Бърз отговор:Няма единична фиксирана номинална стойност на ампера за никелова лента в батерията. Капацитетът на тока зависи от материала на лентата, дебелината, ширината, дължината на-токовия път, съпротивлението на заваряване и допустимото повишаване на температурата. Лента от 0,15 mm никога не трябва да се оценява само от дебелината, тъй като 0,15 × 5 mm и 0,15 × 10 mm имат много различни напречни-площи на сечението. За батерийни пакети първо оразмерете токовия път около непрекъснато натоварване, след това проверете пиковия ток, качеството на заварката и действителното повишаване на температурата.
Връзки на лента от чист никел в литиева батерия
Когато поискатеколко ток може да понесе никелова лента, полезният отговор не е едно число. Самата лента има електрическо съпротивление, точките на заваряване добавят контактно съпротивление, а разположението на батерията определя колко паралелни токови пътища споделят товара.
Това ръководство се фокусира върхулента от чист никелизползвани в пакети литиеви батерии 18650, 21700 и други. Обяснява как дебелината, ширината, дължината, конфигурацията на батерията и точковото заваряване влияят върху способността за носене на ток и показва как да изчислите съпротивлението, спада на напрежението и топлината I²R, преди да изберете размер на лентата.
За производство-на батерии вижте нашияNi201 лента от чист никел за батерииза налични дебелини, ширини, ролки и персонализирани форми за доставка на батерии-.
Колко ток може да издържи чистата никелова лента?
Лента от чист никел може да носи повече ток, когато площта на напречното й{0}}сечение е по-голяма и пътят на тока е по-къс. Една лента обаче няма универсална безопасна стойност на тока. Приемливият ток зависи от това колко спад на напрежението и повишаване на температурата може да понесе вашата батерия.
Ето защо публикуваните диаграми на усилватели с никелова лента често не са съгласни. Една диаграма може да се основава на различна ширина на лентата, различна-граница на повишаване на температурата, тестване-на свободен въздух, кратка продължителност на теста или различно определение за „безопасно“, „приемливо“ или „максимално“. За дизайна на батерията третирайте диаграмата на усилвателя като отправна точка, а не като спецификация на материала.
Важно:само дебелината не е достатъчна. Текущата способност следва пълната геометрия на проводника:дебелина × ширина × текуща{0}}дължина на пътя, плюс съпротивлението на заварките и другите съединения.
Площ на напречно-сечение на никелова лента
Първата стойност за сравнение е площта на напречното-сечение:
A=дебелина × ширина
| Размер на никелова лента | Площ-напречно сечение | Относителна площ на проводника |
|---|---|---|
| 0,10 × 5 mm | 0,50 mm² | малък |
| 0,10 × 7 мм | 0,70 mm² | малък |
| 0,15 × 7 mm | 1,05 mm² | Среден |
| 0,15 × 8 mm | 1,20 mm² | Среден |
| 0,20 × 8 mm | 1,60 mm² | По-високо |
| 0,20 × 10 mm | 2,00 mm² | По-високо |
| 0,30 × 7 mm | 2,10 mm² | По-високо |
По-голямата площ на напречното-сечение понижава обемното съпротивление за същия клас никел и дължина на лентата. Но това не означава автоматично, че връзката на батерията може безопасно да носи пропорционално повече ток, тъй като моделът на заваръчния шев и терминалът на клетката все още ограничават пълната връзка.
Защо рейтингите на тока на никелова лента варират между диаграмите
Ако две текущи диаграми дават различни стойности за един и същ размер на никелова лента, проверете условията на теста, преди да решите кое число да използвате. Основните причини са по-долу.
Дебелина и ширина на никелова лента
Дебелината и ширината заедно определят площта на проводника. Лента с размери 0,15 × 8 mm има 1,20 mm² площ на напречното-сечение, докато лента с размери 0,15 × 5 mm има само 0,75 mm². Не трябва да им се присвоява една и съща номинална стойност на усилвателя, просто защото и двата са с дебелина 0,15 mm.
Текуща-дължина на пътя
Съпротивлението нараства с дължината. Къс мост между две близки клетки води до по-малък спад на напрежението и загуба на I²R, отколкото дълга лента, пренасяща същия ток през модул на батерията. Когато сравнявате диаграмите, проверете дали цитираната стойност предполага конкретна дължина на теста.
Допустимо повишаване на температурата
Проводникът може да пренася ток, докато все още е твърде горещ за практична батерия. Следователно „Максимален ток“ и „препоръчителен непрекъснат ток“ са различни въпроси. Консервативният дизайн оставя топлинна височина за температурата на корпуса, отоплението на клетката, изолацията и стареенето.
