빠른 답변:배터리 팩의 니켈 스트립에는 단일 고정 암페어 등급이 없습니다. 전류 용량은 스트립 재질, 두께, 너비, 전류{1}}경로 길이, 용접 저항 및 허용 온도 상승에 따라 달라집니다. 0.15mm 스트립은 두께만으로 평가해서는 안 됩니다. 0.15 × 5mm와 0.15 × 10mm는 단면적이 매우 다르기 때문입니다.{8}} 배터리 팩의 경우 먼저 연속 부하 주위의 전류 경로 크기를 조정한 다음 피크 전류, 용접 품질 및 실제 온도 상승을 확인합니다.
리튬 배터리 팩의 순수 니켈 스트립 연결
당신이 물을 때니켈 스트립이 처리할 수 있는 전류량, 유용한 대답은 하나의 숫자가 아닙니다. 스트립 자체에는 전기 저항이 있고, 용접 지점은 접촉 저항을 추가하며, 배터리 레이아웃은 부하를 공유하는 병렬 전류 경로 수를 결정합니다.
이 가이드에서는 다음에 중점을 둡니다.순수 니켈 스트립18650, 21700 및 기타 리튬 배터리 팩에 사용됩니다. 두께, 너비, 길이, 배터리 구성 및 스폿 용접이 전류 전달 성능에 어떤 영향을 미치는지 설명하고 스트립 크기를 선택하기 전에 저항, 전압 강하 및 I²R 열을 계산하는 방법을 보여줍니다.
배터리-팩 생산에 대해서는 당사를 참조하세요.배터리용 Ni201 순수 니켈 스트립사용 가능한 배터리 스트립-두께, 너비, 롤 및 맞춤형 공급 형태를 확인하세요.
순수 니켈 스트립은 얼마나 많은 전류를 처리할 수 있나요?
순수 니켈 스트립은 단면적이 더 크고 전류 경로가 더 짧을 때-더 많은 전류를 전달할 수 있습니다. 그러나 스트립에는 보편적인 안전 전류 값이 없습니다. 허용 가능한 전류는 배터리 팩이 허용할 수 있는 전압 강하 및 온도 상승 정도에 따라 달라집니다.
이것이 출판된 니켈 스트립 앰프 차트가 종종 일치하지 않는 이유입니다. 차트는 다양한 스트립 폭, 다양한 온도-상승 제한, 자유-공기 테스트, 짧은 테스트 기간 또는 "안전", "허용" 또는 "최대"에 대한 다양한 정의를 기반으로 할 수 있습니다. 배터리 설계의 경우 재료 사양보다는 전류 차트를 시작점으로 다루십시오.
중요한:두께만으로는 충분하지 않습니다. 전류 용량은 전체 도체 구조를 따릅니다.두께 × 너비 × 현재-경로 길이, 용접 및 기타 조인트의 저항.
니켈 스트립 크로스-단면적
비교할 첫 번째 값은 단면적입니다.-
A=두께 × 너비
| 니켈 스트립 크기 | 단면적- | 상대 도체 면적 |
|---|---|---|
| 0.10×5mm | 0.50mm² | 작은 |
| 0.10×7mm | 0.70mm² | 작은 |
| 0.15×7mm | 1.05mm² | 중간 |
| 0.15×8mm | 1.20mm² | 중간 |
| 0.20×8mm | 1.60mm² | 더 높은 |
| 0.20×10mm | 2.00mm² | 더 높은 |
| 0.30×7mm | 2.10mm² | 더 높은 |
단면적이 더 크면-동일한 니켈 등급 및 스트립 길이에 대한 벌크 저항이 낮아집니다. 그러나 용접 패턴과 셀 터미널이 여전히 전체 연결을 제한하기 때문에 배터리 연결이 비례적으로 더 많은 전류를 안전하게 전달할 수 있다는 것을 자동으로 의미하지는 않습니다.
니켈 스트립 전류 등급이 차트마다 다른 이유
두 개의 현재 차트가 동일한 니켈 스트립 크기에 대해 서로 다른 값을 제공하는 경우 사용할 숫자를 결정하기 전에 테스트 조건을 확인하십시오. 주요 이유는 다음과 같습니다.
