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Cómo calcular un paquete de baterías de celda de bolsa: serie, paralelo, voltaje, capacidad y kWh

Vistas: 0     Autor: Editor del sitio Hora de publicación: 2026-08-07 Origen: Sitio

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Cómo calcular un paquete de baterías de celda de bolsa: serie, paralelo, voltaje, capacidad y kWh

El cálculo de un paquete de baterías de tipo bolsa comienza con algunas fórmulas simples, pero un diseño utilizable requiere más que multiplicar el voltaje y la capacidad.

Las conexiones en serie determinan el voltaje del paquete. Las conexiones paralelas determinan la capacidad del paquete y contribuyen a la capacidad actual. La química de las celdas, los límites de voltaje, la tasa de descarga, la resistencia interna, la temperatura, la compresión mecánica y el sistema de administración de baterías (BMS) determinan si la configuración calculada puede funcionar de manera segura en la aplicación prevista.

Esta guía explica cómo calcular conteos en serie y paralelo, voltaje nominal, Ah, Wh y kWh utilizables. A La celda de bolsa NMC P70A 3.7V 70Ah se utiliza como ejemplo principal.

Los cálculos son adecuados para el dimensionamiento preliminar de la batería. Los diseños finales de módulos y paquetes deben verificarse con la última hoja de datos de la celda, el perfil de carga completo y los resultados de las pruebas a nivel de paquete.

Conclusiones clave

  • Las celdas conectadas en serie aumentan el voltaje; no aumentan la capacidad de Ah.

  • Las celdas conectadas en paralelo aumentan la capacidad de Ah; no aumentan el voltaje.

  • La energía del paquete en Wh equivale al voltaje nominal del paquete multiplicado por la capacidad del paquete.

  • Divida Wh por 1000 para convertir el resultado en kWh.

  • La energía nominal y la energía utilizable no son lo mismo.

  • La corriente continua debe comprobarse con la tensión de funcionamiento más baja, no sólo con la tensión nominal.

  • Los voltajes máximos de carga y descarga deben provenir de la hoja de datos de la celda seleccionada.

  • Las celdas de bolsa requieren restricción mecánica específica de la celda, tolerancia a la hinchazón y diseño térmico.

  • Las clasificaciones finales de BMS, fusibles, contactores y conductores no se pueden seleccionar a partir de una única regla de porcentaje.

1. Primero defina los requisitos del sistema de batería

Un paquete de baterías debe calcularse al revés desde la aplicación. Antes de seleccionar una celda o decidir la configuración en serie y paralelo, defina los siguientes requisitos:

  • Tensión nominal objetivo del sistema

  • Tensión de entrada máxima permitida

  • Tensión mínima de funcionamiento

  • Placa de identificación requerida o energía utilizable

  • Tiempo de funcionamiento requerido

  • Potencia y corriente continuas.

  • Potencia máxima, corriente máxima y duración máxima

  • Potencia de carga y tiempo de carga

  • Dimensiones de instalación disponibles

  • Peso máximo de la batería

  • Temperatura de funcionamiento y almacenamiento

  • Ciclo de vida esperado

  • Método de enfriamiento

  • Requisitos de certificación y transporte aplicables

Un sistema anunciado como '48 V', por ejemplo, puede aceptar voltajes máximos y mínimos muy diferentes según el controlador del motor, el inversor, el convertidor CC/CC u otro equipo conectado. El voltaje del sistema anunciado por sí solo no es suficiente para determinar el recuento de series correcto.

2. Comprenda las especificaciones de la celda

El cálculo debe utilizar las especificaciones aprobadas de la celda seleccionada. Las entradas más importantes incluyen:

Parámetro de celda Por qué es importante
tensión nominal Se utiliza para cálculos preliminares de voltaje y energía del paquete.
Tensión de corte de carga recomendada Se utiliza para calcular la salida del cargador y el voltaje máximo normal del paquete.
Tensión de fin de descarga Se utiliza para evaluar el límite de voltaje inferior.
Capacidad nominal o estándar Determina Ah preliminar y energía.
Clasificación de descarga continua Ayuda a determinar la capacidad actual
Clasificación y duración de la descarga máxima Se utiliza para eventos de carga corta, como aceleración o arranque de motor.
Resistencia interna CC Ayuda a estimar la caída de voltaje y el calor resistivo bajo carga.
Temperatura de carga y descarga Determina el funcionamiento permitido y la reducción de corriente.
Dimensiones y peso Requerido para el diseño del módulo y los cálculos de densidad de energía a nivel de paquete
Precarga mecánica y margen de hinchazón. Requerido para el diseño del módulo de celda de bolsa
Condiciones de prueba de ciclo de vida Necesario para comparar correctamente las expectativas de vida útil

Las celdas con la misma química aún pueden tener diferentes límites de voltaje, corrientes nominales y rangos de temperatura. No aplique una configuración de voltaje universal a cada celda de bolsa NMC, LFP o LTO.

