بنية هرمية لبطاريات حمض الرصاص

تشكل الخلايا الفردية والوحدات وأنظمة البطارية المستويات الثلاثة لنظام تخزين طاقة البطارية
1. خلية البطارية
تعريف:
تعد خلية البطارية أصغر وحدة لتحويل الطاقة الكهروكيميائية ، والتي تتكون من مكونات أساسية مثل القطب الإيجابي ، القطب السلبي ، المنحل بالكهرباء ، الفاصل ، والقشرة الخارجية. عادةً ما يكون الجهد الاسمي جهد الدائرة المفتوح (مثل 2V لخلايا البطارية الحشوية الرصاص و 3. 2-3. 7V لخلايا بطارية الليثيوم أيون)
الوظيفة والميزات:
تشارك مباشرة في التفاعلات الكيميائية لتحقيق التحويل المتبادل للطاقة الكهربائية والطاقة الكيميائية.
يؤثر الأداء بشكل مباشر على السعة وعمر وسلامة النظام العام.
تشمل الأنواع الشائعة أسطوانيًا ، حزمة ناعمة (بوليمر) ، وقشرة الألومنيوم المربعة.
مثال:
في مركبات الطاقة الجديدة ، تعد بطاريات الليثيوم الحديد الليثيوم أو بطاريات الليثيوم الثلاثية بطاريات نموذجية للخلايا الواحدة.
2. وحدة البطارية
تعريف:
تتكون الوحدة من بطاريات فردية متعددة مجتمعة في سلسلة أو متوازية ، وتدمج دوائر الحماية ، وهياكل تبديد الحرارة ، والأغلفة ، والتي يمكن أن توفر مباشرة إخراج الطاقة الكهربائية
الوظيفة والميزات:
تعزيز السعة أو الجهد: زيادة السعة بالتوازي والجهد في السلسلة.
الحماية الهيكلية: يضمن تصميم القشرة والإطار الاستقرار المادي بين الوحدات الفردية ، مما يمنع الأضرار الناجمة عن الاهتزاز أو التأثير.
أساسيات الإدارة الحرارية: تحتوي بعض الوحدات النمطية على أجهزة استشعار لدرجة الحرارة المدمجة أو قنوات تبديد الحرارة لتوفير الدعم لإدارة مستوى النظام اللاحقة.
مثال:
يتم لحام خلايا بطارية الليثيوم المتعددة بشكل متوازي وتعبئتها في وحدات لتشكيل وحدات تخزين الطاقة الموحدة.
3. نظام بطارية الحزمة/النظام
تعريف:
يتكون نظام البطارية أيضًا من وحدات متعددة ، ويدمج نظام إدارة البطاريات (BMS) ، ونظام الإدارة الحرارية ، والاتصالات الكهربائية ، وأجهزة حماية السلامة لتشكيل نظام تخزين الطاقة الكامل أو تخزين الطاقة.
الوظيفة والميزات:
ناتج الطاقة: يلبي متطلبات تطبيق الجهد العالي والسعة الكبيرة (مثل السيارات الكهربائية ومحطات الطاقة لتخزين الطاقة).
الإدارة الذكية: تراقب BMS المعلمات في الوقت الفعلي مثل الجهد ودرجة الحرارة والتيار لضمان التشغيل الآمن وتحسين كفاءة الشحن والتفريغ.
حماية السلامة: بما في ذلك أجهزة السلامة ، وطبقات عزل الحرائق ، وآليات توليد الطاقة في حالات الطوارئ لمنع المخاطر مثل الهرب الحراري.
مثال:
تتكون حزمة بطارية مركبات الطاقة الجديدة عادة من العشرات من الوحدات النمطية المتصلة في سلسلة ، تستكملها BMS ونظام التبريد السائل ، مما يشكل نظام بطارية كامل للطاقة.
مثال:
إن بنية أنظمة البطارية الحمودية الرصاصية بسيطة نسبيًا (مثل نظام 12V يتكون من ست خلايا 2V متصلة في السلسلة) ، في حين أن أنظمة بطارية الليثيوم أكثر تعقيدًا وتتطلب طبقات متعددة من الحماية والإدارة.