Kuidas arvutada kottipatarei: seeria, paralleelne, pinge, võimsus ja kWh

Kottelemendiga aku arvutamine algab mõne lihtsa valemiga, kuid kasutatav disain nõuab enamat kui pinge ja võimsuse korrutamist.

Jadaühendused määravad paketi pinge. Rööpühendused määravad paketi mahutavuse ja aitavad kaasa vooluvõimsusele. Elementide keemia, pingepiirangud, tühjenemiskiirus, sisetakistus, temperatuur, mehaaniline kokkusurumine ja akuhaldussüsteem (BMS) määravad seejärel kindlaks, kas arvutatud konfiguratsioon saab ettenähtud rakenduses ohutult töötada.

See juhend selgitab, kuidas arvutada jada- ja paralleelloendusi, nimipinget, Ah, Wh ja kasutatavat kWh. A P70A 3,7V 70Ah NMC kottelementi . Peamise näitena kasutatakse

Arvutused sobivad aku esialgseks suuruseks. Lõplike moodulite ja pakendite kujundusi tuleb kontrollida uusima lahtri andmelehe, täieliku koormusprofiili ja pakenditaseme testitulemuste põhjal.

Võtmed kaasavõtmiseks

• Järjestikku ühendatud elemendid suurendavad pinget; need ei suurenda Ah mahtuvust.

• Paralleelselt ühendatud rakud suurendavad Ah mahtuvust; need ei tõsta pinget.

• Paki energia Wh-des võrdub paketi nimipingega, mis on korrutatud paketi mahutavusega.

• Tulemuse teisendamiseks kWh-ks jagage Wh 1000-ga.

• Nimesildi energia ja kasutatav energia ei ole samad.

• Pidevat voolu tuleb kontrollida madalaimal tööpingel, mitte ainult nimipingel.

• Maksimaalne laadimis- ja tühjenduspinge peab tulema valitud elemendi andmelehelt.

• Kotielemendid nõuavad rakuspetsiifilist mehaanilist piiramist, paisumisvaru ja termilist disaini.

• Lõplikku BMS-i, kaitsme, kontaktori ja juhtme nimiväärtusi ei saa valida ühest protsendireeglist.

1. Esmalt määratlege akusüsteemi nõuded

Aku tuleks arvutada rakendusest tagasi. Enne lahtri valimist või jada- ja paralleelkonfiguratsiooni otsustamist määratlege järgmised nõuded.

• Süsteemi sihtpinge nimipinge

• Maksimaalne lubatud sisendpinge

• Minimaalne tööpinge

• Nõutav nimesilt või kasutatav energia

• Nõutav tööaeg

• Pidev võimsus ja vool

• Tippvõimsus, tippvool ja piigi kestus

• Laadimisvõimsus ja laadimisaeg

• Saadaval paigaldusmõõtmed

• Maksimaalne aku kaal

• Töö- ja säilitustemperatuur

• Eeldatav tsükli eluiga

• Jahutusmeetod

• Kohaldatavad sertifitseerimis- ja transpordinõuded

Näiteks süsteem, mida reklaamitakse kui 48 V, võib sõltuvalt mootorikontrollerist, inverterist, alalis-alalisvoolu muundurist või muust ühendatud seadmest aktsepteerida väga erinevaid maksimaalseid ja minimaalseid pingeid. Reklaamitud süsteemipingest üksi ei piisa õige seeriate arvu määramiseks.

2. Saate aru lahtri spetsifikatsioonidest

Arvutamisel tuleb kasutada valitud lahtri heakskiidetud spetsifikatsioone. Kõige olulisemate sisendite hulka kuuluvad:

Lahtri parameeter	Miks see on oluline
Nimipinge	Kasutatakse paketi pinge ja energia esialgseteks arvutusteks
Soovitatav laadimise katkestuspinge	Kasutatakse laadija väljundi ja maksimaalse normaalpaketi pinge arvutamiseks
Tühjenemise lõpu pinge	Kasutatakse pinge alumise piiri hindamiseks
Nimi- või standardvõimsus	Määrab esialgse Ah ja energia
Pideva tühjenemise reiting	Aitab määrata praeguse võimekuse
Maksimaalse tühjenemise reiting ja kestus	Kasutatakse lühikeste koormussündmuste jaoks, nagu kiirendamine või mootori käivitamine
DC sisetakistus	Aitab hinnata pinge langust ja takistuslikku soojust koormuse all
Laadimis- ja tühjendustemperatuur	Määrab lubatud töö ja voolu vähendamise
Mõõtmed ja kaal	Nõutav mooduli paigutuse ja paketi tasemel energiatiheduse arvutamiseks
Mehaaniline eelkoormus ja paisumine	Nõutav kottelemendi mooduli kujunduse jaoks
Tsükli eluea katsetingimused	Vajalik kasutusea ootuste õigeks võrdlemiseks

