电池技术的快速改进催生新设计

来源：•作者：线束世界•2025-02-26 10:55

电池、电池管理系统和电池储能技术与互连技术一起迅速发展，使变革性的新电子产品成为可能。

随着电池尺寸和重量的减小，其性能、安全性和能量密度的提高以及价格的下降，电池正在成为最新的颠覆性技术，这使得各个领域的越来越多的技术能够切断电线。RMI 的一份报告发现，电池成本在过去 30 年中下降了 99%，而其能量密度增加了五倍，随着新材料的投入使用、电池和电池管理系统设计的发展以及包括互连在内的相邻组件的改进，这两个指标的改善幅度更大。

电池技术的进步，例如锂离子（Li-ion）和锂聚合物（Li-Po）电池的发展，显著提高了能量密度，使电池能够在相同的空间内存储更多的能量。现代处理器、显卡和其他组件的设计比其前代产品更加节能。这意味着它们可以执行相同的任务，同时消耗更少的功率。先进的电池管理系统可监控和优化电池充电和放电循环，以延长电池寿命并保持效率，有助于提高整体系统性能。

电池连接器不断发展

魏德米勒美国公司通过增加电池连接器完善了其储能系统产品组合。

“电池单元的发展正在迅速发展，尤其是电池的能量密度。此外，与五年前相比，电池化学和负极材料机械设计的演变带来了更高的容量、可用性和可靠性，“魏德米勒集团储能全球业务开发经理 Frank Pietrowski 说。“电池技术的这种发展是由电池材料设计和化学中的多个主题推动的，主要是需要更高的能量密度来实现长期存储。”

这些发展对设计师具有重大影响。例如，更小、更便宜、更持久的电池有助于开发可部署到偏远或无法进入的区域的应用，例如太空、深海、荒野地区或军事区。改进的电池技术使替代能源系统能够在最佳条件下收集大量能量，并将其存储在电池储能系统（称为 ESS 或 BESS）中，以便在不太理想的条件下使用。消费和医疗应用中使用的廉价电池使以前的有线应用在各种设备类别中都无法想象。汽车和运输应用正在进入变革时期，因为电动自行车、摩托车和汽车为电动火车、轮船和飞机铺平了道路。

连接器供应商正在通过一系列旨在提高电池性能和安全性的互连来支持这一发展。Weidmüller 一直专注于用于应用的电池连接器以及电池储能架构。“新的互连技术提供了更灵活、更可靠的系统架构以及更高级别的安全性，”Pietrowski 说。“魏德米勒电池连接器采用新设计，可提供 IP67 防护等级，并采用先进的处理和编码系统，消除连接错误。这导致了最高的可靠性和作保护，以及最大的安全性。魏德米勒的新型电池连接器采用固有的触摸安全性设计，以尽可能安全地进行作。此外，所有其他直流产品的设计方式都满足特别大电流的应用和直流电流的特定电气行为。

魏德米勒美国公司提供一整套储能产品，以满足各种 BESS 应用所需的电力、数据和信号需求，将电能存储在电池中以备后用，从而实现供需平衡、电网稳定和备用电源。这些系统通常用于可再生能源和应急电源场景。

Pietrowski 表示，在追求全球净零碳足迹的过程中，风能和光伏等新能源应用正在急剧增长。“这些应用需要储能系统来可靠地增强电网。储能的基本设计在地理上没有太大差异。当然，它们需要一些调整，以满足来自指定用途的区域法规或要求（例如，公用事业网络与家庭光伏网络对 ESS 设计的不同要求），“他说。

虽然电池技术的巨大进步使设计领域成为可能，但在某些领域，完全实施这些技术仍然存在阻力。“今天，ESS——尤其是 BESS——需要与政府和公用事业网络运营商进行更多合作，以充分发挥其对公用事业网络的潜力，从而建立大规模存储能力，”Pietrowski 说。“在某些情况下，我们已经看到可能需要长达 8 年的时间才能获得建造 ESS 站点的批准。有了今天的 BESS，短期 ESS 已经成为可能。即将到来的挑战是找到合适的长期存储方式——几天、几周、几个月。这可以为氢电池或氧化还原液流电池奠定基础。

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