He aha ke ʻano o nā modules Battery?

ʻO nā modula pākaukau he mau hui waena e hoʻohui i nā pūnaewele pākahi he nui i ka moʻo a i ʻole nā hoʻonohonoho like ʻana e hoʻokō ai i nā mana kiʻekiʻe a me nā mana. Hoʻokomo maʻamau kēia mau ʻāpana i nā kelepona ponoʻī, nā pilina uila e like me nā busbars, kahi Pūnaehana Manaʻo Battery (BMS), nā ʻāpana hoʻokele wela, a me nā hale pale.

Ma ka hierarchy o nā ʻōnaehana pākaukau, lawelawe nā modules i ke alahaka koʻikoʻi ma waena o nā cell pākahi a me nā ʻeke pākahi piha. Hoʻopuka maʻamau ka 3.2 a hiki i ka 3.7 volts i hoʻokahi cell lithium{1}}ion, akā pono nā noi e like me nā kaʻa uila he 400 a 800 volts. Hoʻoponopono nā modula i kēia ʻāpana uila ma ka hoʻopili ʻana i nā cell me ka hoʻolālā ʻana me ka mālama ʻana i ka nui a me ka lawelawe.

Loaʻa i nā modula pākahi kekahi mau mea i hoʻohui ʻia e hana pū ana e hōʻoia i ka lawe ʻana i ka ikehu palekana a maikaʻi.

Aia ke kumu i nā pūnaewele pākahi i hoʻonohonoho ʻia i nā ʻano kikoʻī. Hiki i kēia mau keena ke ʻano cylindrical (e like me 18650 a i ʻole 21700 formats), prismatic (pololei rectangular), a i ʻole ʻeke (pepa palahalaha maʻalahi). Aia ke koho i nā koi o ka ikehu, nā hi'ohi'ona wela, a me nā ka'a ho'olālā ka'a. Ua lanakila nā pūnaehana Prismatic i ka 48.4% o ka mākeke kaʻa uila i ka makahiki 2024 ma muli o ko lākou wahi -hiki i ka hoʻopaʻa ʻana a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā waiwai hoʻokele wela.

Hoʻokumu nā pilina uila i ka ʻōnaehana holo o nā modules. ʻO nā pahu pahu i hana ʻia mai ke keleawe a i ʻole ka aluminika hoʻopaʻa pūnaewele ma nā pūʻulu helu-like. Hoʻonui nā pilina moʻo i ka uila aʻo nā pilina like e hoʻonui i ka hiki. Hiki i kekahi module EV maʻamau ke hoʻohui i 12 mau pūnaewele i ka pūʻulu (1P12S hoʻonohonoho) e loaʻa ma kahi o 44 volts, me nā modula he nui a laila hui ʻia i loko o ka pūʻolo.

Hōʻike ka Pūnaehana Hoʻokele Bateri i ka papa naʻauao. Mālama ʻo BMS hardware i ka volta ma waena o nā pūnaewele hoʻokahi, e ʻimi i ka mahana ma nā wahi he nui, e ana i ke kahe o kēia manawa, a helu i ke kūlana o ka uku. Kūkākūkā nā ʻāpana BMS o kēia wā ma o nā kaʻa kaʻa kaʻa CAN, hiki i ka -hoʻololi ʻikepili manawa maoli me nā ʻōnaehana hoʻokele kaʻa. Hoʻopalike ikaika ka ʻōnaehana i nā cell i ka wā o ka hoʻouka ʻana i mea e pale ai i ka neʻe ʻana o ka uila ma waena o nā ʻāpana, i hiki ke hōʻemi i ke ola o ka pack ma 20-30%.

Hoʻoponopono ka ʻenehana hoʻokele wela i ka mahana hana. Hoʻokomo ka hapa nui o nā modula i nā papa hoʻoluʻu wai a i ʻole nā ala ea. Hoʻopili nā ʻōnaehana hoʻoheheʻe wai i ka mea hoʻoheheʻe glycol-ma o nā pā alumini me ka launa pū ʻana me nā pūnaewele, e mālama ana i ka like ʻana o ka mahana i loko o 2-3 degere ma waena o ka module. Mālama kēia pololei i nā wahi wela kūloko e hoʻoulu ai i ka hoʻohaʻahaʻa wela a i ʻole, i nā hihia koʻikoʻi, nā hanana holo wela.

Hāʻawi ka hale module i ka pale mechanical a me ka hoʻokaʻawale uila. Hoʻohana maʻamau ka poʻe hana hana i nā polymers hiki ke ahi e like me ka polypropylene a i ʻole ka polycarbonate hui ʻia. Pono ka casing e pale i ka haʻalulu, ka hopena i ka wā ulia, a me ka ʻike ʻana i ke kaiapuni i ka wā e pale ana i ka komo ʻana o ka wai e hiki ke hoʻopōʻino i nā pilina.

Battery Modules

ʻO ke ʻano o ka hoʻopili ʻana o nā cell i loko o nā modules e hoʻohālikelike i nā ʻano hana.

Hoʻonui ka hoʻonohonoho hoʻonohonoho ʻana i ka uila ma o ka hoʻopili ʻana i ka pahu maikaʻi o hoʻokahi kelepona i ka hopena maikaʻi ʻole o kekahi. Ke hoʻohui pū ʻia nā pūnaewele 3.2V lithium iron phosphate ʻehā, e hoʻopuka ka module i ka 12.8V me ka mālama ʻana i ka helu hiki ke kelepona hoʻokahi. Hoʻohana nui nā kaʻa uila i nā pilina moʻo no ka mea hiki i ka volta kiʻekiʻe ke hāʻawi i ka mana kūpono me nā ana uila liʻiliʻi.