Sama keemiaga elementidel võivad siiski olla erinevad pingepiirid, voolutugevused ja temperatuurivahemikud. Ärge rakendage igale NMC-, LFP- või LTO-kotielemendile üht universaalset pingeseadet.

Misen tarnib mitut kottipatareide keemia ja võimsused elektrilise liikuvuse, AGV-de, robootika, tööstusseadmete, meresüsteemide ja energiasalvestusprojektide jaoks.

3. Rakukeemia valimine

Keemia mõjutab pinge arvutamist, järjestikuste elementide arvu, energiatihedust, tsükli eluea eesmärki, võimsust ja soojusstrateegiat.

Keemia	Tüüpiline esialgne nimipinge Ühine	valikuprioriteet
NMC kotirakk	Ligikaudu 3,6–3,73 V, olenevalt elemendist	Kõrge energiatihedus ja kompaktsed, kerged akusüsteemid
LiFePO4 kottelement	Tavaliselt umbes 3,2 V	Tsükli eluiga, termiline stabiilsus ja tööstuslikud või statsionaarsed rakendused
LTO kotirakk	Tavaliselt umbes 2,3–2,4 V	Suur võimsus, kiire laadimine, töö madalal temperatuuril ja pikk kasutusiga

Need on esialgsed võrdlusväärtused, mitte universaalsed disainiseaded. Kasutage alati valitud elemendi spetsifikatsioonis märgitud nimipinget, laadimispiirangut ja tühjenemise piiri.

4. Võrdluselement: P70A 3,7 V 70 Ah NMC kottelement

Peamise arvutusnäite jaoks kasutame suurvormingut P70A NMC kottelement.

Lihtsate esialgsete arvutuste jaoks on turuväärtused järgmised:

• Nimipinge: 3,7V

• Nimivõimsusklass: 70Ah

• Esialgne nimienergia: 3,7V × 70Ah = 259Wh

• Maksimaalne pidev tühjenduskiirus: kuni 3C 25°C juures kindlaksmääratud tingimustel

• Ligikaudne vool, mis vastab 3C-le: 70Ah × 3C = 210A

Üksikasjalikud lahtriandmed pakuvad täpsemaid katsetingimusi:

• Nimipinge: 3,73 V 0,33 C juures või 3,70 V 0,5 C juures

• Standardvõimsus: vähemalt 68,7Ah 0,33C juures või vähemalt 67,8Ah 0,5C juures

• Arvestuslik energia: ligikaudu 256,3 Wh 3,73 V × 68,7 Ah alusel

• Soovitatav laadimise katkestuspinge: 4,3V

• Tühjenemise lõpppinge: 2,75 V märgitud normaaltemperatuuri tingimustes

• Vahelduvvoolu sisetakistus: määratud katsetingimustes mitte rohkem kui 1,2 mΩ

• Alalisvoolu sisetakistus: mitte rohkem kui 3,0 mΩ määratud katsetingimustes

3,7 V ja 70 Ah väärtused muudavad põhivalemite järgimise lihtsamaks. Lõplike tehniliste arvutuste, hanke spetsifikatsioonide ja toimivusgarantiide jaoks kasutage kehtivat andmelehe väärtust ja katsetingimusi.

5. Kuidas seeriaühendused pinget suurendavad

Kui elemendid on ühendatud järjestikku, on ühe raku või paralleelrühma positiivne klemm ühendatud järgmise negatiivse klemmiga.

Jadaühendused suurendavad pinget, samas kui Ah võimsus jääb muutumatuks.

Paki nimipinge = seerias olevate elementide arv × elemendi nimipinge

Turule suunatud P70A väärtuste kasutamine 14S konfiguratsioonis:

14 × 3,7 V = 51,8 V nimipinge

Seetõttu on 14S1P pakendil:

• Nimipinge: 51,8V

• Mahutavus: 70Ah

• Lahtrite koguarv: 14

Samuti tuleb kontrollida kogu pingevahemikku.