Misen suministra múltiples químicas y capacidades de baterías de tipo bolsa para movilidad eléctrica, AGV, robótica, equipos industriales, sistemas marinos y proyectos de almacenamiento de energía.

3. Seleccionar la química celular

La química afecta el cálculo del voltaje, la cantidad de celdas en serie, la densidad de energía, el ciclo de vida objetivo, la capacidad de energía y la estrategia térmica.

Química Tensión nominal preliminar típica Prioridad de selección común
celda de bolsa NMC Aproximadamente 3,6–3,73 V, según la celda Sistemas de baterías de alta densidad de energía y compactos y livianos
Célula de bolsa LiFePO4 Comúnmente alrededor de 3.2V Ciclo de vida, estabilidad térmica y aplicaciones industriales o estacionarias.
Célula de bolsa LTO Comúnmente alrededor de 2,3 a 2,4 V Alta potencia, carga rápida, funcionamiento a baja temperatura y ciclo de vida prolongado

Estos son valores de referencia preliminares, no configuraciones de diseño universales. Utilice siempre el voltaje nominal, el límite de carga y el límite de descarga indicados en la especificación de la celda seleccionada.

4. Celda de referencia: Celda de bolsa NMC P70A 3.7V 70Ah

Para el ejemplo de cálculo principal, utilizamos el formato grande. Celda de bolsa P70A NMC.

Para cálculos preliminares simples, los valores de mercado son:

  • Tensión nominal: 3,7 V

  • Clase de capacidad nominal: 70Ah

  • Energía nominal preliminar: 3,7V × 70Ah = 259Wh

  • Tasa máxima de descarga continua: hasta 3C a 25°C en las condiciones especificadas

  • Corriente aproximada correspondiente a 3C: 70Ah × 3C = 210A

Los datos detallados de la celda proporcionan condiciones de prueba más específicas:

  • Tensión nominal: 3,73 V a 0,33 C o 3,70 V a 0,5 C

  • Capacidad estándar: al menos 68,7 Ah a 0,33 C o al menos 67,8 Ah a 0,5 C

  • Energía calculada: aproximadamente 256,3 Wh basado en 3,73 V × 68,7 Ah

  • Voltaje de corte de carga recomendado: 4,3 V

  • Voltaje de fin de descarga: 2,75 V en las condiciones de temperatura normal indicadas

  • Resistencia interna de CA: no más de 1,2 mΩ en las condiciones de prueba especificadas

  • Resistencia interna de CC: no más de 3,0 mΩ en las condiciones de prueba especificadas

Los valores de 3,7 V y 70 Ah facilitan el seguimiento de las fórmulas básicas. Para los cálculos finales de ingeniería, especificaciones de adquisición y garantías de desempeño, utilice el valor de la hoja de datos y la condición de prueba aplicables.

5. Cómo aumentan el voltaje las conexiones en serie

Cuando las celdas se conectan en serie, el terminal positivo de una celda o grupo paralelo se conecta al terminal negativo del siguiente.

Las conexiones en serie aumentan el voltaje, mientras que la capacidad Ah permanece sin cambios.

Tensión nominal del paquete = Número de celdas en serie × Tensión nominal de la celda

Usando los valores P70A orientados al mercado en una configuración 14S:

14 × 3,7 V = 51,8 V nominales

Por tanto, un paquete 14S1P tiene:

  • Tensión nominal: 51,8 V

  • Capacidad: 70Ah

  • Número total de celdas: 14

También se debe comprobar todo el rango de tensión.

