Lithium-Ionen-Batterie-Design-Taschenrechner-Handbuch

Sie werden nie einen Tag in der heutigen Welt der tragbaren Elektronik verbringen, ohne Kontakt mit einem wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Akku aufzunehmen. Solche Batterien versorgen Ihre Mobiltelefone, Smartwatches, Tablets, Laptops, Autos, Motorräder, Privathaushalte und Flugzeuge mit Strom. Da die Dinge jedoch mit der unterschiedlichen Spannung und Kapazität jeder Zelle kompliziert sind, glauben wir, dass Menschen, die die Batteriepacks entwerfen, einige Grundlagen des Lithium-Ionen-Batterie-Designs kennen sollten.

Daher gibt Ihnen dieser Artikel einen Überblick über die Berechnung der Lithium-Ionen-Batteriekapazität, den Lithium-Ionen-Batterie-Rechner und die Überprüfung des Designs der Lithium-Ionen-Batterie.

Was ist ein Lithium-Ionen-Akku-Designrechner?

Ein Lithium-Ionen-Batterie-Designrechner ist ein Taschenrechner, mit dem die Kapazität der Batterie basierend auf dem Strom entweder in Milliampere (mA) oder Milliampere-Stunden (mAh) bestimmt wird. Die Kapazität einer Batterie oder eines Akkus ist die Energiemenge, die gemäß dem jeweiligen aktuellen Wert von Temperatur, Laden und Entladen und Lade- oder Entladezeit gespeichert wird.

Ein Lithium-Ionen-Batterie-Designrechner wird im Wesentlichen verwendet, um den Lade- und Entladestrom einer Batterie zu berechnen. Dies ist ein Maß dafür, welcher Strom eine Batterie geladen und entladen wird, um die angegebene Kapazität für eine bestimmte Leistung zu erreichen. Es ist jedoch für die unterschiedliche Herstellung der Batterien je nach Lebensdauer der Batterie unterschiedlich.

Dies sind auch wichtige Daten für eine Batterie, da die für die meisten Batterien gespeicherte oder verwendbare Energie von der Lade- oder Entladestromgeschwindigkeit abhängt. Wenn Sie jedoch bei einer bestimmten Kapazität in einer Stunde entladen, haben Sie weniger Strom als bei einer Entladung in 20 Stunden. Umgekehrt speichern Sie 1 Stunde lang weniger Energie in einer Batterie mit einer Stromladung von 100 A als bei einer Stromladung von 10 A für 10 Stunden.

Wie berechnet man die Kapazität des Lithium-Ionen-Akkus?

Die Batterielebensdauer wird normalerweise anhand der aktuellen Batteriekapazität von Milliampere (mA) und Milliampere-Stunden (mAh) gemessen. Ampere ist ein elektrisches Element, mit dem der Stromfluss zur Last oder Ladung berechnet wird. Die Lebensdauer oder Stärke der Batterie kann aus dem Batterieeingangsstrom und dem Stromkreislaststrom bestimmt werden. Wenn der Laststrom niedrig ist, ist die Batterielebensdauer hoch und umgekehrt.

Die Batteriekapazität kann mathematisch nach folgender Formel berechnet werden:

Batterielebensdauer = Batteriekapazität in mAh / Laststrom in mA * 0,70

Der Faktor 0,7 berücksichtigt externe Faktoren, die die Batterielebensdauer beeinflussen können.

Laufzeit = (10 * Amperestunden) / Watt Last

Die Laufzeit ist die Anzahl der Ladezyklen bis zum Ende der Lebensdauer der Batterie.

Es ist sehr wichtig, die Kapazität des verwendeten Akkus zu kennen, damit Sie eine Vorstellung davon haben, wann der Akku ausgetauscht oder wann entladen werden muss, da es nicht sehr sicher ist, ihn am Ende seiner Lebensdauer zu verwenden. Deshalb wird es berechnet und kennt die Kapazität der Batterie.