Soovitatava P70A laadimise katkestuspinge kasutamine:

14 × 4,3 V = 60,2 V

Kasutades märgitud 2,75 V tühjenemise lõpppinget:

14 × 2,75 V = 38,5 V

Esialgne pingevahemik on seega kehtivatel tingimustel ligikaudu 38,5 V kuni 60,2 V.

14S NMC akut võidakse turustada 48 V klassi süsteemina, kuid see ei muuda seda automaatselt ühilduvaks iga 48 V kontrolleri või inverteriga. Kõiki ühendatud seadmeid tuleb kontrollida kogu aku pingevahemiku suhtes.

Täpsemat selgitust vt NMC Pouch Cell Voltage: piirangud ja BMS-i sätted.

6. Kuidas paralleelühendused võimsust suurendavad

Kui elemendid on paralleelselt ühendatud, on kõik positiivsed klemmid ühendatud ja kõik negatiivsed klemmid on ühendatud.

Paralleelühendused suurendavad Ah võimsust, samas kui pinge jääb võrdseks ühe raku või ühe jadarühmaga.

Pakendi maht = paralleelselt paiknevate rakkude arv × lahtri mahutavus

Nelja P70A elemendi paralleelne kasutamine:

4 × 70 Ah = 280 Ah

Seetõttu on 4P rühmal:

• Nimipinge: 3,7V

• Mahutavus: 280Ah

• Lahtrite koguarv: 4

Paralleelühendused võivad samuti suurendada voolutugevust. Esialgseks mõõtmiseks:

Paralleelrühma vooluvõime ≈ Paralleelelementide arv × Heakskiidetud üheelemendiline vool

Kui üks 70Ah klassi P70A element toetab määratud katsetingimustes temperatuuril 3C umbes 210A, on neljaelemendilise paralleelrühma teoreetiline rakutaseme vooluvõimsus ligikaudu 840A.

See ei ole aga automaatselt ohutu pakendivool.

Lõplik voolupiirang määratakse madalaima heakskiidetud piiriga järgmiste hulgast:

• Rakud

• Lahtri vahekaardid

• Siinid või painduvad pistikud

• Keevis- või poltühendused

• BMS

• Kontaktorid

• Kaitsmed

• Kaablid ja pistikud

• Jahutussüsteem

• Lubatud temperatuuri tõus

Paralleelvoolu jagamine sõltub ka elemendi takistusest, ühenduse takistusest, siini sümmeetriast, temperatuurist ja elementide sobitamisest. Teoreetilisele korrutamisele peaks alati järgnema elektriline ja termiline valideerimine.

7. Kuidas arvutada seeria-paralleelpaketti

14S4P konfiguratsioon sisaldab 14 järjestikku ühendatud rühma, kusjuures iga rühma sees on paralleelselt ühendatud neli rakku.

Rakkude koguarv on:

Lahtrite koguarv = seeriate arv × paralleelne arv

14 × 4 = 56 lahtrit

P70A näite puhul:

• Seeriate arv: 14

• Paralleelne arv: 4

• Lahtreid kokku: 56

• Paki nimipinge: 51,8V

• Paki maht: 280Ah

Mõistet '14S4P' peaks toetama elektriskeem, millel on näidatud paralleelrühmad, BMS-i andurpunktid, põhivoolutee ja kaitseseadmed. Ärge tuginege tarnija joonise ülevaatamisel ainult kirjutatud konfiguratsiooninimele.

Mõned akusüsteemid kasutavad eraldi kaitstud järjestikuseid stringe, mis on ühendatud paralleelselt paketi tasemel. Selline paigutus võib pakkuda koondamist, kuid see nõuab hoolikat koordineerimist BMS-i üksuste, kontaktorite, kaitsmete ja sidesüsteemide vahel. Õige topoloogia sõltub projekti ohutus-, teenindus- ja tõrkeisolatsiooninõuetest.

8. Kuidas arvutada Wh ja kWh

Aku energiat väljendatakse tavaliselt vatt- või kilovatt-tundides.