니켈 스트립 두께 및 너비
두께와 너비가 함께 도체 면적을 결정합니다. 0.15 × 8mm 스트립의 단면적은 1.20mm²인 반면, 0.15 × 5mm 스트립의 단면적은 0.75mm²에 불과합니다. 둘 다 두께가 0.15mm라는 이유만으로 동일한 정격 전류를 할당해서는 안 됩니다.
현재-경로 길이
저항은 길이에 따라 증가합니다. 인접한 두 셀 사이의 짧은 브리지는 배터리 모듈 전체에 동일한 전류를 전달하는 긴 스트립보다 전압 강하 및 I²R 손실이 더 적습니다. 차트를 비교할 때 인용된 값이 특정 테스트 길이를 가정하는지 확인하세요.
허용 온도 상승
도체는 실용적인 배터리 팩으로는 너무 뜨거우면서도 전류를 전달할 수 있습니다. 따라서 "최대 전류"와 "권장 연속 전류"는 다른 질문입니다. 보수적인 설계로 인해 인클로저 온도, 셀 가열, 절연 및 노후화를 위한 열 여유가 남습니다.
용접 및 접촉 저항
니켈 스트립은 전기 경로의 일부일 뿐입니다. 열악한 용접 침투, 너무 적은 유효 용접 지점, 오염 또는 불균일한 접촉으로 인해 국부적인 저항이 발생할 수 있습니다. 열은 셀 단자 근처에 집중되며 스트립 자체의 계산된 저항보다 더 중요할 수 있습니다.
순수 니켈 등급 및 재료 상태
모든 은색-색 스트립의 저항률이 동일하다고 가정하지 마세요. 순수 니켈, 니켈 200,니켈 201 배터리 스트립니켈-도금 강철은 전기적 특성이 다릅니다. 생산 배터리 팩의 경우 계산된 현재 값을 사용하기 전에 실제 재료 등급과 배치 문서를 확인하십시오.
니켈 스트립 저항과 열을 계산하는 방법
니켈 스트립을 점검하는 가장 유용한 방법은 먼저 도체 저항을 계산한 다음 필요한 전류에서 전압 강하 및 전력 손실을 계산하는 것입니다.
1. 니켈 스트립 저항 계산
R = ρL / A
| 상징 | 의미 | 단위 |
|---|---|---|
| R | 전기 저항 | Ω |
| ρ | 니켈 등급의 전기 저항률 | Ω·m |
| L | 현재-경로 길이 | m |
| A | 단면적-=두께 × 너비 | m² |
아래 계산 예에서 전기 저항률은20도에서 0.085μΩ·m어닐링된 니켈 201에 사용됩니다. 게시된 니켈 200 데이터는 약20도에서 0.096μΩ·m. 실제 스트립 저항은 등급, 가공 조건 및 온도에 따라 달라질 수 있으므로 정확한 설계 값이 필요할 때 해당 재료 데이터를 사용하십시오.
기술 참조:특수 금속 니켈 200 및 니켈 201 기술 게시판.
2. 전압 강하 계산
V = I × R
인터커넥트에서 손실되는 모든 밀리볼트는 팩 효율성을 감소시키기 때문에 전압 강하는 중요합니다. 전류가 증가하거나 스트립 경로가 길어지면 효과가 더욱 중요해집니다.
3. I²R 전력 손실 계산
P = I²R
전력 손실은 열로 변환됩니다. 전류는 제곱되기 때문에 전류 증가는 단순한 선형 비교에서 제안하는 것보다 가열에 훨씬 더 강한 영향을 미칩니다.
작업 예: 0.15 × 8mm Ni201 순수 니켈 스트립
50mm 전류 경로를 가정합니다.
| 입력 | 값 |
|---|---|
| 두께 | 0.15mm |
| 너비 | 8mm |
| 단면적- | 1.20mm² |
| 현재-경로 길이 | 50mm |
| 20도에서의 Ni201 저항률 | 0.085 µΩ·m |
| 계산된 스트립 저항 | 약 3.54mΩ |
계산된 벌크 저항을 사용하여:
| 현재의 | 전압 강하 | 계산된 I²R 손실 |
|---|---|---|
| 5A | ≈ 0.0177V | ≈ 0.089W |
| 10A | ≈ 0.0354V | ≈ 0.354W |
| 15A | ≈ 0.0531V | ≈ 0.797W |
| 20A | ≈ 0.0708V | ≈ 1.417W |
이것은 전류용량 승인표가 아닙니다.스트립의 대량 전기 손실만 계산합니다. 용접 저항, 스트립 가열에 따른 재료 저항 상승, 셀 온도, 인클로저 온도 또는 실제 열 방출은 포함되지 않습니다. 물리적 온도 테스트를 사용하여 배터리-팩 설계를 검증합니다.
