1. Definition
Der Lithium-Ionen-Akkupack, auch als Akkumodul bekannt , ist ein Herstellungsverfahren für Lithium-Ionen-Akkus. Dabei werden mehrere Lithium-Ionen-Zellen verpackt, eingekapselt und zusammengebaut, indem sie in Reihe und parallel geschaltet werden. Der Prozess berücksichtigt auch Faktoren wie mechanische Festigkeit, Wärmemanagement und Kompatibilität mit dem Batteriemanagementsystem (BMS). Zu den

Schlüsseltechnologien im Packprozess gehören das allgemeine Strukturdesign, Schweiß- und Verarbeitungskontrolle, Schutzstufen und aktive Wärmemanagementsysteme. Wenn zwei oder mehr Zellen in Reihe oder parallel geschaltet werden, um gemäß den Kundenanforderungen eine bestimmte Form zu bilden, wird dies als Pack bezeichnet.

2. Komponenten eines Akkupacks
Der Akkupack besteht hauptsächlich aus einzelnen Batteriemodulen, elektrischen Systemen, Wärmemanagementsystemen, Boxen und BMS usw.

Diagramm der prismatischen Batteriepackstruktur

• Batteriemodule: Vergleichen wir den Batteriesatz mit dem menschlichen Körper, sind die Module das „Herz“, das für die Speicherung und Abgabe elektrischer Energie verantwortlich ist.
• Elektrisches System: Das elektrische System besteht aus dem Verbinden von Kupfersammelschienen, Hochspannungskabelbäumen, Niederspannungskabelbäumen und anderen elektrischen Schutzvorrichtungen. Der Hochspannungskabelbaum fungiert als „Arterie“, die kontinuierlich elektrische Energie an die Endlasten liefert, während der Niederspannungskabelbaum als „Nervensystem“ dient und Erkennungs- und Steuersignale in Echtzeit überträgt.

Energiespeicher Hochvoltkabelbaum

• Wärmemanagementsystem: Das Wärmemanagementsystem umfasst Luftkühlungs- und Flüssigkeitskühlungsmethoden, wobei die Flüssigkeitskühlung weiter in Kaltplatten-Flüssigkeitskühlung und Immersions-Flüssigkeitskühlung unterteilt ist. Das Wärmemanagementsystem funktioniert wie eine Klimaanlage für den Akkupack. Da der Akku beim Entladen Wärme erzeugt, stellt das System sicher, dass der Akku in einem angemessenen Temperaturbereich arbeitet, um seine Lebensdauer zu verlängern. Im Allgemeinen ist ein Systemtemperaturunterschied von ≤5 °C erforderlich.
• Batteriepackgehäuse: Es besteht hauptsächlich aus dem Gehäusekörper, der Abdeckplatte, Metallklammern, -platten und Befestigungsschrauben und fungiert als „Skelett“ des Batteriepacks. Es bietet Halt, mechanische Stoßfestigkeit, Vibrationsfestigkeit und Umweltschutz.

Gehäusekörper des Batteriepacks

• BMS (Batterie-Management-System): Das BMS kann als das „Gehirn“ der Batterie angesehen werden. Es misst Parameter wie Spannung, Strom und Temperatur und beinhaltet Ausgleichsfunktionen. Das BMS kann auch Daten an das Manufacturing Execution System (MES) übermitteln.

3. Eigenschaften des Akkupacks

• Der Lithium-Akkupack erfordert eine hohe Konsistenz der Zellen hinsichtlich Kapazität, Innenwiderstand, Spannung, Entladekurve und Lebensdauer.
• 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.

Acey New Energy ist auf die Erforschung und Herstellung von High-End-Geräten für die Produktion von Lithium-Ionen-Batteriezellen und die Montage von Packs spezialisiert. Sie können nicht nur günstige und hochwertige automatische Laserschweißgeräte für Lithium-Ionen-Batterien anbieten , sondern auch Komplettlösungen für die Montage von Lithium-Batteriepacks. Darüber hinaus verfügen sie über ein professionelles Ingenieurteam, das kostenlosen technischen Online-Support und Beratung bietet.

5. Technische Parameter des Akkupacks verstehen

▶Kombinationsmodus: 1P24S

„S“ steht für in Reihe geschaltete Zellen und „P“ für parallel geschaltete Zellen. 1P24S bedeutet 24 Zellen in Reihe und 1 Zelle parallel, was eine Nennspannung von 3,2 V * 24 = 76,8 V ergibt.

Die Nennkapazität einer Batterie ist die Energiemenge, die sie unter bestimmten Betriebsbedingungen im Laufe der Zeit speichern und entladen kann. Sie ist das Produkt aus Entladestrom (A) und Entladezeit (h). Daher bedeutet 280 Ah, dass die Batterie 2 Stunden lang kontinuierlich mit einer maximalen Rate von 0,5 C entladen werden kann.

Nennenergie (Wh) = Nennkapazität (Ah) * Nennspannung (V), daher hängt die Gesamtenergie, die eine Batterie freisetzen kann, sowohl von der Kapazität als auch von der Spannung ab.

Oben finden Sie eine detaillierte Analyse des Lithium-Energiespeicher-Akkupacks. Wenn Sie neu in der Lithium-Ionen-Batteriebranche sind und Ihre eigene Produktionslinie für Lithium-Ionen-Batterien oder  Montagelinie für Lithium-Ionen-Batteriepacks aufbauen möchten , dann ist ACEY mit seiner strengen Qualitätskontrolle und seinem aufmerksamen Kundendienst Ihr bester Helfer auf dem Weg zum Erfolg!