Hoʻonui ka hoʻonohonoho ʻokoʻa i ka mana ma o ka hoʻohui ʻana i nā hopena maikaʻi a me nā hopena maikaʻi ʻole. Inā hoʻohui like ʻia nā pūnaewele 50Ah ʻekolu, hāʻawi ka module i 150Ah ma ka volta cell -hoʻokahi. ʻO nā hoʻonohonoho like ʻana e kūpono i nā noi e pono ai ka manawa holo lōʻihi ma nā voltage haʻahaʻa, e like me ka mālama ʻana i ka ikehu lawe lima a i ʻole nā pūnaewele mana hoʻihoʻi.

ʻO nā pūʻulu -parallel i hoʻopaʻa pono i ka volta a me ka hiki. Hoʻohui ka module 2P12S i ʻelua mau pūnaewele i ka like, a laila hoʻopili i ʻumikūmālua o kēia mau paʻa like i ka moʻo. Hāʻawi kēia i ʻelua manawa o ka mana o kahi kelepona hoʻokahi i ʻumikūmālua manawa o kona voli. ʻO ka maʻalahi o ka papahana -parallel e hiki ai i nā mea hana ke hoʻonui pono i nā ʻōnaehana pākaukau i nā koi noi.

Ua piʻi ka piʻi ʻana o ka hoʻolālā modular i ka makahiki 2024 i ka ʻimi ʻana o nā mea hana i nā hoʻonā maʻalahi, scalable. Hōʻike ka ʻikepili ʻoihana i ka ulu ʻana o nā manaʻo like -like no nā kumu nui ʻelua: ka palena o nā lula mokulele i ka lawe ʻana-ma nā ʻakika a hiki i 100 watt- hola, e hoʻomaʻamaʻa i nā pūʻolo modular me nā ʻāpana hiki ke hoʻololi ʻia, a e pōmaikaʻi nā noi mea hana waho mai nā modula -hoʻololi e hōʻemi i ka wā hoʻomaha.

Hoʻokumu nā mea kemika lithium{0}}ʻokoʻa i nā modula me nā kiʻina hana ʻokoʻa.

Hāʻawi nā modula Nickel Manganese Cobalt (NMC) i ka ikehu kiʻekiʻe, maʻamau he 150-220 Wh/kg ma ka pae module. ʻO kēia ka mea kūpono no nā kaʻa uila kaʻa kahi i loaʻa ai ka ʻae ʻana o ka mea kūʻai mai ka nui o kēlā me kēia paona. Hāʻawi nā pūnaewele NMC i ka mana ikaika no ka wikiwiki ʻana i ka mālama ʻana i ke ola pōʻai kūpono o 1,000-2,000 mau kaila hoʻoiho piha. Eia nō naʻe, koi lākou i ka mālama ʻana i ka wela ma muli o ka haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa i hoʻohālikelike ʻia me nā mea ʻē aʻe.

ʻO nā modules Lithium Iron Phosphate (LFP) e hoʻokumu i ka palekana a me ka lōʻihi. E emi ana ka nui o ka ikehu ma 90-140 Wh/kg, akā hiki i nā modula LFP ke kū i 3,000-5,000 pōʻai ma mua o ka hiki ʻana i ka 80% kaha. ʻO ko lākou kūpaʻa wela ʻokoʻa e kaulana ai lākou i nā kaʻa kalepa, nā kaʻa kaʻa, a me ka mālama ʻana i ka ikehu. Ua lanakila nā modula LFP i ka hana EV Kina i ka makahiki 2024, aʻo nā mea hana o ke Komohana i hoʻonui nui iā lākou no nā hiʻohiʻona komo-level a me waena.

Ua puka mai nā modules sodium{0}}ion ma ke ʻano he ʻenehana ʻē aʻe i ka makahiki 2024. Ua hoʻolilo nā hui e like me BYD i $30 biliona i loko o 30 GWh sodium-iona. Hoʻohana kēia mau modula i ka sodium nui ma mua o ka lithium, e hōʻemi ana i nā kumukūʻai maka a me ka nāwaliwali o ke kaulahao. Hana maikaʻi nā pūnaewele sodium{7}}iona i nā mahana anuanu, e mālama ana i 80% ka mana ma -20 degere e like me ka lithium-60% paʻa. Ua hoʻomaka ʻia nā noi kālepa ma nā kaʻa huila ʻelua a ʻekolu.

ʻOi aku ka maikaʻi o nā modula Lithium Titanate Oxide (LTO) i nā noi niche e koi ana i ke ola pōʻaiapuni ultra{0}}lōʻihi. ʻO nā pūnaewele LTO ke kū i nā pōʻai 20,000-30,000, e hoʻolilo iā lākou i mea waiwai no nā kaʻa kaʻa a me nā kaʻa kaʻa kaʻa ʻoiai he 60-80 Wh/kg ka nui o ka ikehu. Hiki i ka hiki ke hoʻopiʻi wikiwiki i nā modula LTO ke hiki i ka 80% uku i 10-15 mau minuke me ka ʻole o ka hōʻino.

Hoʻohui ʻia ka hana ʻana o ka pākaukau ʻenehana me nā protocol palekana koʻikoʻi.

