鋰電池 PACK 種類及應(yīng)用注意事項(xiàng)
2024年12月26日 17:44
摘要： 隨著科技的飛速發(fā)展，鋰電池PACK在眾多領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。本文深入剖析鋰電池PACK的多種類型，詳細(xì)闡述其各自特點(diǎn)，并結(jié)合最新行業(yè)新聞探討應(yīng)用過(guò)程中的關(guān)鍵注意事項(xiàng)，特別聚焦兩輪三輪車領(lǐng)域的運(yùn)用，旨在為相關(guān)從業(yè)者與技術(shù)愛(ài)好者提供全面且前沿的知識(shí)參考，助力鋰電池PACK技術(shù)的安全、高效運(yùn)用。
一、引言
鋰電池憑借高能量密度、長(zhǎng)壽命、低自放電等優(yōu)勢(shì)，成為現(xiàn)代能源存儲(chǔ)與動(dòng)力供應(yīng)的核心部件。而鋰電池 PACK，即將多個(gè)鋰電池單體通過(guò)串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)組合，并配備必要的管理系統(tǒng)，以滿足不同設(shè)備的電力需求，其種類多樣，應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜，對(duì)其深入了解至關(guān)重要。如今，在兩輪三輪車領(lǐng)域，鋰電池PACK也正逐步取代傳統(tǒng)鉛酸電池，開(kāi)啟新的出行變革。
二、鋰電池PACK常見(jiàn)種類
（一）圓柱型鋰電池 PACK
圓柱型鋰電池以 18650、21700 等型號(hào)最為常見(jiàn)。18650 電池直徑 18mm、長(zhǎng)度 65mm，具有成熟的生產(chǎn)工藝，成本相對(duì)較低，在筆記本電腦、強(qiáng)光手電等小型設(shè)備中廣泛應(yīng)用，同樣也在兩輪三輪電動(dòng)車的燈具、儀表供電等輔助系統(tǒng)中有一席之地。21700 電池則在能量密度上更勝一籌，特斯拉等電動(dòng)汽車制造商大量采用，其較大的尺寸能容納更多活性物質(zhì)，提升續(xù)航能力。在一些主打長(zhǎng)途通勤的三輪電動(dòng)車上，21700 鋰電池PACK嶄露頭角，例如某款快遞三輪電動(dòng)車采用 21700 鋰電池 PACK，相比傳統(tǒng)鉛酸電池，重量減輕 30%，單次充電后可多配送 20% 的包裹，大大提升了快遞員的工作效率，同時(shí)為車輛的操控性帶來(lái)顯著提升，狹窄街道轉(zhuǎn)彎、停靠更為便捷。
（二）方形鋰電池 PACK
方形鋰電池結(jié)構(gòu)緊湊，空間利用率高，能夠根據(jù)不同產(chǎn)品外形靈活定制。軟包方形鋰電池采用鋁塑膜封裝，重量輕、安全性好，常用于對(duì)重量敏感的消費(fèi)電子產(chǎn)品如平板電腦、可穿戴設(shè)備，部分輕便型兩輪電動(dòng)車為追求極致的輕量化，選用軟包方形鋰電池 PACK，不僅能滿足城市通勤的續(xù)航要求，還讓整車外觀更為精致小巧，易于攜帶停放。而硬殼方形鋰電池，外殼材質(zhì)多為鋁合金，機(jī)械強(qiáng)度高，在電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電站領(lǐng)域表現(xiàn)出色，對(duì)于一些載貨三輪電動(dòng)車，硬殼方形鋰電池PACK以其堅(jiān)固的外殼，更好地抵御運(yùn)輸途中的顛簸碰撞，保障電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，確保電力持續(xù)穩(wěn)定輸出，為貨物運(yùn)輸保駕護(hù)航。近期一則新聞報(bào)道，某大型商用三輪電動(dòng)車隊(duì)采用方形鋰電池 PACK，通過(guò)優(yōu)化電池管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了 95% 以上的充放電效率，降低了運(yùn)營(yíng)成本，為物流配送在 “最后一公里” 降本增效提供有力支撐。
（三）軟包鋰電池 PACK
軟包鋰電池以其輕薄、高能量密度特性脫穎而出。它沒(méi)有金屬外殼，內(nèi)部應(yīng)力分布均勻，不易出現(xiàn)因膨脹導(dǎo)致的電池鼓包問(wèn)題。在高端智能手機(jī)領(lǐng)域，軟包鋰電池幾乎成為標(biāo)配，能夠在有限空間內(nèi)提供持久電量。在兩輪電動(dòng)車領(lǐng)域，特別是一些新型共享電單車，軟包鋰電池PACK大放異彩。例如，某品牌共享電單車搭載新型軟包鋰電池 PACK，配合智能電源管理芯片，即使在高負(fù)荷使用場(chǎng)景下，頻繁的啟停也不影響續(xù)航，能保障一整天的運(yùn)營(yíng)，且車輛外觀線條流暢，電池 PACK 完美融入車身設(shè)計(jì)，厚度控制在 8mm 以內(nèi)，兼具美觀與實(shí)用性，為用戶帶來(lái)舒適便捷的騎行體驗(yàn)。
三、鋰電池PACK在兩輪三輪車中的應(yīng)用注意事項(xiàng)
（一）熱管理
