Máy tính Kỹ thuật Pin & BMS

Định cỡ pack, C-rate, cycle life, SOH và runaway nhiệt cho kỹ sư pin Li-ion và BMS làm việc từ datasheet tế bào.

Công cụ có sẵn

Tham chiếu kỹ thuật pin và BMS

Các máy tính này chuyển đặc tả datasheet tế bào thành các con số cấp pack bạn có thể bảo vệ trong một buổi rà soát thiết kế. Một kỹ sư pack định cỡ pin traction EV bắt đầu từ điện áp danh định tế bào, dung lượng và mật độ năng lượng trọng lượng, sau đó làm việc qua cấu hình nối tiếp-song song, C-rate liên tục và đỉnh, và điện trở trong để ước lượng sụt áp dưới xung tải trong trường hợp xấu nhất. Một kỹ sư BMS tinh chỉnh profile sạc dòng không đổi-áp không đổi dùng công cụ charging-profile để xác minh ngưỡng dòng taper, thời gian absorption ở điện áp float và điều kiện cắt đối với giao thức mà nhà sản xuất khuyến nghị. Kỹ sư độ tin cậy đọc đường cong cycle-life theo depth-of-discharge để dự báo dung lượng cuối đời ở chu kỳ tải hàng ngày cho trước, và tính suy giảm state-of-health từ lão hóa lịch và lão hóa chu kỳ kết hợp ở nhiệt độ môi trường kỳ vọng. Kỹ sư nhiệt kiểm tra nhanh nhiệt độ khởi phát runaway và tốc độ tự xả để định cỡ biên làm mát. Mỗi công cụ hoạt động trên các tham số datasheet đã công bố chứ không đi vào nội tại điện hóa.

Các công cụ này dành cho ai

Người dùng mục tiêu là kỹ sư tế bào và pack pin chuyển đặc tả cấp tế bào thành thiết kế module và pack, nhà thiết kế hệ truyền động EV cân đối tầm vận hành xe, khối lượng pack và khả năng xả liên tục đối với các hóa học tế bào ứng viên, kỹ sư dự án BESS định cỡ hệ thống lưu trữ cố định cho peak shaving, điều tần hay tự tiêu thụ năng lượng mặt trời, và người đam mê tự lắp pack 18650 hoặc 21700 cho xe đạp điện, dụng cụ điện hay ứng dụng off-grid solar. Kỹ sư kiểm thử và thẩm định dùng các máy tính này như phép kiểm tra nhanh trước khi cam kết ma trận abuse-test hoặc phân bổ cycler. Các công cụ này không thay thế cho mô hình hóa điện hóa đầy đủ như mô phỏng Doyle-Fuller-Newman pseudo-hai-chiều, phân tích nhiệt phần tử hữu hạn cấp tế bào cho lan truyền runaway giữa các tế bào liền kề, hay thực hiện giao thức thử nghiệm chứng nhận an toàn chính thức dưới một hệ thống chất lượng được công nhận. Với các luồng công việc đó, hãy dùng COMSOL Multiphysics, GT-AutoLion hay Simcenter Battery Design Studio và hợp tác với phòng thử nghiệm được công nhận cho chứng nhận vận chuyển và sản phẩm.

Tiêu chuẩn và mô hình tham chiếu

Các phương pháp tính toán tham chiếu các tiêu chuẩn ngành và quy ước datasheet đang thịnh hành trong thiết kế Li-ion. UN 38.3 điều chỉnh đánh giá chất lượng vận chuyển pin lithium, bao phủ giao thức mô phỏng độ cao, chu kỳ nhiệt, rung, va chạm cơ học, ngắn mạch ngoài, va đập, quá sạc và xả cưỡng bức. IEC 62133 áp dụng cho tế bào và pin phụ kín di động, trong khi IEC 62619 bao phủ ứng dụng Li-ion công nghiệp bao gồm motive và cố định. UL 1973 chứng nhận pin phụ cố định và motive cho dịch vụ light-rail và ESS, và UL 9540A quy định phương pháp thử nghiệm lan truyền runaway nhiệt dùng trong listing các hệ thống lưu trữ năng lượng. SAE J2464 định nghĩa thử nghiệm abuse hệ thống lưu trữ năng lượng sạc lại được cho xe điện và xe hybrid. Suy giảm dung lượng ở tốc độ xả cao tuân theo định luật Peukert, lão hóa lịch tuân theo phụ thuộc nhiệt độ Arrhenius, và đường cong depth-of-discharge so với số chu kỳ được rút trực tiếp từ datasheet tế bào A123, LG Chem và Panasonic. Điện trở trong theo state-of-charge dùng mô hình Rint lookup-table tiêu chuẩn trong các ước lượng mạch tương đương BMS.

Những gì các công cụ này không bao phủ

Các máy tính dừng ở mức trừu tượng theo datasheet, mức công thức phù hợp cho thiết kế sớm, đặc tả và công việc rà soát. Chúng không triển khai mô hình điện hóa đầy đủ như Doyle-Fuller-Newman hay mô phỏng pseudo-hai-chiều theo dõi gradient nồng độ lithium trong điện ly và vật liệu hoạt tính, tăng trưởng solid-electrolyte interphase, hay động học mạ lithium, nên chúng không thể dự đoán suy giảm dung lượng từ nguyên lý đầu tiên hay mô phỏng lắng đọng lithium do fast-charge dưới giao thức hung hãn. Chúng không thực hiện phân tích nhiệt phần tử hữu hạn cấp tế bào cho lan truyền runaway giữa các tế bào lân cận trong module, vốn cần các trình giải CFD và động học phản ứng tỏa nhiệt ghép cặp. Chúng không thực hiện hoặc thay thế cho thử nghiệm chứng nhận an toàn UN 38.3, IEC 62133, IEC 62619, UL 1973 hay UL 9540A, vốn phải được thực hiện ở phòng thí nghiệm được công nhận dưới một hệ thống chất lượng có hồ sơ. Chúng không phải là firmware BMS thời gian thực, và không thay thế cho Coulomb-counting, ước lượng SOC Kalman-filter hay logic cân bằng tế bào chủ động chạy trên phần cứng nhúng.