Usando el voltaje de corte de carga P70A recomendado:

14 × 4,3 V = 60,2 V

Utilizando el voltaje de fin de descarga de 2,75 V indicado:

14 × 2,75 V = 38,5 V

Por lo tanto, el rango de voltaje preliminar es de aproximadamente 38,5 V a 60,2 V en las condiciones aplicables.

Una batería NMC 14S puede comercializarse como un sistema de clase 48 V, pero eso no la hace automáticamente compatible con todos los controladores o inversores de 48 V. Todos los equipos conectados deben compararse con el rango completo de voltaje de la batería.

Para una explicación más detallada, consulte Voltaje de la celda de la bolsa NMC: límites y configuraciones de BMS.

6. Cómo las conexiones paralelas aumentan la capacidad

Cuando las celdas se conectan en paralelo, todos los terminales positivos están conectados entre sí y todos los terminales negativos están conectados entre sí.

Las conexiones en paralelo aumentan la capacidad de Ah, mientras que el voltaje permanece igual a una celda o un grupo en serie.

Capacidad del paquete = Número de celdas en paralelo × Capacidad de la celda

Usando cuatro celdas P70A en paralelo:

4×70Ah = 280Ah

Por tanto, un grupo 4P tiene:

  • Tensión nominal: 3,7 V

  • Capacidad: 280Ah

  • Número total de celdas: 4

Las conexiones paralelas también pueden aumentar la capacidad actual. Para dimensionamiento preliminar:

Capacidad de corriente de grupo paralelo ≈ Número de celdas paralelas × Corriente de celda única aprobada

Si una celda P70A de clase 70Ah admite aproximadamente 210A a 3C en las condiciones de prueba especificadas, un grupo paralelo de cuatro celdas tiene una capacidad de corriente teórica a nivel de celda de aproximadamente 840A.

Sin embargo, este no es automáticamente el paquete seguro actual.

El límite actual final está determinado por el límite más bajo aprobado entre:

  • Células

  • Pestañas de celda

  • Barras colectoras o conectores flexibles

  • Uniones soldadas o atornilladas

  • BMS

  • Contactores

  • Fusibles

  • Cables y conectores

  • Sistema de refrigeración

  • Aumento de temperatura permitido

El intercambio de corriente en paralelo también depende de la resistencia de la celda, la resistencia de la conexión, la simetría de la barra colectora, la temperatura y la coincidencia de las celdas. Una multiplicación teórica siempre debe ir seguida de una validación eléctrica y térmica.

7. Cómo calcular un paquete serie-paralelo

Una configuración 14S4P contiene 14 grupos conectados en serie, con cuatro celdas conectadas en paralelo dentro de cada grupo.

El recuento total de células es:

Total de celdas = Recuento de series × Recuento de paralelos

14 × 4 = 56 celdas

Para el ejemplo P70A:

  • Recuento de series: 14

  • Conteo paralelo: 4

  • Celdas totales: 56

  • Voltaje nominal del paquete: 51,8 V

  • Capacidad del paquete: 280Ah

El término '14S4P' debe estar respaldado por un diagrama eléctrico que muestre los grupos paralelos, los puntos de detección BMS, la ruta de corriente principal y los dispositivos de protección. No confíe únicamente en el nombre de la configuración escrita al revisar un plano del proveedor.

Algunos sistemas de baterías utilizan cadenas en serie protegidas por separado conectadas en paralelo al nivel del paquete. Esta disposición puede proporcionar redundancia, pero requiere una coordinación cuidadosa entre las unidades BMS, contactores, fusibles y sistemas de comunicación. La topología correcta depende de los requisitos de seguridad, servicio y aislamiento de fallas del proyecto.

8. Cómo calcular Wh y kWh

La energía de la batería normalmente se expresa en vatios-hora o kilovatios-hora.

Energía del paquete (Wh) = Voltaje nominal del paquete × Capacidad del paquete

El mismo resultado se puede calcular directamente a partir del recuento de células:

Energía del paquete (Wh) = S × P × Tensión nominal de la celda × Capacidad de la celda

Para el ejemplo 14S4P P70A:

  • Voltaje nominal del paquete: 51,8 V

  • Capacidad del paquete: 280Ah

51,8 V × 280 Ah = 14 504 Wh

Convertir Wh en kWh:

14.504Wh ÷ 1.000 = 14,504kWh

Por lo tanto, la energía preliminar de la placa de características es aproximadamente:

14,50 kWh

Utilizando los valores de prueba de la hoja de datos más conservadores de 3,73 V y 68,7 Ah:

14 × 4 × 3,73 V × 68,7 Ah = aproximadamente 14,35 kWh

La diferencia ilustra por qué una clase de capacidad orientada al mercado y una capacidad mínima probada en una hoja de datos no deben tratarse como idénticas. Para garantizar el rendimiento del paquete, utilice el valor de especificación aplicable.