Заваръчна и контактна устойчивост
Никеловата лента е само част от електрическия път. Лошото проникване на заваръчния шев, твърде малко ефективни заваръчни точки, замърсяване или неравномерен контакт могат да създадат локално съпротивление. Тази топлина е концентрирана близо до терминала на клетката и може да бъде по-важна от изчисленото съпротивление на самата лента.
Клас чист никел и състояние на материала
Не приемайте, че всяка лента със сребрист -цвет има еднакво съпротивление. Чист никел, никел 200,Батерийна лента Nickel 201и никелираната -стомана имат различно електрическо поведение. За производствен пакет батерии проверете действителния клас на материала и партидната документация, преди да използвате изчислена текуща стойност.
Как да изчислим съпротивлението на никелова лента и топлината
Най-полезният начин за проверка на никелова лента е първо да се изчисли нейното съпротивление на проводника, след това да се изчисли падането на напрежението и загубата на мощност при необходимия ток.
1. Изчислете съпротивлението на никелова лента
R = ρL / A
| Символ | Смисъл | единица |
|---|---|---|
| R | Електрическо съпротивление | Ω |
| ρ | Електрическо съпротивление на марката никел | Ω·m |
| L | Текуща-дължина на пътя | m |
| A | Площ на напречното-сечение=дебелина × ширина | m² |
За примера за изчисление по-долу, електрическо съпротивление от0,085 µΩ·m при 20 градусасе използва за закален никел 201. Публикуваните данни за никел 200 са малко по-високи при около0,096 µΩ·m при 20 градуса. Действителното съпротивление на лентата може да варира в зависимост от марката, условията на обработка и температурата, така че използвайте приложимите данни за материала, когато се изисква точна проектна стойност.
Техническа справка:Технически бюлетин за специални метали Никел 200 и Никел 201.
2. Изчислете спада на напрежението
V = I × R
Падането на напрежението е от значение, защото всеки миливолт, загубен във връзката, намалява ефективността на пакета. Ефектът става по-важен, когато токът нараства или пътят на лентата става по-дълъг.
3. Изчислете I²R загуба на мощност
P = I²R
Загубата на мощност се превръща в топлина. Тъй като токът е на квадрат, увеличаването на тока има много по-силен ефект върху нагряването, отколкото предполага простото линейно сравнение.
Работен пример: лента от чист никел Ni201 0,15 × 8 mm
Да приемем, че пътят на тока е 50 mm:
| Вход | Стойност |
|---|---|
| Дебелина | 0,15 мм |
| ширина | 8 мм |
| Площ-напречно сечение | 1,20 mm² |
| Текуща-дължина на пътя | 50 мм |
| Ni201 Съпротивление при 20 градуса | 0.085 µΩ·m |
| Изчислено съпротивление на лентата | Приблизително 3,54 mΩ |
Използвайки това изчислено обемно съпротивление:
| Текущ | Падане на напрежението | Изчислена I²R загуба |
|---|---|---|
| 5A | ≈ 0.0177V | ≈ 0.089W |
| 10A | ≈ 0.0354V | ≈ 0.354W |
| 15A | ≈ 0.0531V | ≈ 0.797W |
| 20A | ≈ 0.0708V | ≈ 1.417W |
Това не е таблица за одобрение на амплитудата.Той изчислява само общите електрически загуби на лентата. Не включва съпротивление на заваръчния шев, нарастващо съпротивление на материала при нагряване на лентата, температура на клетката, температура на корпуса или действително разсейване на топлината. Използвайте физическо температурно тестване, за да потвърдите дизайна на-батерийния пакет.
Сравнение на изчисленото съпротивление за обичайните размери на лентата
Таблицата по-долу използва същото съпротивление Ni201 и дължина на проводника от 50 mm. Това показва защо дебелината и ширината трябва да се разглеждат заедно.