Hoʻomaka ke kaʻina hana me ka nānā ʻana i ke kelepona komo. Hele mai nā kelepona mai nā mea hoʻolako i loko o ka ʻeke pale a loaʻa i ka volta, ka hiki, a me ka hoʻāʻo kūʻē kūloko. Ana nā mea hana i kēia mau ʻāpana no ka ʻike ʻana i nā kelepona me nā hiʻohiʻona like-volt i loko o 5 millivolts a me ka mana i loko o 1% o nā kumu waiwai. Hōʻole ʻia nā kelepona i hāʻule i waho o nā ʻae kikoʻī, no ka mea, ʻo nā mea like ʻole ke kumu o ka hoʻopiʻi ʻole ʻana e hōʻemi i ke ola o ka module.

Ma hope o ka nānā ʻana i ka hoʻomākaukau ʻana. Hoʻopau ka hoʻomaʻemaʻe laser i nā ʻāpana oxide a me nā mea haumia mai nā hopena cell. He mea koʻikoʻi kēia ʻanuʻu no ka maikaʻi wili; hiki i nā ʻāpana microscopic ma waena o nā ʻili hoʻoheheʻe ke hana i nā hui kūʻē kiʻekiʻe e hoʻoulu ai i ka wela i ka wā hana.

Hoʻonohonoho ka hoʻopaʻa ʻana o ke kelepona i nā cell kūpono i kā lākou hoʻonohonoho i koho ʻia. Hoʻonohonoho nā ʻōnaehana ʻakomi me ka pololei -milimika me ka hoʻohana ʻana i nā ʻōnaehana ʻike CCD e ʻike ana i nā wahi hoʻopau. Hoʻokumu nā mea hoʻokaʻawale ma waena o nā pūnaewele i nā āpau ea no ka hoʻomaha ʻana a i ʻole ke hoʻokipa ʻana i nā mea pili wela e hoʻokele i ka wela i nā papa hoʻoluʻu.

Hoʻopili ʻo Busbar welding i nā pūnaewele me ka uila. Hoʻohana nā laina hana hou i ka welding laser ma mua o ke kū'ē a i ʻole nā ala kani ultrasonic. Hāʻawi ka wili laser i ka ikehu pololei i ka hui me ka ʻole o ka wela nui e hiki ai ke hōʻino i nā cell. Hoʻokumu ke kaʻina hana i nā welds me ka pale uila ma lalo o 0.1 milliohm. Hana nā ʻōnaehana hoʻomalu maikaʻi i ka nānā ʻana i ka manawa maoli me ka hoʻohana ʻana i nā mea ʻike maka e hōʻoia i ka geometry weld a me ka nānā ʻana i ka hihi X-e hōʻike ana i nā hemahema o loko.

Hoʻohui ʻia ka BMS ma hope o ka hui mechanical. Hoʻopili nā mea ʻenehana a i ʻole nā robots i nā uwea ʻike voltage i kēlā me kēia keena, e kau i nā mea ʻike wela ma nā wahi hoʻolālā, a hoʻohui i ka papa kaapuni BMS. Hoʻāʻo ka ʻōnaehana i ka hoʻāʻo ʻana i ka hoʻohālikelike ʻana i ka hoʻoiho a me ka hoʻokuʻu ʻana e hōʻoia i ka nānā pono ʻana o ka BMS i nā ʻāpana āpau a hoʻokō i nā hana pale.

Hoʻopili ʻia ka hui hale module i nā ʻāpana. ʻO ka papa kumu, kahi i loaʻa pinepine i nā ala hoʻomaha, loaʻa i ka noi mea hoʻohana wela. Hoʻopili ka poʻe limahana a i ʻole nā mea hoʻokaʻawale ʻokoʻa i ka nui o nā mika wela o ka paʻi wela a i ʻole ka hoʻopili ʻana ma nā ʻaoʻao pili. Piʻi ka pūʻulu kelepona ma luna o kēia pā, a hoʻopaʻa ka uhi hale i ka hui.

Ua hoʻopau nā kumuhana hoʻāʻo hope i nā modula i ka hōʻoia uila, wela, a me ka mechanical. Ana nā ho'āʻo i ka volta ma lalo o ka ukana, e hōʻoia i ka pono o ka ʻōnaehana hoʻoluʻu, e nānā i ke kinoea a i ʻole ka wai hoʻoheheʻe, a hōʻoia i ka pale ʻana o nā pilina i ka haʻalulu. ʻO nā modula wale nō i hala i nā koina a pau e ʻae ʻia no ka hui pūʻulu.

ʻO ka hoʻomalu ʻana i ka mahana ke kū nei ka hana palekana koʻikoʻi loa i nā modula pākaukau.

E hana maikaʻi ana nā keena Lithium-ion ma waena o 20-40 degere. ʻO ka hana ma luna o 60 degere ka wikiwiki o ka hiki ke mae, me kēlā me kēia 10 degere ka piʻi ʻana o ka mahana ma kahi o ka pālua ʻana i nā helu degradation. ʻOi aku ka nui o ka wela ma mua o 80-90 degere-he hopena exothermic paʻa ponoʻī kahi e hoʻoheheʻe ʻia ai ka wela ma mua o nā ʻōnaehana hoʻomaha.

ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana i ka ea ke ʻano maʻalahi o ka hoʻokele wela. Hoʻoikaika ka poʻe pā i ka ea ma nā kahawai ma waena o nā pūnaewele, e hoʻoneʻe i ka wela ma o ka convection. Hoʻohana nā ʻōnaehana pākaukau ʻo Honda Insight a me Toyota Prius i ka hoʻoluʻu ʻana i ka ea. ʻOiai ʻoi aku ka maikaʻi, e hakakā ka ea e mālama i ka like ʻana o ka mahana, me nā ʻokoʻa o 10-15 degere ma waena o nā ʻaoʻao inlet a me waho o nā modules. ʻO kēia hoʻoluʻu like ʻole ke kumu o nā cell i nā wela like ʻole a hiki i ka makahiki ma nā ʻano like ʻole.