Puede obtener más información sobre la diferencia entre la energía a nivel de célula y a nivel de paquete en Explicación de la densidad de energía de la celda de la bolsa: Wh/kg, Wh/L y energía utilizable del paquete.

9. Tabla de cálculo rápido del paquete P70A

Los siguientes valores utilizan 3,7 V y 70 Ah para el dimensionamiento preliminar.

Configuración Recuento de celdas Voltaje nominal Capacidad Energía de la placa de identificación Energía aproximada en una ventana de SOC utilizable del 80 %
14S1P 14 51,8 V 70Ah 3,63 kWh 2,90 kWh
14S2P 28 51,8 V 140Ah 7,25 kWh 5,80 kWh
14S3P 42 51,8 V 210Ah 10,88 kWh 8,70 kWh
14S4P 56 51,8 V 280Ah 14,50 kWh 11,60 kWh

Estos valores son preliminares. La energía entregable real depende de la ventana de voltaje aprobada, la corriente de carga, la temperatura, el envejecimiento de la celda, la configuración de BMS y las pérdidas del sistema.

10. Energía nominal frente a energía utilizable

La energía nominal se calcula a partir del voltaje y la capacidad nominales. La energía utilizable es la cantidad a la que la aplicación puede acceder dentro de la ventana operativa seleccionada.

Para una estimación anticipada:

Energía utilizable ≈ Energía nominal × ventana SOC utilizable

Si un paquete 14S4P P70A tiene 14,50 kWh de energía nominal preliminar y funciona a través de una ventana de SOC del 80 %:

14,50 kWh × 0,80 = aproximadamente 11,60 kWh

Esta es una estimación, no una producción garantizada.

La energía utilizable real se ve afectada por:

  • Curva de descarga celular

  • Límites de carga y descarga

  • Tasa de descarga

  • Caída de voltaje

  • Temperatura ambiente y celular.

  • Variación de célula a célula

  • Estado de salud

  • Estrategia de corte de BMS

  • Pérdidas de cables y contactores.

  • Eficiencia del convertidor CC/CC, controlador de motor o inversor

Si aún se debe alcanzar energía utilizable cerca del final de la vida útil de la batería, el dimensionamiento temprano también puede considerar el objetivo de capacidad al final de la vida útil y la eficiencia de conversión:

Energía nominal requerida ≈ Energía utilizable objetivo ÷ (ventana SOC utilizable × fracción de capacidad al final de su vida útil × eficiencia del sistema)

Esta fórmula es útil para el dimensionamiento preliminar. El rendimiento final debe validarse a partir de los datos de descarga de la celda y las pruebas a nivel de paquete.

11. Calcular la corriente a partir de la potencia.

Los diseñadores de paquetes de baterías a menudo comienzan con un valor de potencia requerido en kW en lugar de un valor actual en amperios.

La relación es:

Potencia = Voltaje × Corriente

Por lo tanto:

Corriente = Potencia ÷ Voltaje

Para una carga de 10 kW a la tensión nominal de un paquete 14S P70A:

10.000W ÷ 51,8V = aproximadamente 193A

Si el controlador intenta mantener 10 kW mientras el voltaje de la batería cae a 38,5 V:

10.000W ÷ 38,5V = aproximadamente 260A

Esto muestra por qué la corriente no debe calcularse únicamente a la tensión nominal. Para cargas de potencia constante, la corriente aumenta a medida que cae el voltaje de la batería.

Las células, BMS, barras colectoras, contactores, fusibles y cables deben evaluarse en la peor combinación relevante de tensión, potencia, temperatura y duración.

