ساختار سلسله مراتبی باتری های اسید سرب

سلول ها ، ماژول ها و سیستم های باتری فردی سه سطح سیستم ذخیره انرژی باتری را تشکیل می دهند
1. سلول باتری
تعریف:
سلول باتری کوچکترین واحد برای تبدیل انرژی الکتروشیمیایی است که از اجزای اصلی مانند الکترود مثبت ، الکترود منفی ، الکترولیت ، جداکننده و پوسته بیرونی تشکیل شده است. ولتاژ اسمی معمولاً ولتاژ مدار باز است (مانند 2 ولت برای سلولهای باتری اسید سرب و 3 {3}} 7 ولت برای سلولهای باتری لیتیوم یون)
عملکرد و ویژگی ها:
برای دستیابی به تبدیل متقابل انرژی الکتریکی و انرژی شیمیایی به طور مستقیم در واکنشهای شیمیایی شرکت می کند.
عملکرد به طور مستقیم بر ظرفیت ، طول عمر و ایمنی سیستم کلی تأثیر می گذارد.
انواع متداول شامل استوانه ای ، بسته نرم (پلیمر) و پوسته آلومینیوم مربع است.
مثال:
در وسایل نقلیه انرژی جدید ، باتری های لیتیوم آهن یا باتری های لیتیوم سه گانه باتری های تک سلولی معمولی هستند.
2 ماژول باتری
تعریف:
این ماژول از چندین باتری جداگانه ترکیب شده به صورت سری یا موازی تشکیل شده است ، و مدارهای محافظت ، ساختارهای اتلاف گرما و محفظه ها را ادغام می کند ، که می تواند مستقیماً تولید انرژی الکتریکی را فراهم کند
عملکرد و ویژگی ها:
ظرفیت یا ولتاژ را تقویت کنید: ظرفیت را به صورت موازی و ولتاژ در سری افزایش دهید.
حفاظت از ساختاری: طراحی پوسته و قاب باعث ثبات فیزیکی بین واحدهای جداگانه و جلوگیری از آسیب در اثر لرزش یا ضربه می شود.
اصول مدیریت حرارتی: برخی از ماژول ها دارای سنسورهای درجه حرارت داخلی یا کانال های اتلاف گرما هستند تا از مدیریت سطح سیستم بعدی پشتیبانی کنند.
مثال:
سلول های باتری چند لیتیوم به صورت موازی جوش داده می شوند و در ماژول ها بسته بندی می شوند تا واحدهای ذخیره سازی انرژی استاندارد را تشکیل دهند.
سیستم باتری بسته/سیستم
تعریف:
سیستم باتری بیشتر از چندین ماژول تشکیل شده است و یک سیستم مدیریت باتری (BMS) ، سیستم مدیریت حرارتی ، اتصالات الکتریکی و دستگاه های حفاظت از ایمنی را برای تشکیل یک منبع تغذیه کامل یا سیستم ذخیره انرژی ادغام می کند.
عملکرد و ویژگی ها:
خروجی انرژی: الزامات کاربرد ولتاژ بالا و ظرفیت زیاد (مانند وسایل نقلیه برقی و نیروگاه های ذخیره انرژی) را برآورده می کند.
مدیریت هوشمند: BMS برای اطمینان از عملکرد ایمن و بهینه سازی شارژ و بازده تخلیه ، پارامترهای در زمان واقعی مانند ولتاژ ، دما و جریان را کنترل می کند.
محافظت از ایمنی: از جمله دستگاه های ایمنی ، لایه های جداسازی آتش و مکانیسم های خاموش اضطراری برای جلوگیری از خطرات مانند فراری حرارتی.
مثال:
بسته باتری وسایل نقلیه انرژی جدید معمولاً از ده ها ماژول متصل به سری ، تکمیل شده توسط BMS و سیستم خنک کننده مایع ، تشکیل یک سیستم باتری برق کامل تشکیل شده است.
مثال:
ساختار سیستم های باتری اسید سرب نسبتاً ساده است (مانند یک سیستم 12 ولت متشکل از شش سلول 2 ولت که به صورت سری متصل هستند) ، در حالی که سیستم های باتری لیتیوم پیچیده تر هستند و به چندین لایه محافظت و مدیریت نیاز دارند.