Loaʻa ka hoʻoluʻu wai i ka hana ʻoi aku ka maikaʻi. Ke kahe nei ka coolant ma nā awāwa i loko o nā pā alumini i hoʻopaʻa ʻia ma waena o nā papa kelepona a i ʻole i hoʻonoho ʻia ma nā ʻaoʻao module. ʻO ka conductivity thermal kiʻekiʻe o ka alumini a me ka nui o ka wela wela o nā mea hoʻoheheʻe wai e hiki ai ke kāohi i ka wela. Ke hoʻohana nei nā pūʻolo pākahiko o Tesla i nā kahawai hoʻoheheʻe serpentine e mālama ana i nā ʻokoʻa o ka mahana o ke kelepona ma lalo o 5 degere. Hoʻohui nā ʻōnaehana wai i ka paʻakikī, ke kaumaha, a me nā wahi leak hiki, akā pono kēia mau kālepa no nā noi hana kiʻekiʻe.

Hāʻawi nā mea hoʻololi ʻāpana i ka hoʻokele thermal passive. Hoʻopili nā PCM i ka wela i ka wā e hoʻoheheʻe ai lākou, e mālama ana i ka mahana mau i ka wā o ka hoʻololi ʻana. Ke maʻalili ka ʻōnaehana pākahi, hoʻopaʻa ka PCM a hoʻokuʻu i ka wela i mālama ʻia. Ua hōʻike ʻia ka noiʻi ma 2024 ua hōʻemi nā modula ma muli o ka PCM -i ka wela kiʻekiʻe ma 15-20 degere i ka wā e hoʻokuʻu koke ʻia ana me ka mālama ʻana i ke kūlike o ka mahana. Eia nō naʻe, pono nā PCM i ka hoʻolālā wela e hōʻoia i ka hoʻoheheʻe ʻana o ka wela no ka hoʻoluʻu lua ma hope o ka heheʻe ʻana o ka mea.

ʻO nā hana palekana ma waho aʻe o ka mana wela e pili ana i nā kaapuni palena o kēia manawa e pale ai i ka overcurrent i ka wā o nā hewa, ka nānā ʻana i ka uila e hoʻokaʻawale i nā modula ma mua o nā paepae palekana, a me nā pahu hoʻomaha pahū e hoʻoheheʻe i nā kinoea ma mua o ka hiki ʻana i ke kaomi ke wāwahi i nā sila hale. Hoʻonohonoho ka BMS i kēia mau pale, me ka hoʻokō pinepine ʻana i nā mea ʻike hoʻihoʻi hou ʻana a me ka loina pani ʻelua -ala no ka pale ʻana i hoʻokahi-pune hemahema.

Hana ʻia nā modula pākaukau ma ke ʻano he kumu kumu o ka mālama ʻana i ka ikehu kaʻa uila.

Hoʻohui nā kaʻa uila i nā modula i loko o nā ʻeke ma o ka hui mechanical a me ka uila. He 6 -12 modules ma muli o ka nui o ke ka'a a me ka laulā. Hiki i nā EV paʻakikī ke hoʻohana i ʻeono mau modula me ka huina o 40-50 kWh, aʻo nā EV nani loa he ʻumikūmālua a ʻoi aku paha nā modula ma mua o 100 kWh hiki.

Hoʻomaʻamaʻa ka hoʻohālikelike ʻana o ka module i ka hana a me ka lawelawe. Ke hoʻolālā nā mea hana i nā modula me nā ana like ʻole a me nā pilina uila, hiki iā lākou ke hoʻohui i nā kemika cell ʻē aʻe a i ʻole nā mana ma waena o nā laina kumu hoʻohālike me ka hoʻohana ʻana i nā lako paʻa maʻamau. Hoʻemi kēia modularity i nā kumukūʻai mea hana a me ka paʻakikī o ka waihona. Inā hāʻule ka module i ka lawelawe, hiki i nā ʻenehana ke hoʻololi i kēlā module hoʻokahi ma mua o ka ʻeke holoʻokoʻa, e hōʻemi nui ana i nā kumukūʻai hoʻoponopono.

Hoʻopuka pū ka papahana module i ka palekana ma o ka hoʻokaʻawale ʻana. Hoʻohana nā pūʻolo pākahiko EV o kēia wā i nā pale pale ahi-ma waena o nā modula. Inā loaʻa ka holo wela i loko o hoʻokahi keena, aia nā mea pale i ka hanana i kēlā module, e pale ana i ka hāʻule ʻole o ka pahu. Ua hoʻomohala ʻo General Motors i nā ʻōnaehana hoʻokele thermal propagation e nānā kūʻokoʻa i nā modules a hoʻokaʻawale i nā ʻāpana hemahema ma mua o ka hiki ʻana o nā modula pili i nā wela weliweli.

Pono ka hoʻohui kaʻa e noʻonoʻo pono i ka hoʻokomo ʻana i nā module. ʻO ka hapa nui o nā EV e kau i ka pahu pākahi ma ka papahele ma waena o nā huila, e hana ana i kahi kikowaena haʻahaʻa o ka umekaumaha e hoʻonui ai i ka lawelawe ʻana. I loko o kēia envelope, pono e hoʻopili nā modules a puni nā kaʻa kaʻa, nā ʻāpana hoʻokuʻu, a me nā hale ulia. Hiki i ka ho'okumu ho'opa'a 'ano holo'oko'a o Nissan ke ho'opilikino 'ana i nā ana module-ka helu kelepona a me ka ho'onohonoho like 'ole-no ka ho'ohana 'ana i ka lewa ma nā paepae ka'a like 'ole.

