikts noteikts testa garums.

Pieļaujamā temperatūras paaugstināšanās

Vadītājs var pārvadīt strāvu, kamēr tas joprojām ir pārāk karsts praktiskajam akumulatoram. Tāpēc "maksimālā strāva" un "ieteicamā nepārtrauktā strāva" ir dažādi jautājumi. Konservatīvais dizains atstāj termisku telpu temperatūrai kamerā, šūnu sildīšanai, izolācijai un novecošanai.

Metināšanas un kontaktu pretestība

Niķeļa sloksne ir tikai daļa no elektriskā ceļa. Slikta metināšanas caurlaidība, pārāk maz efektīvu metināšanas punktu, piesārņojums vai nevienmērīgs kontakts var radīt lokālu pretestību. Šis siltums ir koncentrēts netālu no šūnas termināla un var būt svarīgāks par pašas sloksnes aprēķināto pretestību.

Tīra niķeļa pakāpe un materiāla stāvoklis

Nedomājiet, ka katrai sudraba{0}}krāsas sloksnei ir vienāda pretestība. tīrs niķelis, niķelis 200,Niķeļa 201 akumulatora sloksneun niķelētam{0}}tēraudam ir atšķirīga elektriskā darbība. Ražošanas akumulatora blokam pirms aprēķinātās strāvas vērtības izmantošanas pārbaudiet faktisko materiāla pakāpi un partijas dokumentāciju.

Visnoderīgākais veids, kā pārbaudīt niķeļa sloksni, ir vispirms aprēķināt tā vadītāja pretestību, pēc tam aprēķināt sprieguma kritumu un jaudas zudumu vajadzīgajā strāvā.

1. Aprēķiniet niķeļa sloksnes pretestību

R = ρL / A

Tālāk sniegtajā aprēķina piemērā elektriskā pretestība ir0,085 µΩ·m pie 20 grādiemtiek izmantots atkvēlinātajam niķelim 201. Publicētie niķeļa 200 dati ir nedaudz augstāki par aptuveni0,096 µΩ·m pie 20 grādiem. Faktiskā sloksnes pretestība var atšķirties atkarībā no pakāpes, apstrādes stāvokļa un temperatūras, tāpēc izmantojiet piemērojamos materiāla datus, ja ir nepieciešama precīza projektētā vērtība.

Tehniskā atsauce:Special Metals Nickel 200 & Nickel 201 tehniskais biļetens.

2. Aprēķiniet sprieguma kritumu

V = I × R

Sprieguma kritumam ir nozīme, jo katrs starpsavienojumā zaudētais milivolts samazina iepakojuma efektivitāti. Efekts kļūst svarīgāks, jo strāva palielinās vai joslas ceļš kļūst garāks.

3. Aprēķiniet I²R jaudas zudumu

P = I²R

Jaudas zudumi tiek pārvērsti siltumā. Tā kā strāva ir kvadrātā, strāvas palielināšanai ir daudz spēcīgāka ietekme uz apkuri, nekā liecina vienkāršs lineārs salīdzinājums.

Darba piemērs: 0,15 × 8 mm Ni201 tīra niķeļa sloksne

Pieņemsim, ka strāvas ceļš ir 50 mm:

Izmantojot šo aprēķināto tilpuma pretestību:

Aprēķinātās pretestības salīdzinājums parastajiem sloksņu izmēriem

Zemāk esošajā tabulā ir izmantota tāda pati Ni201 pretestība un 50 mm vadītāja garums. Tas parāda, kāpēc biezums un platums ir jāaplūko kopā.

Šīs aprēķinātās vērtības ir noderīgākas nekā fiksēta ampēra numura piešķiršana bez garuma vai temperatūras nosacījuma. Kad zināt paredzamo strāvu, varat salīdzināt vadītāju zudumus starp kandidātu sloksnes izmēriem un pēc tam apstiprināt izvēlēto savienojumu ar reāliem temperatūras mērījumiem.

