ebike 배터리 설계의 중요한 요소

이전 기사에서 우리는 전기자전거 배터리의 현재 및 향후 동향을 살펴보았습니다. 이제 우리는 ebike 배터리를 설계하고 제작할 때 고려해야 할 핵심 요소에 중점을 둘 것입니다. 따라서 고품질 전기자전거 배터리를 만들 때 고려하는 측면을 알아보려면 계속해서 읽어보시기 바랍니다.

리튬 이온 셀은 모든 ebike 배터리 팩의 기초입니다. 형태, 크기, 용량, 전압, 방전율이 다양합니다. ebike 배터리용으로 선택되는 배터리는 전력 출력, 에너지 밀도, 주기 수명, 안전 및 비용과 같은 특정 요구 사항 및 선호도에 따라 결정됩니다.

현재 시중에는 여러 유형의 리튬 이온 셀이 있지만 ebike에 사용되는 가장 일반적인 셀은 원통형 셀 18650 및 21700이며 일반적으로 NMC 또는 NCA 화학을 사용합니다. 이는 이 배터리가 가장 높은 에너지 밀도를 제공하기 때문입니다.

리튬 이온 셀을 테스트하고 선택할 때 고려하는 몇 가지 요소는 다음과 같습니다.

고려해야 할 요소가 너무 많기 때문에 전기자전거 배터리 제조업체는 단순히 셀 공급업체의 데이터에만 의존할 수는 없습니다. 대신 특정 애플리케이션에 대해 독립적으로 성능을 테스트하고 검증해야 합니다. Johnson Matthey Battery Systems에는 사내 실험실과 외부 실험실 및 대학에서 수행되는 복잡한 셀 테스트 프로그램이 있습니다.

배터리 관리 시스템(BMS)은 전압, 전류, 온도, 충전 상태(SoC), 상태(SoH) 및 셀 밸런싱과 같은 ebike 배터리 팩의 다양한 측면을 모니터링하고 제어하는 ​​장치입니다.

BMS는 과충전, 과방전, 과전류, 과열 및 단락으로부터 배터리를 보호할 수 있습니다. 또한 컨트롤러, 디스플레이, 충전기 등 ebike의 다른 장치와도 통신할 수 있습니다. BMS를 손상과 습기로부터 보호하는 것이 중요합니다.

맞춤형 BMS는 일반 또는 기성 시스템에 비해 다음과 같은 많은 이점을 가질 수 있습니다.

맞춤형 BMS를 설계하고 구축하려면 전자 엔지니어링, 프로그래밍 및 PCB 설계에 대한 복잡한 지식과 기술이 필요합니다. 따라서 이 분야에 경험이 있는 배터리 제조업체와 협력하는 것이 중요합니다.

전기자전거 배터리 팩의 기계적 설계는 케이스나 인클로저 내 셀과 기타 구성 요소의 모양, 크기, 구조, 배열을 나타냅니다. 기계적 설계는 배터리의 성능, 안전성, 내구성 및 미적 측면에 영향을 미칩니다. 최적의 기계 설계를 생성할 때 고려해야 할 몇 가지 요소는 다음과 같습니다.

모든 배터리 설계는 연속 생산에 최적화되어야 하며 이는 프로젝트 초기 단계부터 고려해야 하는 요소입니다. 또한, 전기자전거 배터리를 대량 생산하려면 높은 품질과 일관성을 보장하기 위한 적절한 절차가 필요합니다. 몇 가지 중요한 절차는 다음과 같습니다.

설계 검증은 ebike 배터리 설계가 의도된 목적과 요구 사항을 충족하는지 확인하는 프로세스입니다. 실제 조건에서 프로토타입 모델이나 배터리 팩 샘플에 대한 다양한 테스트와 실험을 통해 수행할 수 있습니다.

숙련된 배터리 제조업체는 제품 개발의 각 단계에서 따라야 할 복잡한 DVP&R(설계 검증 계획 및 보고서)을 작성합니다. 테스트 결과는 적절한 보고서에 문서화됩니다.

초기 사전 검증의 일부 측면은 열 및 기계 시뮬레이션을 수행하여 설계 초기 단계에서 완료할 수 있습니다. 이는 일부 설계 결정에 영향을 미치므로 최종 제품이 재설계에 대한 문제나 요구 사항 없이 검증 및 인증을 통과할 수 있습니다. 이는 빠른 프로젝트 실현에 기여합니다.

제품 인증은 관련 당국이나 조직으로부터 승인이나 인정을 받는 과정으로, 특정 시장이나 지역에서 전기자전거 배터리를 판매하거나 사용할 수 있도록 허용합니다. 제품 인증을 받으려면 배터리의 품질, 안전, 성능 또는 환경 영향을 관리하는 특정 표준, 규정, 법률 또는 지침을 준수해야 합니다.