Hoʻopili ʻia nā ʻōnaehana hoʻonaʻauao me nā modula ma o ka BMS pae -pae. I ka wā o ka hoʻouka wikiwiki ʻana o DC, ke kahe nei ka manawa i loko o ka pūʻolo ma nā pākēkē ma mua o 250 kW ma kekahi mau ʻōnaehana. Hāʻawi ka BMS i kēia mana ma waena o nā modules i ka nānā ʻana no ka ʻike ʻole o ka volta a me ka piʻi ʻana o ka mahana. Pūnaewele -pae BMS i loko o kēlā me kēia module hōʻike kūlana i ka master BMS, nāna e hoʻololi i ka uku hoʻolimalima a i ʻole hoʻihoʻi hou i kēia manawa e pale aku i ka pōʻino.

Ke hoʻomau nei ka ulu ʻana o nā hoʻolālā module kiʻekiʻe. Hoʻopau ka ʻenehana ʻenehana -to -Pack (CTP) i nā ʻōnaehana module kuʻuna ma o ka hoʻokomo pono ʻana i nā cell i loko o ka hale paʻa. Ua hoʻolalelale ʻo CATL a me BYD i nā hoʻolālā CTP e hoʻonui ana i ka nui o ka ikehu ma 10-15% ma o ka hōʻemi ʻia ʻana o ka ʻeke ma luna. Lawe ʻia kēia ma o ka hoʻohui ʻana i nā cell i loko o nā ʻāpana hana kaʻa (CTC) Hoʻopili kēia mau mea hou i ka laina ma waena o nā modules a me nā pūʻolo, akā ʻo nā hana kumu -pili uila, hoʻokele wela, a me ka nānā ʻana-e mau nō ke koʻikoʻi ʻoiai ke nalowale ka hale module discrete.

Battery Modules

Hāʻawi nā modula pākaukau i nā ʻoihana like ʻole me nā koi hana like ʻole.

Hoʻohana ʻia nā ʻōnaehana hoʻopaʻa ikehu maʻa mānoa Hoʻoulu like ʻole ka mana o ka lā a me ka makani, e hana ana i nā lako -like like ʻole. Mālama nā modula pākaukau i ka ikehu i ka wā hana kiʻekiʻe a me ka hoʻokuʻu ʻana i ka wā koi kiʻekiʻe. Hiki i ka ho'okomo 'ana -pilikia ma'amau ke ho'omoe i nā haneli he nui o nā megawatt- hola. I ka makahiki 2024, ua hōʻea nā mea hoʻonoho pākaukau ʻo US i 9.2 gigawatts, me nā hale hoʻolālā modular e hoʻomaʻamaʻa i ka hoʻonui ʻana i ka hiki ke ulu ka ikehu.

Ke hoʻohana nui nei nā lako hana e like me nā forklift i nā modula lithium-ion. Ua hoʻokele ʻo Komatsu i nā modules sodium-ion i nā forklift papa he 1.5-ton i ka makahiki 2024, e hōʻike ana e hiki i nā kemika ʻē aʻe ke lawelawe i nā noi ʻoihana. Hiki i nā ʻōnaehana pākaukau modular ke mālama i nā modula i hoʻopaʻa ʻia no ka hoʻololi wikiwiki ʻana, e hōʻemi ana i ka manawa haʻahaʻa o nā mea hana i hoʻohālikelike ʻia me nā pākaʻi lead-acid e koi ana i nā hola o ka hoʻouka ʻana.

ʻO nā mea hana koʻikoʻi-ke kū nei i nā kūlana hana koʻikoʻi. Ua hoʻolauna ʻo Moog Construction i ka ZQuip Modular Battery System i 2024, e hōʻike ana i nā modula 70 kWh a me 140 kWh. ʻO kēia maʻalahi e hiki ai i nā mea hoʻohana ke hoʻonohonoho i ka hiki ke hana i nā koi-me ka hoʻohana ʻana i nā module liʻiliʻi no ka hana māmā e hōʻemi i ke kaumaha kaʻa a me nā modules nui no ka hana lōʻihi. Hiki i ka hoʻololi ʻana i ka pākaukau ke hoʻomau i ka hana ma o ka hoʻololi ʻana i nā modula i hoʻopau ʻia no nā ʻāpana i hoʻopaʻa ʻia me ka ʻole o ka wā hoʻomaha kaʻa.

Hoʻohana nā mea uila uila a me nā mea hana mana i nā ʻano modula liʻiliʻi. Hoʻohana ʻia nā mea hana mana o ka ʻoihana -mana i nā modula me 5-10 mau keena lithium-ion, e hāʻawi ana i 18-36V puka ma 2-5 Ah. Hiki i ke ala modular ke hoʻohālikelike i ka pākaukau cross-platform, kahi e hoʻolālā ai ka hoʻolālā modular i nā ʻano mea hana he nui i loko o ka laina huahana o ka mea hana.

Mālama nā ʻōnaehana Uninterruptible Power Supply (UPS) i nā ʻōnaehana koʻikoʻi mai nā pilikia mana. Hoʻolālā nā kikowaena ʻikepili a me nā halemai i nā ʻōnaehana module lithium -ion e hāʻawi i ka mana hoʻihoʻi i ka wā o ka pau ʻana a me ka hoʻopaʻa ʻana i ka uila i ka wā o ka hoʻopilikia ʻana i ka pūnaewele. Hāʻawi ka hoʻolālā modular i ka hoʻonui ʻia ʻana o ka hiki ke hoʻohālikelike i nā koi hoʻouka i pale ʻia a hoʻomaʻamaʻa i ka mālama ʻana ma o ka hoʻololi ʻana i ka pae ʻokoʻa ma mua o ka lawelawe ʻana i ka pākaukau.

