Akkupakkauksen suunnittelu edellyttää keskeisten sähkö- ja lämpöparametrien ymmärtämistä. Tarkka jännitteen, virran ja lämpörajojen laskeminen on olennaista turvallisuuden ja suorituskyvyn kannalta. Tässä artikkelissa on yleiskatsaus akkupaketin suunnitteluun liittyvien ongelmien ratkaisemiseen liittyvistä keskeisistä näkökohdista.

Lasketaan jännitettä

Akun kokonaisjännite riippuu yksittäisten solujen kokoonpanosta. Sarjaan kytkeminen lisää niiden jännitettä, kun taas rinnakkaisliitokset pitävät jännitteen vakiona. Pakkausjännitteen määrittämiseksi kerro sarjan solujen lukumäärä yhden solun jännitteellä.

Jos esimerkiksi jokainen solu on jännite 3.7V ja 10 solua on kytketty sarjaan, kokonaisjännite on 37V.

Virran ja kapasiteetin laskeminen

Akkupaketin nykyinen kapasiteetti riippuu yksittäisten solujen nykyisestä luokituksesta ja niiden kokoonpanosta. Solujen yhdistäminen samanaikaisesti lisää kokonaiskapasiteettia, kun taas sarjaliitännät vaikuttavat jännitteeseen. Virta-arvonta ei saa ylittää solujen nimellisvirtaa vaurioiden estämiseksi.

Suurin virran arvioimiseksi, harkita jatkuva purkausnopeus (C-nopeus) solujen. Esimerkiksi, jos kunkin solun kapasiteetti on 2000mAh ja C-nopeus 1C, suurin jatkuva virta solua kohti on 2A. Pakkauksessa, jossa on useita rinnakkaisia merkkijonoja, kerro tämä määrä rinnakkaisten solujen.

Lämpörajat ja turvallisuus

Lämpöjohtaminen on ratkaisevan tärkeää ylikuumenemisen estämiseksi ja pitkäikäisyyden varmistamiseksi. Lämpö syntyy riippuu kennojen nykyisestä ja sisäisestä kestävyydestä. Oikeat jäähdytysjärjestelmät ja lämpörajat tulisi suunnitella odotettujen virrankuormitusten perusteella.

Keskeisiä näkökohtia ovat seuraavat:

  • Suurin sallittu lämpötila
  • Jäähdytysmenetelmä (ilman, nesteen tai faasin muutos)
  • Materiaalien lämmönjohtavuus
  • Virran ja jännitteen turvamarginaalit