| Размер на лентата | Площ | Изчислен R при 50 mm | I²R загуба при 10A | I²R загуба при 15A |
|---|---|---|---|---|
| 0,10 × 5 mm | 0,50 mm² | ≈ 8.50 mΩ | ≈ 0.850W | ≈ 1.913W |
| 0,10 × 7 мм | 0,70 mm² | ≈ 6.07 mΩ | ≈ 0.607W | ≈ 1.366W |
| 0,15 × 7 mm | 1,05 mm² | ≈ 4.05 mΩ | ≈ 0.405W | ≈ 0.911W |
| 0,15 × 8 mm | 1,20 mm² | ≈ 3.54 mΩ | ≈ 0.354W | ≈ 0.797W |
| 0,20 × 8 mm | 1,60 mm² | ≈ 2.66 mΩ | ≈ 0.266W | ≈ 0.598W |
| 0,20 × 10 mm | 2,00 mm² | ≈ 2.13 mΩ | ≈ 0.213W | ≈ 0.478W |
| 0,30 × 7 mm | 2,10 mm² | ≈ 2.02 mΩ | ≈ 0.202W | ≈ 0.455W |
Тези изчислени стойности са по-полезни от задаването на фиксиран номер на усилвател без условие за дължина или температура. След като знаете очаквания ток, можете да сравните загубата на проводник между кандидат-размерите на лентата и след това да потвърдите избраната връзка с реални температурни измервания.
Измерване на дебелината и ширината на никелова лента
Продължителен ток спрямо пиков ток за никелова лента на батерията
Батерийните пакети обикновено имат както непрекъснат ток на разреждане, така и по-висок краткотраен-пиков ток. При избора на никелова лента трябва да се вземат предвид и двете, но те не създават същото топлинно натоварване.
Непрекъснат ток
Непрекъснатият ток определя дългосрочното-I²R нагряване на лентата и заваръчните шевове. Започнете с максималния непрекъснат ток, който действително може да премине през всеки токов път. Не използвайте автоматично общия ток на пакета за всеки отделен сегмент на лентата; първо идентифицирайте как токът се разпределя през оформлението на опаковката.
Пиков или мигновен ток
Краткият пик не загрява лентата по същия начин като непрекъснатото натоварване, но все пак има значение. Проверете големината на пика, продължителността, честотата на повторение и наличния термичен запас. Ускоряването на мотора, стартирането на инструмента-за мощност и други събития с-високо натоварване могат да предизвикат много по-висок краткотраен-ток през серийните мостове и BMS връзките.
Бележка на BMS:40A непрекъснат / 80A пиков BMS не означава, че всяко парче никелова лента трябва просто да бъде етикетирано "40A" или "80A." Идентифицирайте коя връзка носи целия ток на пакета, колко пътища споделят този ток и дали продължителността на пика е приемлива за действителната система за лента и заварка.
Как конфигурацията на батерията променя тока на никелова лента
Серийни връзки между паралелни групи
Мостовете между серийните групи често носят изходния ток на опаковката. Тези връзки заслужават специално внимание, тъй като един тесен мост може да се превърне в пречка дори когато връзките между отделните клетки-към-лентата са подходящи.
Паралелни клетъчни връзки
В рамките на паралелна група токът се разделя между клетките и локалните лентови пътища. Не предполагайте идеално равно споделяне на тока, ако геометрията е асиметрична. Различните дължини на пътя и съпротивленията на заваръчния шев могат да накарат един маршрут да носи повече ток от друг.
18650 и 21700 батерии
Диаметърът на клетката сам по себе си не определя правилния размер на лентата. Пакет 18650, използван при нисък ток, може да изисква по-малко площ на проводника, отколкото пакет 21700 с голям-източване, но може да възникне и обратното в зависимост от последователната/паралелната конфигурация и натоварването на пакета. Използвайте действителния ток за път, вместо да избирате лента само от формата на клетката.
Можете ли да подреждате никелови ленти, за да носите повече ток?
Добавянето на втора никелова лента увеличава наличната площ на проводника, но резултатът зависи от това колко добре са електрически свързани двата слоя и как токът влиза и напуска всеки слой.
Дву{0}}слойна никелова лента
В идеален електрически модел две идентични ленти, свързани напълно успоредно, биха намалили грубо наполовина общото съпротивление на проводника. Истинската батерия е по-малко идеална: разположението на заваръчния шев, споделянето на тока между слоевете и съпротивлението на контакта могат да попречат на двата слоя да пренасят абсолютно еднакъв ток.
По-широка лента срещу по-дебела лента
И двете увеличават{0}}площта на напречното сечение. По-широка лента може да бъде по-лесна за точково заваряване от много по-дебела лента, но геометрията на-горната част на клетката може да ограничи използваемата ширина. По-дебелата лента може да намали съпротивлението, без да увеличава ширината, но точковият заварчик трябва да може да произведе надеждни заварки чрез увеличената дебелина.