12. Caída de voltaje y generación de calor

El voltaje de la celda bajo carga es menor que su voltaje de circuito abierto relajado. Una estimación simplificada de la caída de voltaje es:

Caída de voltaje ≈ Corriente × Resistencia CC

La resistencia real del paquete incluye más que la resistencia celular. También incluye:

  • Cortina a la italiana

  • Barras colectoras

  • Articulaciones

  • Fusibles

  • Contactores

  • cables

  • Conectores

  • Diferencias paralelas de distribución de corriente

Una estimación simplificada del calor resistivo es:

Pérdida de energía ≈ Corriente² × Resistencia

Por lo tanto, el calor aumenta aproximadamente con el cuadrado de la corriente en un modelo resistivo simplificado, no exponencialmente. La generación de calor real y el aumento de temperatura también dependen del SOC, la temperatura de la celda, los cambios de resistencia, las condiciones de enfriamiento y el ciclo de trabajo.

El ACIR medido a 1 kHz no debe usarse automáticamente para predecir la caída del voltaje de la carga. El DCIR medido bajo una condición de carga definida es generalmente más relevante para los cálculos preliminares de caída de voltaje y calor.

13. Coincidencia de células y uso compartido de corriente en paralelo

Los cálculos matemáticos suponen que cada celda funciona de manera idéntica. Las celdas reales tienen diferencias en capacidad, resistencia interna, voltaje de circuito abierto, autodescarga y envejecimiento.

Las celdas destinadas a un paquete normalmente deberían combinarse con:

  • Química y modelo.

  • Lote de producción cuando sea práctico

  • Capacidad

  • Resistencia CA y CC

  • Tensión de circuito abierto

  • Estado de carga

  • Autodescarga

  • Historial de edad y uso

Las células con niveles de SOC significativamente diferentes no deben conectarse directamente en paralelo. La diferencia de voltaje puede causar una corriente de ecualización alta limitada principalmente por la resistencia de la celda y de la conexión.

Las celdas de diferente capacidad no dividen automáticamente la corriente según la capacidad. La distribución de corriente se ve fuertemente afectada por la resistencia interna, la resistencia de interconexión, la temperatura y la disposición de las barras. Para un nuevo paquete de producción, el enfoque preferido es utilizar celdas coincidentes del mismo modelo aprobado.

Un circuito de equilibrio BMS no puede compensar rápidamente grandes diferencias de capacidad o resistencia dentro de un paquete de celdas tipo bolsa de alta capacidad. La clasificación de las células sigue siendo importante antes del montaje.

14. Diseño mecánico de celdas de bolsa.

Las celdas de bolsa no tienen una lata de metal rígida. La estructura del módulo debe gestionar la expansión celular, proporcionar un soporte uniforme, proteger la película laminada y mantener un contacto térmico confiable.

No existe un margen de hinchazón universal ni una presión de precarga que pueda aplicarse a cada celda de la bolsa.

Para el P70A, la especificación disponible indica:

  • Precarga inicial: 400–500N

  • Coeficiente de hinchazón especificado: 6%

  • No se permite el funcionamiento a largo plazo sin restricción mecánica.

  • La presión debe distribuirse uniformemente por toda la superficie de la celda.

Estos valores se aplican al P70A y no deben copiarse automáticamente a otro modelo de celda de bolsa.

El diseño del módulo debe considerar:

  • Placas terminales y rigidez del marco.

  • Método de precarga

  • Almohadillas de compresión o hinchazón.

  • Tolerancia del espesor de celda

  • Expansión al final de su vida útil

  • Aislamiento eléctrico

  • Protección de pestañas y sellos

  • Contacto superficie de enfriamiento

  • Tolerancias de fabricación y servicio.

Para obtener más información, consulte Por qué las celdas de bolsa requieren compresión en el diseño del paquete de baterías.

15. Gestión térmica

Los requisitos de refrigeración no se pueden seleccionar únicamente a partir de la tasa C. Un sistema 1C en un gabinete muy compacto puede tener condiciones térmicas más difíciles que un sistema de mayor corriente con ciclos de trabajo cortos y una estructura de enfriamiento efectiva.

El diseño térmico debe considerar:

  • Resistencia CC de la celda

  • Corriente continua

  • Corriente máxima y duración.

  • Corriente de carga

  • Geometría del módulo

  • Espaciado de celdas

  • Dirección de transferencia de calor

  • Temperatura ambiente

  • Temperatura máxima permitida de la celda

  • Diferencia máxima de temperatura entre celdas

  • Condiciones de falla del sistema de enfriamiento

Las posibles estrategias incluyen convección natural, aire forzado, placas de enfriamiento conductoras y enfriamiento líquido. La solución correcta debe seleccionarse a partir de un modelo de generación de calor y confirmarse mediante pruebas de temperatura a nivel de módulo.