Niķeļa sloksnes biezuma un platuma mērīšana

Akumulatoru komplektiem parasti ir gan nepārtrauktas izlādes strāva, gan lielāka īstermiņa{0}}ilguma maksimālā strāva. Izvēloties niķeļa sloksni, jāņem vērā abi, taču tie nerada tādu pašu termisko slodzi.

Nepārtraukta strāva

Nepārtraukta strāva nosaka sloksnes un metināto šuvju ilgo-I²R sildīšanu. Sāciet ar maksimālo nepārtraukto strāvu, kas faktiski var iet caur katru strāvas ceļu. Automātiski neizmantojiet kopējo bloka strāvu katram atsevišķam sloksnes segmentam; vispirms noskaidrojiet, kā strāva tiek sadalīta, izmantojot iepakojuma izkārtojumu.

Maksimālā vai momentānā strāva

Īss maksimums nesilda sloksni tāpat kā nepārtraukta slodze, taču tam joprojām ir nozīme. Pārbaudiet pīķa lielumu, ilgumu, atkārtošanās biežumu un pieejamo termisko rezervi. Motora paātrinājums,{2}}elektroinstrumenta palaišana un citi lielas-slodzes notikumi var radīt daudz lielāku īstermiņa-strāvu, izmantojot sērijas tiltus un BMS savienojumus.

Sērijas savienojumi starp paralēlām grupām

Tilti starp sērijveida grupām bieži nes bloka izejas strāvu. Šie savienojumi ir pelnījuši īpašu uzmanību, jo šaurs tilts var kļūt par sastrēgumu pat tad, ja ir piemēroti atsevišķi šūnas-uz{2}}atdalītie savienojumi.

Paralēli šūnu savienojumi

Paralēlā grupā strāva tiek sadalīta starp šūnām un lokālajiem sloksnes ceļiem. Neuzņemieties pilnīgi vienādu strāvas sadali, ja ģeometrija ir asimetriska. Dažādi ceļa garumi un metināšanas pretestības var likt vienam maršrutam pārvadāt lielāku strāvu nekā citā.

18650 un 21700 akumulatoru komplekti

Šūnas diametrs vien nenosaka pareizo sloksnes izmēru. 18650 blokam, ko izmanto ar zemu strāvu, var būt nepieciešams mazāks vadītāja laukums nekā augstas-noteces 21700 blokam, taču var notikt arī otrādi atkarībā no sērijas/paralēlās konfigurācijas un bloka slodzes. Izmantojiet faktisko strāvu katram ceļam, nevis atlasiet joslu tikai no šūnas formāta.

Otras niķeļa sloksnes pievienošana palielina pieejamo vadītāja laukumu, taču rezultāts ir atkarīgs no tā, cik labi abi slāņi ir elektriski savienoti un kā strāva ieplūst un iziet no katra slāņa.

Divslāņu-niķeļa sloksne

Ideālā elektriskā modelī divas identiskas sloksnes, kas savienotas pilnībā paralēli, aptuveni uz pusi samazinātu lielapjoma vadītāja pretestību. Īsts akumulators nav tik ideāls: metināšanas šuvju izvietojums, strāvas sadale starp slāņiem un kontaktu pretestība var novērst to, ka abi slāņi nenes tieši tādu pašu strāvu.

Platāka sloksne salīdzinājumā ar biezāku joslu

Abi palielina šķērsgriezuma laukumu{0}}. Plašāku sloksni var būt vieglāk pamanīt nekā daudz biezāku sloksni, taču šūnas -augšējā ģeometrija var ierobežot izmantojamo platumu. Biezāka sloksne var samazināt pretestību, nepalielinot platumu, bet punktmetinātājam ir jāspēj izveidot uzticamas metināšanas šuves, izmantojot palielināto biezumu.