Множество текущи пътища
За по-висок ток, няколко правилно свързани пътя могат да бъдат по-практични, отколкото принуждаването на целия ток през една тясна лента. Оформлението на пакета трябва да избягва тесни гърла между паралелни групи, BMS терминали и изходни връзки.
Как точковото заваряване влияе на токовия капацитет на никелова лента
Изчисленото съпротивление на лентата предполага, че металният път е непрекъснат. В пакета батерии токът трябва също да преминава през точково-заварения интерфейс между никелова лента и клемата. Слабите или непостоянни заварки добавят местно съпротивление и могат да създадат горещи точки.
| Фактор на заваряване | Ефект върху текущия път |
|---|---|
| Проникване на заваръчен шев | Недостатъчното свързване може да увеличи устойчивостта на контакт и да намали механичната надеждност. |
| Брой ефективни точки на заваряване | По-ефективната контактна площ може да разпредели тока по-добре, но качеството на заваръчния шев има повече значение от простото броене на маркировките. |
| Чистота на повърхността | Замърсяването или окисляването могат да намалят консистенцията на заваръчния шев и да увеличат устойчивостта на контакт. |
| Дебелина на лентата | По-дебелата лента намалява устойчивостта на обема, но обикновено изисква по-мощно заваръчно оборудване. |
| Състояние на клетъчния терминал | Покритието на клемите, геометрията и чистотата влияят върху качеството и повторяемостта на заваръчния шев. |
За производствена работа потвърдете здравината на заваръчния шев и електрическите характеристики с повтаряща се проверка, вместо да разчитате само на енергийната настройка на заварчика. Тестът за издърпване и-тестът за повишаване на температурата при предвиденото натоварване предоставят много по-полезна информация.
Токов капацитет на чист никел срещу -никелирана стомана
Лента от чист никели никелираната стоманена лента може да изглежда подобно, но основният материал е различен. Тази разлика променя съпротивлението и нагряването за същите размери.
| Артикул | Лента от чист никел | Никел{0}}стоманена лента |
|---|---|---|
| Основен материал | Никел през дебелината на лентата | Стоманен субстрат с никелово покритие |
| Електрическо съпротивление | Обикновено по-ниски за същата геометрия | Обикновено по-висок, тъй като токът протича главно през стоманения субстрат |
| Топлина при същия ток | По-ниска, когато обемното съпротивление е по-ниско | По-високо, когато обемното съпротивление е по-високо |
| Материална проверка | Потвърдете класа на никел и състава на партидата | Потвърдете стоманения субстрат и никеловото покритие |
Ако текущата способност е важна, не идентифицирайте материала само по външен вид. Дори обикновен тест с магнит не е окончателен, тъй като самият никел е феромагнетичен. За проверка на доставките използвайте посочения клас, сертификат за автентичност/MTC и подходящ анализ на материала, когато е необходимо.
Когато никелова лента не е достатъчна за батериен пакет с висок-ток
Ако необходимата площ на проводника стане трудно постижима с една точково-заваряема никелова лента, препроектирайте пътя на тока, вместо да приемате прекомерен спад на напрежението или топлина.
Използвайте по-широки или множество никелови пътища
Увеличаването на ширината, използването на успоредни пътища или добавянето на правилно свързани слоеве може да намали общото съпротивление, като същевременно поддържа всяка отделна лента в рамките на дебелина, която вашият заваръчен процес може да издържи.
Помислете за медни{0}}връзки
Медта има много по-ниско електрическо съпротивление от никела и може да бъде полезна в -силовотокови шинни структури. Въпреки това, медта също е по-трудна за директно точково съпротивително заваряване с много системи за-заваряване на батерии. Мед-никелови композитни оформления или хибридни връзки изискват собствен дизайн за заваряване и изолация.
Проверете целия текущ път
Широката шинна секция не решава тясното участък на BMS терминала, връзката с предпазители, серийния мост или изходния проводник. Прегледайте пълния път от групата клетки до пакетния изход.