일반적인 스트립 크기에 대해 계산된 저항 비교
아래 표에서는 동일한 Ni201 저항률과 50mm 도체 길이를 사용합니다. 두께와 너비를 함께 고려해야 하는 이유를 보여줍니다.
| 스트립 크기 | 영역 | 50mm에서 계산된 R | 10A에서의 I²R 손실 | 15A에서의 I²R 손실 |
|---|---|---|---|---|
| 0.10×5mm | 0.50mm² | ≈ 8.50 mΩ | ≈ 0.850W | ≈ 1.913W |
| 0.10×7mm | 0.70mm² | ≈ 6.07 mΩ | ≈ 0.607W | ≈ 1.366W |
| 0.15×7mm | 1.05mm² | ≈ 4.05 mΩ | ≈ 0.405W | ≈ 0.911W |
| 0.15×8mm | 1.20mm² | ≈ 3.54 mΩ | ≈ 0.354W | ≈ 0.797W |
| 0.20×8mm | 1.60mm² | ≈ 2.66 mΩ | ≈ 0.266W | ≈ 0.598W |
| 0.20×10mm | 2.00mm² | ≈ 2.13 mΩ | ≈ 0.213W | ≈ 0.478W |
| 0.30×7mm | 2.10mm² | ≈ 2.02 mΩ | ≈ 0.202W | ≈ 0.455W |
이렇게 계산된 값은 길이나 온도 조건 없이 고정된 전류 수를 할당하는 것보다 더 유용합니다. 예상 전류를 알고 나면 후보 스트립 크기 간의 도체 손실을 비교한 다음 실제 온도 측정을 통해 선택한 연결을 검증할 수 있습니다.
니켈 스트립 두께 및 폭 측정
배터리 니켈 스트립의 연속 전류와 피크 전류 비교
배터리 팩은 일반적으로 지속적인 방전 전류와 더 높은 단기-피크 전류를 모두 갖습니다. 니켈 스트립 선택은 두 가지를 모두 고려해야 하지만 동일한 열 부하를 생성하지는 않습니다.
연속 전류
연속 전류는 스트립과 용접부의 장기-I²R 가열을 결정합니다. 각 전류 경로를 실제로 통과할 수 있는 최대 연속 전류부터 시작합니다. 모든 개별 스트립 세그먼트에 대해 총 팩 전류를 자동으로 사용하지 마십시오. 먼저 팩 레이아웃을 통해 전류가 어떻게 분배되는지 확인하십시오.
피크 또는 순간 전류
짧은 피크는 연속 부하와 동일한 방식으로 스트립을 가열하지 않지만 여전히 중요합니다. 피크 크기, 지속 시간, 반복률 및 사용 가능한 열 마진을 확인하세요. 모터 가속, 전동{2}}공구 시동 및 기타 높은-부하 이벤트는 직렬 브리지 및 BMS 연결을 통해 훨씬 더 높은 단기{4}}전류를 공급할 수 있습니다.
BMS 참고:40A 연속/80A 피크 BMS는 모든 니켈 스트립 조각에 단순히 "40A" 또는 "80A" 라벨을 붙여야 한다는 의미는 아닙니다. 어떤 연결이 전체 팩 전류를 전달하는지, 해당 전류를 공유하는 경로 수, 피크 지속 시간이 실제 스트립 및 용접 시스템에 허용되는지 여부를 식별합니다.
배터리 팩 구성이 니켈 스트립 전류를 변경하는 방법
병렬 그룹 간의 직렬 연결
직렬 그룹 간의 브리지는 종종 팩 출력 전류를 전달합니다. 개별 셀-대-스트립 연결이 적절한 경우에도 좁은 브리지가 병목 현상을 일으킬 수 있으므로 이러한 연결에는 특별한 주의가 필요합니다.