Pakendi energia (Wh) = paketi nimipinge × paketi maht

Sama tulemuse saab arvutada otse rakkude arvust:

Paki energia (Wh) = S × P × Elementide nimipinge × Elementide maht

14S4P P70A näite puhul:

• Paki nimipinge: 51,8V

• Paki maht: 280Ah

51,8 V × 280 Ah = 14 504 Wh

Teisenda Wh kWh-deks:

14 504 Wh ÷ 1 000 = 14,504 kWh

Esialgne tüübisildi energia on seega ligikaudu:

14,50 kWh

Kasutades konservatiivsemaid andmelehe testiväärtusi 3,73 V ja 68,7 Ah:

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

Erinevus näitab, miks turule suunatud võimsusklassi ja andmelehel testitud miinimumvõimsust ei tohiks käsitleda identsetena. Paki garanteeritud toimivuse tagamiseks kasutage kehtivat spetsifikatsiooni väärtust.

Lisateavet raku- ja paketitaseme energia erinevuste kohta saate siit Kotti raku energiatihedus: Wh/kg, Wh/L ja paki kasutatav energia.

9. Kiire P70A pakendi arvutamise tabel

Järgmised väärtused kasutavad esialgseks suuruseks 3,7 V ja 70 Ah.

Konfiguratsioon	Rakkude arv	Nimipinge	Maht	Nimesildi energia	Ligikaudne energia 80% kasutatava SOC akna korral
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

Need väärtused on esialgsed. Tegelik tarnitav energia sõltub kinnitatud pingeaknast, koormusvoolust, temperatuurist, elementide vananemisest, BMS-i sätetest ja süsteemikadudest.

10. Andmesildi energia vs kasutatav energia

Andmesildi energia arvutatakse nimipinge ja võimsuse järgi. Kasutatav energia on kogus, millele rakendus pääseb valitud tööaknas juurde.

Varajaseks hinnanguks:

Kasutatav energia ≈ Andmesildi energia × Kasutatav SOC aken

Kui 14S4P P70A pakendil on 14,50 kWh esialgset tüübisildi energiat ja see töötab läbi 80% SOC akna:

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

See on hinnang, mitte garanteeritud väljund.

Tegelikku kasutatavat energiat mõjutavad:

• Rakkude tühjenemise kõver

• Laadimise ja tühjenemise piirangud

• Tühjenemise kiirus

• Pinge langus

• Ümbritsev ja raku temperatuur

• Rakkudevaheline variatsioon

• Tervislik seisund

• BMS-i katkestusstrateegia

• Kaabli ja kontaktori kaod

• DC/DC muundur, mootorikontroller või inverteri efektiivsus

Kui kasutatav energia tuleb siiski saavutada aku tööea lõpu lähedal, võib varajases suuruse määramises arvesse võtta ka eluea lõpu mahtuvust ja muundamise efektiivsust:

Nõutav andmesildi energia ≈ Kasutatav sihtenergia ÷ (kasutatav SOC-aken × kasutusea lõpu võimsuse osa × süsteemi tõhusus)

See valem on kasulik esialgse suuruse määramiseks. Lõplik jõudlus tuleb kinnitada raku tühjendusandmete ja pakenditaseme testimise põhjal.

11. Arvutage voolutugevus võimsusest

Akukomplektide projekteerijad alustavad sageli vajaliku võimsuse väärtusega kW-des, mitte voolu väärtusest amprites.

Suhe on:

Võimsus = pinge × vool

Seetõttu:

Vool = võimsus ÷ pinge

10 kW koormuse korral 14S P70A paketi nimipingel:

10 000 W ÷ 51,8 V = ligikaudu 193 A

Kui kontroller püüab säilitada 10 kW, kui aku pinge langeb 38,5 V-ni:

10 000 W ÷ 38,5 V = ligikaudu 260 A

See näitab, miks ei tohiks voolu arvutada ainult nimipingel. Pideva võimsusega koormuste korral suureneb vool, kui aku pinge langeb.

Elemente, BMS-i, siinid, kontaktoreid, kaitsmeid ja kaableid tuleb hinnata pinge, võimsuse, temperatuuri ja kestuse halvimal asjakohasel kombinatsioonil.

12. Pinge langus ja soojuse teke

Elementide pinge koormuse all on madalam kui selle lõdvestunud avatud ahela pinge. Lihtsustatud pinge languse hinnang on järgmine:

Pinge langus ≈ Vool × DC takistus

Tõeline pakendiresistentsus hõlmab enamat kui rakukindlus. See sisaldab ka:

• Vahekaardid

• Siinid

• Liigesed

• Kaitsmed

• Kontaktorid

• Kaablid

• Ühendused

• Paralleelvoolu jaotuse erinevused

Resistiivse soojuse lihtsustatud hinnang on:

Toitekadu ≈ Vool² × takistus

Seetõttu tõuseb soojus lihtsustatud takistusmudelis ligikaudu voolu ruuduga, mitte eksponentsiaalselt. Tegelik soojuse teke ja temperatuuri tõus sõltuvad ka SOC-st, elemendi temperatuurist, takistuse muutustest, jahutustingimustest ja töötsüklist.