Как да изберете никелова лента за вашата батерия
Преди да изберете дебелина на лентата, съберете заедно електрическите и механичните изисквания. Това предотвратява избирането на лента само от диаграма на усилвателя, докато истинското ограничение е другаде в пакета. Ако изискването за материал е ниско{2}}въглероден търговски чист никел за свързване на батерията, можете да прегледате нашитеNi201 лента от чист никел за батериипреди да потвърдите дебелината, ширината и количеството.
| Елемент за избор | Информация за потвърждение |
|---|---|
| Формат на клетка | 18650, 21700, 26650, 32700 или друг тип клетка |
| Конфигурация на пакета | Последователно и паралелно подреждане |
| Непрекъснат ток | Максимален очакван непрекъснат ток през всеки критичен път |
| Пиков ток | Пикова величина, продължителност и повторение |
| Лентов материал | Клас чист никел или друг определен проводящ материал |
| Дебелина и ширина | Необходима площ на напречното-сечение и геометрия на-горната част на клетката |
| Текуща-дължина на пътя | Разстояние между точките на свързване |
| Метод на заваряване | Възможност за точково заваряване и валидирано качество на заварката |
| Термично състояние | Околна температура, заграждение, изолация и допустимо повишаване на температурата |
За нов дизайн първо изчислете съпротивлението на проводника, след това тествайте сглобената връзка при очакваното непрекъснато натоварване. Запишете спада на напрежението и стабилизираната температура. Ако повишаването на температурата е твърде високо, увеличете площта на проводника, скъсете пътя, подобрете качеството на заварката или добавете допълнителни токови пътища.
Нуждаете се от лента от чист никел за свързване на батерията?
ZhenAn може да доставиNi201 лента от чист никел за батериив договорени дебелини, ширини, ролки и изрязани форми. Изпратете необходимия клас, дебелина, ширина, толеранс, количество и пристанище на местоназначение за оферта. Партиден сертификат за автентичност/MTC може да бъде предоставен според изискванията на поръчката.
ЧЗВ относно токовия капацитет на никелова лента
Въпрос: Може ли 0,15 мм никелова лента да носи 20 ампера?
О: Дебелината сама по себе си не може да отговори на това. Например, 0,15 × 8 mm Ni201 лента с 50 mm токов път има изчислено общо съпротивление от около 3,54 mΩ при 20 градуса. При 20 A, това е около 1,42 W загуба на I²R, преди да се добави устойчивост на заваряване. Следователно крайният ток трябва да бъде утвърден спрямо ширината, дължината, качеството на заварката и допустимото повишаване на температурата.
В: По-широката никелова лента по-добра ли е от по-дебелата никелова лента?
О: И двете намаляват съпротивлението чрез увеличаване-площта на напречното сечение. По-широката лента може да бъде по-лесна за точково заваряване от много дебелата лента, но наличната ширина е ограничена от геометрията на клетката и оформлението на пакета. По-добрият вариант зависи от необходимата площ на проводника, способността за заваряване и формата на пътя на тока.
Въпрос: Влияе ли дължината на никелова лента върху текущия капацитет?
A: Да. Съпротивлението се увеличава с текущата-дължина на пътя. За същия материал, дебелина и ширина, по-дълга лента произвежда повече спад на напрежението и I²R топлина. Използвайте действителното разстояние между точките на електрическо свързване, когато изчислявате съпротивлението на лентата.
Въпрос: Подреждането на две никелови ленти удвоява ли текущия капацитет?
О: Не автоматично. Две еднакви ленти в идеална паралелна връзка намаляват грубо наполовина съпротивлението на проводника, но истинските батерийни пакети имат устойчивост на заваряване и несъвършено споделяне на тока между слоевете. Отнасяйте се към подреждането като към промяна на дизайна, която все още изисква валидиране на температурата и заваръчния шев.
Въпрос: Трябва ли никелова лента да бъде оразмерена за BMS непрекъснат или пиков ток?
О: Започнете с максималния непрекъснат ток през всеки критичен път на лентата, защото той определя дългосрочното-нагряване. След това проверете отделно пиковия ток, като използвате неговата величина, продължителност и честота на повторение. Оценката на BMS сама по себе си не показва как токът се разделя между отделните никелови пътища.
В: Чистият никел по-добър ли е от стомана с-никелово покритие за висок ток?
О: Чистият никел обикновено има по-ниско електрическо съпротивление от никелираната -стомана със същите размери, така че произвежда по-малко загуби в проводника при същия ток. Окончателният избор обаче трябва да използва действителната спецификация на материала, геометрията на лентата, качеството на заварката и провереното повишаване на температурата.
Въпрос: Какъв размер на никелова лента трябва да използвам за батерии 18650 или 21700?
О: Няма универсален размер, базиран само на формата на клетката. Първо потвърдете конфигурацията на пакета, непрекъснатия и пиковия ток, дължината на -пътя на тока, материала на лентата и възможността за точково-заваряване. След това сравнете съпротивлението и топлината за възможни комбинации от дебелина и ширина, преди да потвърдите окончателната заварена връзка.