Los sensores de temperatura deben colocarse en ubicaciones representativas, incluidos posibles puntos calientes y áreas donde la resistencia de la conexión puede generar calor adicional.

16. BMS y protección eléctrica

El BMS debe admitir el recuento de series exacto y el rango de voltaje de celda aprobado. Para un paquete 14S, el BMS debe monitorear 14 grupos de celdas conectados en serie.

La selección de BMS debe considerar:

  • química celular

  • Recuento de series

  • Objetivo de voltaje de carga normal

  • Umbral de protección contra sobretensión

  • Umbral de protección de subtensión

  • Corriente continua

  • Corriente máxima y duración.

  • Detección de cortocircuito

  • Temperatura de carga y descarga

  • Cantidad y ubicación del sensor

  • Estrategia de equilibrio

  • Precisión de medición de voltaje y corriente.

  • control de contactores

  • Registro y recuperación de fallos

El umbral de sobretensión del BMS es una configuración de protección de emergencia, no el objetivo normal del cargador. El cargador debe regular el voltaje y la corriente correctamente sin depender de la desconexión rutinaria del BMS.

Tampoco existe una regla universal que indique que cada BMS, contactor o fusible deba tener una potencia nominal exacta del 125 % de la corriente esperada. El margen de diseño apropiado depende del componente, la temperatura, el ciclo de trabajo, la vida útil y el estándar aplicable.

La selección de fusibles debe considerar:

  • Corriente de carga continua

  • Protección de cables y barras

  • Tensión nominal CC

  • Corriente de falla máxima disponible

  • Clasificación de interrupción de CC

  • Curva tiempo-corriente

  • Su rendimiento

  • Coordinación con el BMS y contactores.

Los sistemas de alto voltaje o alta potencia también pueden requerir contactores principales, circuitos de precarga, desconexiones de servicio, monitoreo de aislamiento y aislamiento coordinado de fallas.

17. Un flujo de trabajo práctico para el cálculo del paquete de baterías

Un cálculo preliminar confiable puede seguir esta secuencia:

  1. Definir el rango completo de tensión del equipo.

  2. Defina la energía utilizable requerida, la potencia continua y la carga máxima.

  3. Seleccione la química celular y el modelo celular.

  4. Utilice los límites de voltaje de celda aprobados y las condiciones de prueba de capacidad.

  5. Calcule el recuento de series a partir del rango de voltaje requerido.

  6. Calcule el recuento paralelo a partir de los requisitos de energía y corriente.

  7. Calcule el recuento total de celdas, voltaje nominal, Ah, Wh y kWh.

  8. Calcule la energía utilizable dentro de la ventana SOC prevista.

  9. Verifique el requisito actual al voltaje de funcionamiento más bajo.

  10. Verifique la caída de voltaje, la generación de calor y el intercambio de corriente.

  11. Seleccione el BMS, conductores, contactores y dispositivos de protección.

  12. Diseñar la estructura de contención mecánica, aislamiento y refrigeración.

  13. Construya y pruebe un prototipo en las condiciones de carga y temperatura previstas.

  14. Completar la certificación requerida de seguridad, transporte y aplicación.

Una hoja de cálculo puede producir el primer cálculo, pero se requieren pruebas para confirmar el sistema de batería final.

18. Información que se debe proporcionar al solicitar una solución de celda en bolsa

Para evaluar un proyecto de celda de bolsa o de batería personalizada, proporcione la mayor cantidad posible de la siguiente información:

  • Solicitud

  • Tensión nominal objetivo

  • Tensión máxima y mínima del sistema.

  • Energía utilizable requerida o tiempo de funcionamiento

  • Potencia o corriente continua

  • Potencia/corriente máxima y duración

  • Tiempo de carga o corriente de carga

  • Dimensiones máximas

  • Peso máximo

  • Temperatura de funcionamiento

  • Ciclo de vida esperado

  • Método de enfriamiento

  • Requisitos de comunicación BMS

  • Requisitos de certificación

  • Prototipo y cantidad de pedido anual

Misen admite la selección de celdas, la clasificación, la configuración de módulos y desarrollo de soluciones de baterías personalizadas para movilidad eléctrica, AGV, robótica, equipos industriales, sistemas marinos y aplicaciones de almacenamiento de energía.