兩輪三輪車的使用環(huán)境復(fù)雜多變，鋰電池性能對(duì)溫度極為敏感，高溫會(huì)加速電池老化、降低壽命，甚至引發(fā)熱失控危險(xiǎn)；低溫則導(dǎo)致電池容量衰減、內(nèi)阻增大。在夏季烈日暴曬下，車座下或后備箱內(nèi)的鋰電池PACK溫度可能急劇上升，而冬季寒冷天氣又會(huì)讓電池 “瑟瑟發(fā)抖”。因此，部分高端兩輪三輪車型配備了簡(jiǎn)易的熱管理裝置，如散熱風(fēng)扇或保溫棉。以某款高性能兩輪電動(dòng)車為例，其鋰電池PACK內(nèi)置溫度傳感器，當(dāng)溫度高于 40℃時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)散熱風(fēng)扇，將熱空氣排出，確保電池在適宜溫度區(qū)間運(yùn)行，有效延長(zhǎng)電池壽命 15%，保障騎行安全與續(xù)航穩(wěn)定。
（二）電池管理系統(tǒng)（BMS）
BMS 如同鋰電池PACK的 “大腦”，負(fù)責(zé)監(jiān)控電池電壓、電流、溫度，實(shí)現(xiàn)均衡充放電。在兩輪三輪車頻繁的充電、放電過(guò)程中，若 BMS 失效，可能出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放等問(wèn)題，嚴(yán)重?fù)p害電池。曾有報(bào)道，一些低價(jià)劣質(zhì)的兩輪電動(dòng)車，因 BMS 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)陋，在用戶長(zhǎng)時(shí)間充電后，部分電池單體過(guò)充鼓包，不僅影響電池壽命，還可能引發(fā)火災(zāi)隱患。如今，面向兩輪三輪車市場(chǎng)的先進(jìn) BMS 已具備多重保護(hù)功能，除了基礎(chǔ)的電壓、電流監(jiān)測(cè)，還加入了短路保護(hù)、充電均衡功能，實(shí)時(shí)調(diào)整電池間的電量差異，保障整個(gè) PACK 的一致性與安全性，讓用戶充電無(wú)憂，騎行更安心。
（三）機(jī)械防護(hù)
兩輪三輪車行駛在各種路況，震動(dòng)、沖擊頻繁，鋰電池PACK需要足夠的機(jī)械防護(hù)。一方面，外殼要采用高強(qiáng)度材料，抵御外力；另一方面，內(nèi)部電池模組的固定結(jié)構(gòu)要合理設(shè)計(jì)，緩沖震動(dòng)。例如，某越野型三輪電動(dòng)車的鋰電池 PACK，外殼采用工程塑料與金屬框架復(fù)合結(jié)構(gòu)，內(nèi)部輔以橡膠減震墊，經(jīng)測(cè)試，在崎嶇山路行駛 500 公里后，電池 PACK 無(wú)位移、無(wú)損壞，內(nèi)部電池模組連接緊密，確保電力供應(yīng)穩(wěn)定，讓車輛能夠盡情馳騁，征服各種艱難路況。
四、行業(yè)新動(dòng)態(tài)與挑戰(zhàn)
近期，固態(tài)鋰電池技術(shù)取得突破，其有望取代傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池，應(yīng)用于下一代鋰電池 PACK。固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)，能量密度更高、安全性更好，充電時(shí)間大幅縮短。然而，大規(guī)模量產(chǎn)面臨成本高昂、工藝復(fù)雜等難題。在兩輪三輪車領(lǐng)域，若固態(tài)電池能夠?qū)崿F(xiàn)低成本量產(chǎn)，將徹底改變當(dāng)前的市場(chǎng)格局，車輛續(xù)航有望翻倍，充電時(shí)間縮短至半小時(shí)以內(nèi)。與此同時(shí)，鋰電池回收利用也成為焦點(diǎn)，隨著兩輪三輪車廢舊鋰電池?cái)?shù)量增多，如何高效回收其中的鋰、鈷等關(guān)鍵材料，減少環(huán)境污染，同時(shí)降低電池生產(chǎn)成本，是行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。一些創(chuàng)新企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始嘗試在銷售網(wǎng)絡(luò)中布局回收點(diǎn)，建立電池 “從生到死” 的全生命周期管理體系，為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展探索新路。
五、結(jié)論
鋰電池PACK種類豐富，各有優(yōu)劣，在兩輪三輪車以及不同領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用。從便攜電子設(shè)備到電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電站，其應(yīng)用前景廣闊。但在應(yīng)用過(guò)程中，尤其是兩輪三輪車場(chǎng)景下，熱管理、BMS、機(jī)械防護(hù)等注意事項(xiàng)不容忽視。面對(duì)固態(tài)電池等新技術(shù)挑戰(zhàn)與回收利用難題，行業(yè)需協(xié)同創(chuàng)新，持續(xù)優(yōu)化鋰電池PACK技術(shù)，方能在未來(lái)能源變革浪潮中穩(wěn)健前行，為全球可持續(xù)發(fā)展注入動(dòng)力。
未來(lái)，隨著研究深入與技術(shù)迭代，鋰電池PACK將更加智能、高效、安全，進(jìn)一步融入并改變我們的生活。無(wú)論是提升兩輪三輪車的出行體驗(yàn)，還是保障偏遠(yuǎn)地區(qū)的穩(wěn)定供電，鋰電池PACK都承載著無(wú)限可能。
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