Ke koi nei nā noi Aerospace i nā modula i hoʻopaʻa ʻia no ke kaumaha a me ka hilinaʻi. Hoʻohana nā mokulele uila a me nā ʻōnaehana drone i nā modula me nā cell i koho kūikawā ʻia no ka hana maʻamau ma waena o nā pae wela loa i ʻike ʻia ma ke kiʻekiʻe. ʻO nā ala BMS ʻē aʻe a me nā palena wela conservative e hōʻoia i ka palekana i nā noi kahi e hiki ai i ka pau ʻole o ka pākaukau ke kumu i nā hopena pōʻino.

ʻO ka hoʻāʻo koʻikoʻi e hōʻoia i ka hilinaʻi o ka module i nā wā o ka hana.

ʻO ka hoʻāʻo uila e hōʻoia i ka volta, ka hiki, a me ke kūpaʻa kūloko. Loaʻa nā modula i ke kaʻa -hoʻokuʻu ʻia ma nā ʻau i hoʻomalu ʻia me ka nānā ʻana i nā pihi uila. Pono e hāʻule nā ana mana i loko o 2-3% o nā helu nominal. ʻO ka hoʻāʻo kūʻē kūʻē kūloko ma nā mokuʻāina like ʻole e ʻike i nā pilina welded maikaʻi ʻole i hiki ke hana i nā pilikia hilinaʻi.

Hoʻokolo nā kumuhana hoʻāʻo wela i ka wela wela. ʻO nā modula pōʻaiapuni o ke keʻena ma waena o -40 degere a hiki i +60 degere, e hoʻohālike ana i ka ʻike kaiapuni i ka piʻi ʻana mai ka hoʻoilo Arctic a i ke kauwela wao nahele. Ke hoʻololi koke nei nā hoʻāʻo haʻalulu wela ma waena o nā wela wela e hōʻoia ʻaʻole hiki i nā coefficient hoʻonui o nā mea like ʻole ke kumu i nā hemahema mechanical.

Hoʻopili ka hoʻāʻo ʻana i ka vibration i ka lawe ʻana a me nā pilikia hana. Kau ʻia nā modula ma luna o nā axis -nui e hana hou ana i nā kiʻi alapine mai ka haʻalulu o ke alanui, ka hana ʻana i nā mīkini, a i ʻole ka lawelawe ʻana i nā hopena. Nānā nā Accelerometers i ka pane, a me nā pili uila e hoʻomau i ka nānā ʻana no ka ʻike ʻana i nā hāʻule ʻole mai ka pilikia mechanical.

ʻO ka hoʻāʻo palekana e pili ana i ka overcharge, over{0}}discharge, short circuit, and crush scenario. ʻO ka hoʻāʻo hoʻomāinoino ʻana e hoʻoneʻe i nā modula ma mua o nā palena hana palekana ma lalo o nā kūlana i hoʻopaʻa ʻia e hōʻoia i ka hoʻoikaika pono ʻana o nā ʻōnaehana palekana a ʻo ka holo ʻana o ka wela, inā hoʻomaka ʻia, aia i loko o ka module. Hāʻawi kēia mau hoʻāʻo luku i nā modula laʻana e hōʻoia i nā palena palekana hoʻolālā.

Hōʻoia ka hoʻāʻo ʻana i ke kaiapuni i ka pale ʻana mai ka lepo a me ka wai. Hoʻokomo ʻia nā modula i nā hoʻāʻo spray a me nā hoʻāʻo immersion i kūpono i kā lākou helu IP. Loaʻa i nā modules automotive ka helu IP67, ʻo ia hoʻi ke kū nei lākou i ka hoʻopaʻa ʻia ʻana i hoʻokahi mika wai no 30 mau minuke.

ʻOkoʻa nā palapala hōʻoia ma muli o ka noi. Hoʻokō nā modula kaʻa i ka UL 2580, e uhi ana i ka palekana o nā ʻakika lithium-ion no ka hoʻoulu kaʻa, a me ISO 26262 no ka palekana hana. ʻO ka mālama ʻana i ka ikehu paʻa ma hope o UL 9540 no nā ʻōnaehana mālama ikehu. Kūleʻa ka halihali i nā koi UN 38.3 no ka hoʻouna palekana ʻana o nā pā lithium. Pono nā mea hana e palapala i ka hoʻokō ma o ka hoʻāʻo ʻana a me ka mālama ʻana i nā ʻōnaehana maikaʻi ma lalo o ISO 9001 a i ʻole nā kūlana IATF 16949 kaʻa.

Hoʻopilikia nui nā kumukūʻai o ka ʻōnaehana pākahi i ka ʻōnaehana holoʻokoʻa.

ʻO ke kumu kūʻai o ka module i ka makahiki 2024 he $80-120 i kēlā me kēia kilowatt-hola ma ka pae kūʻai nui, e hōʻike ana i ka 25-35% o ka nui o ke kumukūʻai pākaukau. He 65-75% ke kumu kūʻai o ke kelepona, me ka lako BMS, nā ʻāpana hoʻokele wela, a me nā limahana hana i ke koena. I ka emi ʻana o nā kumukūʻai kelepona mai $139/kWh i 2023 a i kuhi ʻia he $115/kWh i 2025, ua ukali nā kumukūʻai module i nā trajectories like.