병렬 셀 연결
병렬 그룹 내에서 전류는 셀과 로컬 스트립 경로로 나누어집니다. 기하학이 비대칭인 경우 전류 공유가 완전히 동일하다고 가정하지 마십시오. 경로 길이와 용접 저항이 다르면 한 경로가 다른 경로보다 더 많은 전류를 전달할 수 있습니다.
18650 및 21700 배터리 팩
셀 직경만으로는 올바른 스트립 크기를 결정할 수 없습니다. 저전류에서 사용되는 18650 팩은 고{2}}드레인 21700 팩보다 더 적은 도체 면적을 필요로 하지만 직렬/병렬 구성 및 팩 부하에 따라 그 반대가 발생할 수도 있습니다. 셀 형식에서만 스트립을 선택하는 대신 경로별 실제 전류를 사용하십시오.
더 많은 전류를 운반하기 위해 니켈 스트립을 쌓을 수 있습니까?
두 번째 니켈 스트립을 추가하면 사용 가능한 도체 면적이 늘어나지만 결과는 두 레이어가 전기적으로 얼마나 잘 연결되어 있는지와 전류가 각 레이어에 들어오고 나가는 방식에 따라 달라집니다.
이중-층 니켈 스트립
이상적인 전기 모델에서 완전히 병렬로 연결된 두 개의 동일한 스트립은 벌크 도체 저항을 대략 절반으로 줄입니다. 실제 배터리 팩은 덜 이상적입니다. 용접 배치, 레이어 간 전류 공유 및 접촉 저항으로 인해 두 레이어가 정확히 동일한 전류를 전달하는 것을 방지할 수 있습니다.
더 넓은 스트립과 더 두꺼운 스트립
둘 다 단면적을 증가시킵니다.- 더 넓은 스트립은 훨씬 두꺼운 스트립보다 점용접하기가 더 쉬울 수 있지만 셀- 상단 형상은 사용 가능한 너비를 제한할 수 있습니다. 스트립이 두꺼워지면 폭을 늘리지 않고도 저항을 줄일 수 있지만 스폿 용접기는 두께를 늘려 안정적인 용접을 생성할 수 있어야 합니다.
다중 전류 경로
더 높은 전류의 경우 모든 전류를 하나의 좁은 스트립에 강제로 적용하는 것보다 적절하게 연결된 여러 경로가 더 실용적일 수 있습니다. 팩 레이아웃은 병렬 그룹, BMS 단자 및 출력 연결 사이의 좁은 목을 피해야 합니다.
스폿 용접이 니켈 스트립 전류 용량에 미치는 영향
계산된 스트립 저항은 금속 경로가 연속적이라고 가정합니다. 배터리 팩에서 전류는 니켈 스트립과 셀 단자 사이의 점용접 인터페이스도 통과해야 합니다.- 약하거나 일관되지 않은 용접은 국부적인 저항을 추가하고 핫스팟을 생성할 수 있습니다.
| 용접 계수 | 현재 경로에 미치는 영향 |
|---|---|
| 용접 침투 | 불충분한 결합은 접촉 저항을 증가시키고 기계적 신뢰성을 감소시킬 수 있습니다. |
| 효과적인 용접점 수 | 더 효과적인 접촉 면적은 전류를 더 잘 분배할 수 있지만 용접 품질은 단순히 표시를 세는 것보다 더 중요합니다. |
| 표면 청결도 | 오염이나 산화는 용접 일관성을 감소시키고 접촉 저항을 증가시킬 수 있습니다. |
| 스트립 두께 | 스트립이 두꺼울수록 벌크 저항이 낮아지지만 일반적으로 더 유능한 용접 장비가 필요합니다. |
| 셀 터미널 상태 | 단자 코팅, 형상 및 청결도는 용접 품질과 반복성에 영향을 미칩니다. |
생산 작업에서는 용접공의 에너지 설정에만 의존하지 않고 반복 가능한 검사를 통해 용접 강도와 전기적 성능을 확인합니다. 의도한 부하 하에서의 풀 테스트와 온도{1}}상승 테스트는 훨씬 더 유용한 정보를 제공합니다.