1 kHz juures mõõdetud ACIR-i ei tohiks automaatselt kasutada koormuse pinge languse ennustamiseks. Määratletud koormuse tingimustes mõõdetud DCIR on pinge languse ja soojuse esialgsete arvutuste jaoks üldiselt asjakohasem.

13. Lahtrite sobitamine ja paralleelvoolu jagamine

Matemaatilised arvutused eeldavad, et iga rakk toimib identselt. Päris rakkudel on erinevused võimsuses, sisetakistuses, avatud vooluahela pinges, isetühjenemises ja vananemises.

Ühe paki jaoks mõeldud lahtrid peaksid tavaliselt sobima:

• Keemia ja mudel

• Tootmispartii, kus praktiline

• Mahutavus

• Vahelduv- ja alalisvoolu takistus

• Avatud vooluahela pinge

• Laetav olek

• Isetühjenemine

• Vanus ja kasutuslugu

Oluliselt erinevatel SOC tasemetel olevaid rakke ei tohiks otse paralleelselt ühendada. Pingeerinevus võib põhjustada suure tasandusvoolu, mida piiravad peamiselt elemendi ja ühenduse takistus.

Erineva võimsusega elemendid ei jaga voolu automaatselt võimsuse järgi. Voolu jaotust mõjutavad tugevalt sisetakistus, ühendustakistus, temperatuur ja siini paigutus. Uue tootmispaketi puhul on eelistatud lähenemisviis sama heakskiidetud mudeli sobitatud lahtrite kasutamine.

BMS-i tasakaalustusahel ei suuda kiiresti kompenseerida suuri võimsuse või takistuse erinevusi suure mahutavusega kottelementide pakendis. Lahtrite liigitamine jääb oluliseks enne kokkupanekut.

14. Kottirakkude mehaaniline disain

Kotielementidel ei ole jäika metallpurki. Mooduli struktuur peab juhtima raku laienemist, pakkuma ühtlast tuge, kaitsma laminaatkilet ja säilitama usaldusväärse termilise kontakti.

Puudub universaalne paisumisvaru või eelkoormuse rõhk, mida saaks rakendada igale kotielemendile.

P70A puhul näitab saadaolev spetsifikatsioon järgmist:

• Esialgne eelkoormus: 400–500 N

• Määratud paisumiskoefitsient: 6%

• Pikaajaline töötamine ilma mehaanilise piiramiseta ei ole lubatud

• Rõhk peaks jaotuma ühtlaselt raku pinnale

Need väärtused kehtivad P70A kohta ja neid ei tohiks automaatselt kopeerida teise kottelemendi mudelisse.

Mooduli kujundamisel tuleks arvestada:

• Otsaplaadid ja raami jäikus

• Eellaadimise meetod

• Kompressioon- või tursepadjad

• Raku paksuse tolerants

• Kasutusaja lõpu laiendamine

• Elektriisolatsioon

• Klapi ja tihendi kaitse

• Jahutuspinna kontakt

• Tootmis- ja teenindustolerantsid

Lisateabe saamiseks vt Miks vajavad kottielemendid akukomplekti disainis kokkusurumist?.

15. Soojusjuhtimine

Jahutusvajadusi ei saa valida ainult C-kiirusest. Tihedalt pakitud korpuses asuval 1C-süsteemil võivad olla keerulisemad termilised tingimused kui suurema voolutugevusega süsteemil, millel on lühikesed töötsüklid ja tõhus jahutuskonstruktsioon.

Soojuskujundus peaks arvestama:

• Raku alalisvoolu takistus

• Pidev vool

• Tippvool ja kestus

• Laadimisvool

• Mooduli geomeetria

• Lahtrite vahekaugus

• Soojusülekande suund

• Ümbritsev temperatuur

• Kambri maksimaalne lubatud temperatuur

• Maksimaalne rakkudevahelise temperatuuri erinevus

• Jahutussüsteemi rikke tingimused

Võimalikud strateegiad hõlmavad loomulikku konvektsiooni, sundõhku, juhtivaid jahutusplaate ja vedelikjahutust. Õige lahendus tuleks valida soojuse tootmise mudelist ja kinnitada moodulitaseme temperatuuritestiga.