Ua hōʻea ka mākeke pā uila EV honua i $124.4 biliona ma 2024, e ulu ana ma 12.8% i kēlā me kēia makahiki. Ua kauoha ʻia nā modules cell Prismatic i ka māhele mākeke nui loa, akā ke ulu nei nā modula cylindrical ma 13% i kēlā me kēia makahiki e alakaʻi ʻia e ka hoʻohana ʻana i nā cell format nui e like me ka hoʻolālā cylindrical 4680. He 46mm ke anawaena o keia keena ma ka 80mm ki'eki'e, e hā'awi ana i 'elima mau manawa o ka ikehu o nā pūnaewele 2170 mua i ka wā e ho'oma'ama'a ana i ke kūkulu 'ana o ka module ma o ka helu kelepona ho'emi.

ʻO ka ʻoihana hoʻokele waiwai makemake i ka hoʻohui kū pololei. Loa'a i nā hui e hana ana i nā pūnaewele a me nā modula he 10-15% o ka maika'i o ke kumu kū'ai ma mua o kēlā mau pūnaewele kū'ai ma waho. Na kēia i alakaʻi i nā mea hana pākaukau e hoʻonui i ka hui module a me nā mea hana kaʻa e hoʻomohala i loko o -hiki pākaukau hale. Ua hoʻomaka ʻo Fluence i ka hoʻokumu ʻana o ka module US i ka mahina ʻo Kepakemapa 2024, e hoʻohui ana i nā cell mai Tennessee nā mea hoʻolako i nā modula ma kahi hale ʻo Utah-he neʻe hoʻolālā e hiki ai i ka Inflation Reduction Act nā hōʻaiʻē ʻauhau kūloko.

Manaʻo nā ʻōnaehana hoʻohālikelike module e hōʻemi i nā kumukūʻai ma o ka ʻoihana waiwai. ʻO ka Volkswagen Group's MEB (Modular Electric Drive Matrix) e wehewehe i nā ana o ka module maʻamau i hoʻohana ʻia ma nā ʻano kaʻa a me nā hōʻailona. ʻO kēia ala i hiki ai iā Volkswagen ke hoʻonui i ka hoʻolālā module a me nā kumukūʻai mea hana ma luna o ka nui o ka hana.

Hoʻokumu ka hana hou a me ka lua -palapala waiwai i nā kahawai waiwai. ʻAʻole i hoʻokō hou nā modula EV i 70-80% o ka mana kumu i nā koi o ka hana kaʻa akā mālama i ka pono no nā noi ʻoi aku ka liʻiliʻi. Loaʻa i nā modula EV i hoʻomaha ʻia ke ola ʻelua i ka mālama ʻana i ka ikehu paʻa, kahi ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka ikehu a me nā uku uku ma mua o nā kaʻa. Hoʻihoʻi hou ka hana hou ʻana i nā mea waiwai -lithium, cobalt, nickel, copper, a me ka aluminika e hōʻemi ana i ka pono no ka ʻeli ʻana o nā mea puʻupaʻa.

Hoʻohiki nā ʻenehana hou e hoʻololi hou i ka hoʻolālā ʻana o ka pākaukau.

Hoʻololi nā ʻaʻa paʻa -state i nā wai electrolytes me nā mea paʻa paʻa a polymer paha. Hoʻopau kēia i nā hopohopo flammability a hiki ke hoʻonui i ka ikehu kiʻekiʻe ma o nā anodes metala lithium. Ua hōʻike ʻo QuantumScape, Solid Power, a me Toyota i ka prototype paʻa -state cell, me nā modula hana i manaʻo ʻia no 2027-2028. Hiki ke loa'a ka mānoanoa ikehu he 400-500 Wh/kg, aneane pālua ka hana lithium-ion i kēia manawa, akā na nā pilikia hana a me nā kumukū'ai e kaupalena 'ia ke kālepa.

Hoʻohui ʻia nā modula pākaukau i ka mālama ʻana i ka ikehu i loko o nā ʻāpana chassis kaʻa. Ma kahi o ka ho'opa'a 'ana i nā pūnaewele i loko o ka 'oko'a 'oko'a, ho'ohana nā mea ho'olālā ho'olālā i nā pūnaewele ma ke 'ano he{1}}mea lawe ukana. Lilo nā pahu pahu i nā lālā hoʻolālā e hoʻomoʻi i ka ikehu ulia a hāʻawi i ka paʻa chassis. ʻO kā Tesla 4680-based structural pack e hoʻopau holoʻokoʻa i nā modula kuʻuna, e hoʻopaʻa ana i nā cell i loko o kahi hale honeycomb e hana i ka papahele kaʻa. Mālama kēia ala i ke kaumaha a hoʻonui i ka lumi o loko akā paʻakikī ka lawelawe.

Hoʻopau ka hoʻokele pākaukau uila i nā uea ʻike ma waena o nā cell a me BMS. Loaʻa i kēlā me kēia kelepona kahi mea uila uila liʻiliʻi e hōʻike ana i ka ʻikepili uila a me ka wela ma o nā hōʻailona alapine. Hoʻemi ʻia ka paʻakikī o ka uea, ka manawa hui, a me nā wahi hiki ʻole o ka uea. Ua hoʻopaʻa ʻo General Motors i nā hale hoʻolālā BMS uila i ka makahiki 2024, ʻoiai ke mau nei nā pilikia hoʻopilikia electromagnetic no ka hoʻolaha ʻana.