Wie überprüfen Sie das Design der Lithium-Ionen-Batterie?

Eine Batterie besteht aus einer oder mehreren elektrochemischen Zellen (Batteriezellen), die chemische Energie in elektrische Energie (während des Entladens) und elektrische Energie (während des Ladens) in chemische Energie umwandeln. Bei Entladeladeaktivitäten bestimmen die Form der Elemente in einer Batterie und die chemischen Reaktionen die Chemie einer Batterie. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Design eines Lithium-Ionen-Akkus zu überprüfen. Inhärent ist die Lithium-Ionen-Chemie nicht sicher, daher werden die Wahl der Zelle, der Herstellungsprozess, das elektrische und mechanische Batterielayout oder das Design der Batterie sehr wichtig, um eine sichere Batterie zu gewährleisten.

Abbildung 1 zeigt eine vereinfachte Ansicht eines typischen Lithium-Ionen-Akkus. Diese besteht aus drei Hauptbatteriekomponenten: Zellen, Gehäuse und Elektronik. Dies ist im Grunde ein einfaches Design eines Lithium-Ionen-Akkus, der normalerweise in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet wird.

Die Zelle ist die Stromquelle der Batterie und in verschiedenen Dimensionen, Formen und Chemikalien erhältlich. Das Hauptziel der Elektronik besteht darin, sicherzustellen, dass die Zellen unter sicheren Betriebsbedingungen verwendet werden. Das Gehäuse bietet einen strukturellen Integritätsschutz für die Zellen und den Tisch.

Es ist auch wichtig, die grundlegenden Designs zu kennen, die in den Batterien verwendet werden:

Sekundär- und Primärzellen

Es mag zwar nicht so klingen, aber die Sekundärbatterien werden für alle Hybrid-Sekundärbatterien, Plug-In- und Elektrofahrzeuge verwendet. Eine Primärbatterie ist eine Batterie, die nicht aufgeladen werden kann, und eine Sekundärbatterie ist eine Batterie, die aufgeladen werden kann.

Kern, Module und Pakete

Hybrid- und Elektrofahrzeuge verfügen über einen seriellen und parallelen Hochvolt-Batteriepack, der aus einzelnen Modulen und Batterien besteht. Eine Zelle ist die kleinste gepackte Form, die eine Batterie annehmen kann, und hat normalerweise eine bis sechs Volt in der Reihenfolge. Ein Modul besteht aus mehreren Zellen, die normalerweise entweder in Reihe oder parallel geschaltet sind. Anschließend wird ein Akkupack zusammengebaut, indem Module in Reihe oder parallel geschaltet werden. Auf diese Weise wird das Design eines Lithium-Ionen-Akkus auf einfache Weise vorbereitet.

Batterieklassifizierungen

Nicht alle Batterien, auch Batterien gleicher Zusammensetzung, sind gleich. Der Hauptkompromiss bei der Herstellung von Batterien besteht zwischen Energie und Energie: Batterien können entweder Hochleistung oder Hochenergie sein, aber nicht beides. Hersteller verwenden diese Klassen häufig, um Batterien zu identifizieren. Bestimmte spezifische Klassifizierungen sind hohe Haltbarkeit, was bedeutet, dass auf Kosten von Energie und Energie die Chemie geändert wurde, um eine längere Batterielebensdauer zu gewährleisten.

Fazit

Daher wird der Schluss gezogen, dass die Kapazität einer Lithium-Ionen-Batterie eine wichtige Rolle für die Lebensdauer einer Batterie spielt, um die Endlebensdauer der Batterie zu ermitteln. Obwohl es nicht nur ein Faktor ist, sind auch andere Faktoren wichtig. Der Hauptfaktor bei der Konstruktion von lithium-ionen-batterien ist jedoch ihre Größe, da die Größenbeschränkung entscheidet, welche Batteriezelle verwendet werden soll.