Dans la conception des packs de batteries au lithium, les barres de compression (bandes de fixation) jouent un rôle mécanique essentiel, mais elles ont également un rôle fonctionnel. impact direct et à long terme sur la résistance interne du bloc-batterie . À EverExceed , ce facteur est pleinement pris en compte dans la conception de l Solutions de batteries à l'ithium pour les systèmes de stockage d'énergie, l'alimentation de secours UPS et les applications industrielles.
C’est l’impact le plus direct et le plus critique. La fonction principale des barres de compression est d’appliquer pression uniforme et stable fixer plusieurs cellules dans un module de batterie au lithium intégré.
Uniformité de la pression :
Dans des conditions idéales, les barres de compression fonctionnent de concert avec les plaques d'extrémité pour appliquer une pression appropriée et uniformément répartie aux points de connexion entre les bornes de la batterie (pôles positif et négatif) et les barres omnibus.
Une pression adéquate peut :
Réduire la résistance de contact : Un contact étroit augmente la surface de contact effective entre les bornes et les barres omnibus, réduisant considérablement la résistance de contact, qui contribue de manière significative à la résistance interne totale du PACK.
Assurer la stabilité mécanique : Une pression stable empêche le desserrage des connexions sous l'effet des vibrations, de la dilatation thermique et d'autres conditions de fonctionnement difficiles. Des connexions desserrées peuvent augmenter considérablement la résistance de contact et même provoquer des arcs électriques ou une surchauffe localisée.
Conséquences d'une pression insuffisante ou excessive :
Pression insuffisante : Un mauvais contact entraîne une augmentation notable de la résistance de contact, provoquant une génération de chaleur excessive, une réduction de l'efficacité énergétique et un risque accru d'emballement thermique.
Pression excessive : Une surcompression peut endommager les boîtiers ou les bornes des cellules, entraînant une dégradation des performances ou des courts-circuits internes, ce qui pose de graves risques pour la sécurité.
Dans les modules de batteries au lithium où plusieurs cellules sont connectées en parallèle, Une distribution uniforme du courant est essentielle .
Si la pression de la barre de compression est inégale, certaines cellules présenteront une résistance de contact plus élevée à l'interface de la barre omnibus. Par conséquent, le courant circulera préférentiellement par les chemins de plus faible résistance.
Cela provoque :
Répartition inégale du courant entre les cellules
Certaines cellules fonctionnent à des taux C effectifs plus élevés que ceux prévus.
Vieillissement accéléré des cellules surmenées
Au niveau du PACK, ce déséquilibre se manifeste comme résistance interne accrue et irrégulière , réduisant ainsi la capacité disponible et la puissance de sortie.
La résistance interne génère de la chaleur par effet Joule selon l'équation :
Q = I²R
Une augmentation de la résistance de contact entraîne un échauffement localisé supplémentaire aux points de connexion.
Le conception et choix des matériaux des barres de compression L'utilisation de matériaux thermoconducteurs ou l'intégration à des systèmes de refroidissement, par exemple, influent directement sur les voies de dissipation de la chaleur. Des structures bien conçues contribuent à une évacuation efficace de la chaleur et au maintien de températures de fonctionnement stables au niveau des jonctions électriques critiques.
Influence de la température sur la résistivité des métaux :
Les barres omnibus et les bornes (généralement en cuivre ou en aluminium) voient leur résistivité augmenter avec la température. Une gestion thermique efficace limite cette élévation de température et contribue à freiner la croissance de la résistance.
La capacité du système de barres de compression à résister vibration, fluage et relaxation des contraintes détermine si une pression stable peut être maintenue tout au long du cycle de vie de la batterie.
Si la pression diminue avec le temps en raison de la fatigue des matériaux ou d'une conception mécanique inadéquate, la résistance de contact augmente progressivement. Ceci entraîne une augmentation anormale de la résistance interne du pack lors des cycles de charge/décharge ou d'un fonctionnement prolongé, accélérant la dégradation des performances et réduisant sa durée de vie.
| Zone d'impact | Mécanisme affectant la résistance interne | Conséquences possibles |
|---|---|---|
| Pression de contact | Détermine directement la résistance de contact entre les bornes et les barres omnibus ; une pression adéquate minimise la résistance. | Une pression inégale augmente la résistance interne totale, entraînant des pertes de chaleur et d'efficacité. |
| Stabilité mécanique | Empêche le desserrage sous l'effet des vibrations et des variations de charge. | Résistance interne instable, risque de surtensions et d'arcs électriques |
| Distribution actuelle | Affecte le partage de courant entre les cellules parallèles | Capacité et puissance réduites, vieillissement localisé accéléré |
| Gestion thermique | Influence la dissipation de chaleur et la résistivité du métal | La température élevée augmente encore la résistance, formant une boucle de résistance thermique |
| fiabilité à long terme | Détermine la stabilité à long terme de la résistance de contact | Augmentation anormale de la résistance et réduction de la durée de vie de la batterie |
À EverExceed Les structures des barres de compression, la conception des barres omnibus et les méthodes de fixation des cellules sont soigneusement optimisées pour garantir faible résistance de contact, distribution uniforme du courant, excellentes performances thermiques et fiabilité à long terme Cette philosophie d'ingénierie est appliquée à l'ensemble de nos activités. Blocs de batteries au lithium pour systèmes de stockage d'énergie, alimentation de secours UPS, centres de données et solutions d'alimentation industrielle , garantissant une résistance interne stable et une durée de vie prolongée tout au long du cycle de vie du produit.
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