순수 니켈과 니켈-도금강 전류 용량 비교
순수 니켈 스트립니켈-도금 강철 스트립은 비슷해 보이지만 기본 재질은 다릅니다. 그 차이는 동일한 치수에 대한 저항과 가열을 변경합니다.
| 목 | 순수 니켈 스트립 | 니켈-도금 강철 스트립 |
|---|---|---|
| 기본 재료 | 스트립 두께를 통한 니켈 | 니켈 코팅이 된 강철 기판 |
| 전기 저항 | 일반적으로 동일한 형상의 경우 더 낮습니다. | 전류는 주로 강철 기판을 통해 흐르기 때문에 일반적으로 더 높습니다. |
| 동일한 전류에서의 열 | 벌크 저항이 낮을 때 낮음 | 벌크 저항이 높을수록 높아집니다. |
| 재료 검증 | 니켈 등급 및 배치 구성 확인 | 강철 기판 및 니켈 코팅 확인 |
현재의 능력이 중요하다면 겉모습만 보고 재질을 식별하지 마세요. 니켈 자체가 강자성을 띠기 때문에 간단한 자석 테스트라도 확실하지는 않습니다. 공급 검증을 위해 필요한 경우 지정된 등급, COA/MTC 및 적합한 재료 분석을 사용하십시오.
고전류 배터리 팩에 니켈 스트립이 충분하지 않은 경우-
단일 스폿 용접 가능 니켈 스트립으로 필요한 도체 면적을 달성하기 어려운 경우 과도한 전압 강하 또는 열을 수용하는 대신 전류 경로를 다시 설계하세요.
더 넓거나 여러 개의 니켈 경로 사용
너비를 늘리거나 평행 경로를 사용하거나 적절하게 연결된 레이어를 추가하면 각 개별 스트립을 용접 공정에서 처리할 수 있는 두께 내로 유지하면서 전체 저항을 줄일 수 있습니다.
구리선-지원 연결 고려
구리는 니켈보다 전기 저항이 훨씬 낮으며 고전류 버스 구조에 유용할 수 있습니다.- 그러나 구리는 많은 배터리-팩 용접 시스템에서 직접 점용접에 저항하기가 더 어렵습니다. 구리-니켈 복합 레이아웃 또는 하이브리드 연결에는 자체 용접 및 절연 설계가 필요합니다.
전체 현재 경로 확인
넓은 버스 섹션은 BMS 터미널, 퓨즈 연결, 직렬 브리지 또는 출력 리드의 좁은 병목 현상을 해결하지 못합니다. 셀 그룹에서 팩 출력까지의 전체 경로를 검토합니다.
배터리 팩에 니켈 스트립을 선택하는 방법
스트립 두께를 선택하기 전에 전기적 및 기계적 요구 사항을 함께 수집하십시오. 이는 실제 제한 사항이 팩의 다른 곳에 있는 동안 앰프 차트에서만 스트립이 선택되는 것을 방지합니다. 배터리 연결을 위한 재료 요구 사항이 저탄소-상업적으로 순수한 니켈인 경우 당사에서 검토하실 수 있습니다.배터리용 Ni201 순수 니켈 스트립두께, 너비 및 수량을 확인하기 전에.
| 선택항목 | 확인해야 할 정보 |
|---|---|
| 셀 형식 | 18650, 21700, 26650, 32700 또는 기타 셀 유형 |
| 팩 구성 | 직렬 및 병렬 배열 |
| 연속 전류 | 각 중요 경로를 통한 최대 예상 연속 전류 |
| 피크 전류 | 피크 크기, 지속 시간 및 반복 |
| 스트립 재료 | 순수 니켈 등급 또는 기타 지정된 도체 재료 |
| 두께와 너비 | 필수 단면적-및 셀 상단 형상- |
| 현재-경로 길이 | 연결점 사이의 거리 |
| 용접방법 | 스폿 용접기 기능 및 검증된 용접 품질 |
| 열적 조건 | 주변 온도, 인클로저, 절연 및 허용 온도 상승 |
새로운 설계의 경우 먼저 도체 저항을 계산한 다음 예상되는 연속 부하에서 조립된 연결을 테스트하십시오. 전압 강하와 안정화된 온도를 기록합니다. 온도 상승이 너무 높으면 도체 면적을 늘리고, 경로를 단축하고, 용접 품질을 개선하거나 전류 경로를 추가하십시오.