Vairāki pašreizējie ceļi

Lielākai strāvai vairāki pareizi savienoti ceļi var būt praktiskāki nekā visas strāvas izspiešana caur vienu šauru sloksni. Iepakojuma izkārtojumam jāizvairās no šauriem kakliņiem starp paralēlām grupām, BMS spailēm un izvades savienojumiem.

Aprēķinātā sloksnes pretestība pieņem, ka metāla ceļš ir nepārtraukts. Akumulatora komplektā strāvai jāšķērso arī punktveida{1}}metinātā saskarne starp niķeļa sloksni un elementa spaili. Vājas vai nekonsekventas metināšanas šuves palielina vietējo pretestību un var radīt karstos punktus.

Ražošanas darbam pārbaudiet metināšanas stiprību un elektrisko veiktspēju, veicot atkārtotu pārbaudi, nevis paļaujoties tikai uz metinātāja enerģijas iestatījumu. Vilkšanas tests un temperatūras -paaugstināšanas tests paredzētajā slodzē sniedz daudz noderīgākas informācijas.

Tīra niķeļa sloksneun niķelēta{0}}tērauda sloksne var izskatīties līdzīgi, taču pamatmateriāls atšķiras. Šī atšķirība maina pretestību un sildīšanu tiem pašiem izmēriem.

Ja ir svarīga pašreizējā spēja, nenorādiet materiālu tikai pēc izskata. Pat vienkāršs magnēta tests nav galīgs, jo niķelis pats par sevi ir feromagnētisks. Piegādes pārbaudei izmantojiet norādīto pakāpi, COA/MTC un piemērotu materiālu analīzi, ja nepieciešams.

Ja vajadzīgo vadītāja laukumu kļūst grūti sasniegt ar vienu punktveida{0}}metināmu niķeļa sloksni, pārplānojiet strāvas ceļu, nevis ņemiet vērā pārmērīgu sprieguma kritumu vai karstumu.

Izmantojiet platākus vai vairākus niķeļa ceļus

Palielinot platumu, izmantojot paralēlus ceļus vai pievienojot pareizi savienotus slāņus, var samazināt kopējo pretestību, vienlaikus saglabājot katras atsevišķas sloksnes biezumu, kas atbilst jūsu metināšanas procesam.

Apsveriet vara{0}}atbalstītos savienojumus

Varam ir daudz mazāka elektriskā pretestība nekā niķelim, un tas var būt noderīgs augstas{0}}strāvas kopņu struktūrās. Tomēr vara ir arī grūtāk pretestības punktmetināta tieši ar daudzām akumulatoru -paku metināšanas sistēmām. Vara-niķeļa kompozītmateriālu izkārtojumiem vai hibrīdsavienojumiem ir nepieciešams savs metināšanas un izolācijas dizains.

Pārbaudiet visu pašreizējo ceļu

Plaša kopnes sekcija neatrisina šauru sašaurinājumu BMS terminālī, drošinātāju pieslēgumā, sērijas tiltā vai izejas vadā. Pārskatiet visu ceļu no šūnu grupas līdz pakotnes izvadei.

Pirms sloksnes biezuma izvēles kopā apkopojiet elektriskās un mehāniskās prasības. Tas novērš sloksnes atlasi tikai no pastiprinātāja diagrammas, kamēr reālais ierobežojums ir citur iepakojumā. Ja akumulatoru savienojumam nepieciešamais materiāls ir zems-oglekļa komerciāli tīrs niķelis, varat pārskatīt mūsuNi201 tīra niķeļa sloksne akumulatoriempirms biezuma, platuma un daudzuma apstiprināšanas.

Jaunam dizainam vispirms aprēķiniet vadītāja pretestību, pēc tam pārbaudiet samontēto savienojumu ar paredzamo nepārtraukto slodzi. Reģistrējiet sprieguma kritumu un stabilizēto temperatūru. Ja temperatūras paaugstināšanās ir pārāk augsta, palieliniet vadītāja laukumu, saīsiniet ceļu, uzlabojiet metināšanas kvalitāti vai pievienojiet papildu strāvas ceļus.