ʻO nā anodes silikon e hōʻike i kahi holomua hoʻonui akā nui. ʻO ka hoʻololi ʻana i nā anodes graphite me ke silikona e hoʻonui ai i ka nui o ka ikehu cell ma 20-40% no ka mea, mālama ke silikona i nā iona lithium hou aʻe no kēlā me kēia leo. Ua hoʻolauna nā mea hana i nā anodes silicon-blend i 2024, me nā anodes silicon maʻemaʻe i hoʻolālā ʻia no ka hopena o 2020s. ʻOi aku ka nui o ka ikehu kiʻekiʻe ma ka pae kelepona e unuhi pololei i nā modula paʻa a i ʻole ka lōʻihi o ke kaʻa.

ʻAʻole hiki i ka ʻenehana charging bidirectional ke loaʻa ka uku akā ke hoʻihoʻi i ka mana i ka pā. Ke hoʻohana nei nā ʻōnaehana kaʻa-i-Grid (V2G) i nā modula pākahiko EV ma ke ʻano he waihona ikehu puʻupuʻu e kākoʻo ana i ka paʻa paʻa. I ka wā o ka koi kiʻekiʻe, hoʻokuʻu aku nā tausani o nā EV pili i ka ikehu i loko o ka pā; i ka wā noi haʻahaʻa, hoʻonui lākou. Hoʻokumu kēia i nā manawa loaʻa kālā no nā mea nona ka EV ʻoiai e hāʻawi ana i nā lawelawe grid waiwai. Pono e hoʻonui ʻia ka Module BMS no ka hahai ʻana i nā kahe o ka ikehu ʻelua a me ka mālama ʻana i nā kaʻina hoʻokuʻu kālā hou aʻe i kau ʻia e ka hana V2G.

Battery Modules

ʻO ke kelepona pākaukau ka ʻāpana electrochemical kumu e mālama ai i ka ikehu ma o nā hopena kemika. Hōʻuluʻulu nā modula i nā cell he nui me nā pili uila, hoʻokele wela, a me nā ʻōnaehana nānā. Hoʻohui pū ʻo Packs i nā modula he nui me ka BMS master, nā ʻōnaehana hoʻoluʻu, ka hale pale, a me -pili uila kiʻekiʻe e hana i kahi ʻōnaehana mālama ikehu piha. Hāʻawi kēia hierarchy i ka hoʻonui ʻia ʻana mai ka uila uila ma o ka hoʻokomo ʻana i ka unahi pono{4}}.

Pili ke ola o ka module i ke kemika a me nā ʻano hoʻohana. Hāʻawi maʻamau nā modula NMC i 1,000-2,000 mau pōʻaiapuni piha a i ʻole 8-10 mau makahiki ma nā noi EV ma mua o ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i 80% hiki. Loaʻa nā modula LFP i nā pōʻai 3,000-5,000 a i ʻole 10-15 mau makahiki. Loaʻa ka ʻelemakule kalena me ka hoʻohana ʻole ʻia, ma kahi o 2-3% hiki ke nalowale i kēlā me kēia makahiki mai ka decomposition kemika. ʻO ke koʻikoʻi wela a me nā pōʻai hoʻokuʻu hohonu e hoʻolōʻihi i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana, ʻoiai nā kūlana hana haʻahaʻa a me ke kaʻa paikikala mokuʻāina ʻāpana e hoʻolōʻihi i ke ola.

Hiki ke hoʻoponopono ʻia nā hemahema o kēlā me kēia cell i loko o nā modules i kekahi manawa ma o ka hoʻololi ʻana i nā cell defect, akā pono kēia i nā lako a me nā hoʻomaʻamaʻa kūikawā. ʻO ka wiliwili ʻana i nā pūnaewele hou i loko o nā modula i loaʻa i ka pōʻino nā cell pili mai ka ʻike wela. Hoʻololi ka hapa nui o nā kaʻina hana i nā modula holoʻokoʻa ma mua o ka hoʻāʻo ʻana i ka hoʻoponopono ʻana i ka pae kelepona. Hiki i ka hoʻolālā modular ke hana i kēia ala, ke kālepa ʻana i nā ʻōpala mea liʻiliʻi no ka palekana a me ka hilinaʻi.

ʻOkoʻa nā palapala i koi ʻia e ka noi a me ka mākeke. Pono nā modula kaʻa i ka UL 2580 no ka palekana pākaukau EV, UN 38.3 no ka halihali, a me ISO 26262 no ka palekana hana. Pono nā mākeke ʻEulopa i ka hoʻokō ʻana i ka hōʻailona CE. Hoʻopili nā modula mālama paʻa i ka UL 9540 no nā ʻōnaehana mālama ikehu a me UL 1973 no nā ʻōnaehana pākahi. Hoʻokō nā modula uila uila me nā kūlana palekana IEC 62133. Hoʻopili ʻia ka hoʻāʻo ʻana i ka palekana uila, ka hoʻolaha ʻana i ka wela, ka hoʻomāinoino mechanical, a me ka pale ʻana i ke kaiapuni.

Ua hoʻololi nā modula pākahi i ka mālama ʻana i ka ikehu ma o ka hoʻokumu ʻana i nā ʻāpana hiki ke hoʻohana ʻia ma waena o nā cell microscopic a me nā ʻeke pākahi nui. Ke hoʻomau nei nā kaʻa uila i ka lawe ʻana a hoʻololi hou ka ikehu hou i ka mana, e hoʻomau ka ulu ʻana o nā modules -e lilo i māmā, palekana, a ʻoi aku ka ikehu-me ka mālama ʻana i nā hana kumu o ka pili uila, ka hoʻokele wela, a me ka nānā naʻauao e hiki ai i nā ʻōnaehana pākaukau hou.