배터리 연결을 위해 순수 니켈 스트립이 필요합니까?
ZhenAn은 공급할 수 있습니다배터리용 Ni201 순수 니켈 스트립합의된 두께, 너비, 롤 및 절단 형태로 제공됩니다. 견적을 위해 필요한 등급, 두께, 너비, 공차, 수량 및 목적지 포트를 보내십시오. 배치 COA/MTC는 주문 요구 사항에 따라 제공될 수 있습니다.
니켈 스트립 전류 용량에 대한 FAQ
Q: 0.15mm 니켈 스트립이 20A를 전달할 수 있습니까?
A: 두께만으로는 이에 대한 답을 얻을 수 없습니다. 예를 들어, 전류 경로가 50mm인 0.15 × 8mm Ni201 스트립의 계산된 벌크 저항은 20도에서 약 3.54mΩ입니다. 20A에서는 용접 저항이 추가되기 전의 I²R 손실이 약 1.42W입니다. 따라서 최종 전류는 너비, 길이, 용접 품질 및 허용 가능한 온도 상승을 기준으로 검증되어야 합니다.
질문: 두꺼운 니켈 스트립보다 넓은 니켈 스트립이 더 좋습니까?
A: 둘 다 단면적을 늘려서 저항을 줄입니다.- 넓은 스트립은 매우 두꺼운 스트립보다 스폿 용접이 더 쉬울 수 있지만 사용 가능한 너비는 셀 형상 및 팩 레이아웃에 따라 제한됩니다. 더 나은 옵션은 필요한 도체 면적, 용접 능력 및 전류 경로의 형태에 따라 달라집니다.
Q: 니켈 스트립 길이가 전류 용량에 영향을 줍니까?
답: 그렇습니다. 전류-경로 길이에 따라 저항이 증가합니다. 동일한 재료, 두께 및 너비의 경우 스트립이 길수록 전압 강하 및 I²R 열이 더 많이 발생합니다. 스트립 저항을 계산할 때 전기 연결 지점 사이의 실제 거리를 사용하십시오.
Q: 두 개의 니켈 스트립을 쌓으면 전류 용량이 두 배로 늘어나나요?
답: 자동으로 되는 것은 아닙니다. 이상적인 병렬 연결에서 두 개의 동일한 스트립은 벌크 도체 저항을 대략 절반으로 줄이지만 실제 배터리 팩은 용접 저항이 있고 레이어 간 전류 공유가 불완전합니다. 스태킹을 여전히 온도 및 용접 검증이 필요한 설계 변경으로 간주하십시오.
Q: 니켈 스트립의 크기는 BMS 연속 또는 피크 전류에 맞춰야 합니까?
A: 장기 가열이 결정되므로 각 중요 스트립 경로를 통한 최대 연속 전류부터 시작하세요.- 그런 다음 크기, 지속 시간 및 반복률을 사용하여 피크 전류를 별도로 확인합니다. BMS 등급만으로는 개별 니켈 경로에서 전류가 어떻게 나누어지는지 보여주지 않습니다.
질문: 순수 니켈이 고전류용 니켈{0}}도금 강철보다 나은가요?
답변: 순수 니켈은 일반적으로 동일한 치수의 니켈{0}}도금 강철보다 전기 저항이 낮으므로 동일한 전류에서 도체 손실이 더 적습니다. 그러나 최종 선택에서는 실제 재료 사양, 스트립 형상, 용접 품질 및 검증된 온도 상승을 사용해야 합니다.
질문: 18650 또는 21700 배터리에는 어떤 니켈 스트립 크기를 사용해야 합니까?
A: 셀 형식에만 기반한 보편적인 크기는 없습니다. 팩 구성, 연속 및 최대 전류, 전류-경로 길이, 스트립 재료 및 스폿-용접기 기능을 먼저 확인하세요. 그런 다음 최종 용접 연결을 검증하기 전에 후보 두께와 너비 조합에 대한 저항과 열을 비교합니다.