Conclusión

Las fórmulas básicas del paquete de baterías son sencillas:

Tensión nominal del paquete = Número de series × Tensión nominal de la celda

Capacidad del paquete = Recuento paralelo × Capacidad de la celda

Energía del paquete (Wh) = Voltaje del paquete × Capacidad del paquete

Energía del paquete (kWh) = Energía del paquete en Wh ÷ 1000

Utilizando una celda P70A de 3,7 V y 70 Ah como ejemplo preliminar, una configuración 14S4P proporciona:

  • Tensión nominal de 51,8 V.

  • Capacidad nominal de 280Ah

  • Energía nominal preliminar de 14,50 kWh

  • Aproximadamente 11,60 kWh con una ventana de SOC utilizable del 80 %

Estos números son sólo el comienzo del proceso de diseño. El rendimiento final depende de los límites de voltaje, las condiciones de descarga, la temperatura, la coincidencia de celdas, la distribución de corriente, la compresión mecánica, la gestión térmica, la configuración de BMS y las pérdidas del sistema.

Para proyectos que requieren una celda de bolsa NMC de alta energía, revise la P70A 3.7V 70Ah especificaciones de celda de bolsa y envíe a Misen sus requisitos de voltaje, energía, corriente, espacio y temperatura para una evaluación basada en el proyecto.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calculan los kWh de una batería de tipo bolsa?

Multiplique el voltaje nominal del paquete por la capacidad del paquete en Ah para obtener Wh. Divida el resultado de Wh por 1000 para obtener kWh.

Por ejemplo:

51,8 V × 280 Ah = 14.504 Wh = 14,504 kWh.

¿Conectar celdas en serie aumenta la capacidad de Ah?

No. Las conexiones en serie aumentan el voltaje. La capacidad de Ah sigue siendo igual a la de una celda o un grupo paralelo.

¿Conectar celdas en paralelo aumenta el voltaje?

No. Las conexiones paralelas aumentan la capacidad de Ah y contribuyen a la capacidad actual. El voltaje sigue siendo igual al de una celda o cadena en serie.

¿Cuántas celdas hay en una batería 14S4P?

Un paquete 14S4P contiene 14 grupos conectados en serie con cuatro celdas en cada grupo en paralelo:

14 × 4 = 56 celdas.

¿Es una batería 14S P70A compatible con todos los sistemas de 48V?

No automáticamente. Utilizando los valores de referencia P70A, un paquete 14S tiene un voltaje nominal de aproximadamente 51,8 V, un cálculo de corte de carga recomendado de 60,2 V y un cálculo de fin de descarga de 38,5 V en las condiciones aplicables. El equipo conectado debe soportar el rango operativo completo.

¿Cuánta corriente continua puede proporcionar una celda P70A?

La especificación disponible enumera una tasa de descarga continua máxima de 3 °C a 25 °C en las condiciones indicadas. Basado en la clase de capacidad de 70 Ah disponible en el mercado, esto corresponde aproximadamente a 210 A por celda. Los límites de corriente finales deben seguir las condiciones aplicables de la hoja de datos y la validación térmica a nivel de paquete.

¿Se pueden conectar en paralelo celdas de bolsa de diferente capacidad?

No se recomienda para un paquete de producción nueva. Normalmente, las celdas deben utilizar la misma química y modelo aprobados y deben coincidir en cuanto a capacidad, resistencia, voltaje, SOC y condición de envejecimiento.

¿Los kWh utilizables son los mismos que los kWh nominales?

No. Los kWh indicados en la placa de identificación se calculan a partir del voltaje y la capacidad nominales. La energía utilizable depende del SOC permitido y la ventana de voltaje, la corriente, la temperatura, el envejecimiento, la configuración de BMS y la eficiencia del sistema.

¿Cuánto espacio de hinchamiento se debe dejar para una célula de bolsa?

No existe un porcentaje universal para cada celda de la bolsa. El diseño mecánico debe seguir los requisitos de precarga, tolerancia de espesor y dilatación al final de su vida útil de la celda seleccionada. La especificación P70A disponible indica un coeficiente de hinchazón del 6 % y una precarga inicial de 400 a 500 N.


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