Temperatuuriandurid tuleks paigutada tüüpilistele kohtadele, sealhulgas tõenäolistele kuumadele kohtadele ja aladele, kus ühenduse takistus võib tekitada täiendavat soojust.

16. BMS ja elektrikaitse

BMS peab toetama täpset seeriate arvu ja kinnitatud elemendi pingevahemikku. 14S paketi puhul peab BMS jälgima 14 järjestikku ühendatud rakurühma.

BMS-i valimisel tuleks arvestada:

• Raku keemia

• Seeriate arv

• Tavaline laadimispinge sihtmärk

• Ülepinge kaitse lävi

• Alapinge kaitse lävi

• Pidev vool

• Tippvool ja kestus

• Lühise tuvastamine

• Laadimis- ja tühjendustemperatuur

• Anduri kogus ja paigutus

• Tasakaalustamise strateegia

• Pinge ja voolu mõõtmise täpsus

• Kontaktori juhtimine

• Vigade logimine ja taastamine

BMS-i ülepinge lävi on hädakaitseseade, mitte tavaline laadija sihtmärk. Laadija peaks pinget ja voolu õigesti reguleerima, sõltumata tavapärasest BMS-i lahtiühendamisest.

Samuti pole universaalset reeglit, et iga BMS-i, kontaktori või kaitsme nimiväärtus peaks olema täpselt 125% eeldatavast voolust. Sobiv projekteerimisvaru sõltub komponendist, temperatuurist, töötsüklist, kasutuseast ja kohaldatavast standardist.

Kaitsme valimisel tuleks kaaluda:

• Pidev koormusvool

• Kaabli ja siini kaitse

• DC nimipinge

• Maksimaalne saadaolev rikkevool

• DC katkestuse reiting

• Aja-voolu kõver

• Mul pole jõudlust

• Kooskõlastamine BMSi ja kontaktoritega

Kõrgepinge- või suure võimsusega süsteemid võivad nõuda ka peakontaktoreid, eellaadimisahelaid, hoolduse katkestusi, isolatsiooni jälgimist ja koordineeritud rikkeisolatsiooni.

17. Praktiline akuploki arvutamise töövoog

Usaldusväärne esialgne arvutus võib järgida järgmist järjestust:

1. Määrake seadme täielik pingevahemik.

2. Määratlege vajalik kasutatav energia, pidev võimsus ja tippkoormus.

3. Valige raku keemia ja rakumudel.

4. Kasutage heakskiidetud elemendi pingepiiranguid ja võimsuse testimise tingimusi.

5. Arvutage seeriate arv nõutavast pingevahemikust.

6. Arvutage paralleelloendus nii energia kui ka vooluvajaduse põhjal.

7. Arvutage rakkude koguarv, nimipinge, Ah, Wh ja kWh.

8. Hinnake kasutatavat energiat kavandatud SOC-aknas.

9. Kontrollige vooluvajadust madalaima tööpinge juures.

10. Kontrollige pinge langust, soojuse tootmist ja voolu jagamist.

11. Valige BMS, juhtmed, kontaktorid ja kaitseseadmed.

12. Kujundage mehaaniline piiramine, isolatsioon ja jahutuskonstruktsioon.

13. Ehitage ja katsetage prototüüpi ettenähtud koormuse ja temperatuuri tingimustes.

14. Täitke nõutav ohutus-, transpordi- ja rakendussertifikaat.

Arvutustabel võib teha esimese arvutuse, kuid lõpliku akusüsteemi kinnitamiseks on vaja testimist.

18. Teave, mis tuleb kottilahendi taotlemisel esitada

Kotielemendi või kohandatud akuprojekti hindamiseks esitage võimalikult palju järgmist teavet.

• Rakendus

• Sihtnimipinge

• Süsteemi maksimaalne ja minimaalne pinge

• Vajalik kasutatav energia või tööaeg

• Pidev võimsus või vool

• Tippvõimsus/vool ja kestus

• Laadimisaeg või laadimisvool

• Maksimaalsed mõõtmed

• Maksimaalne kaal

• Töötemperatuur

• Eeldatav tsükli eluiga

• Jahutusmeetod

• BMS-i suhtlusnõuded

• Sertifitseerimisnõuded

• Prototüüp ja aastane tellimuse kogus

Misen toetab rakkude valimist, liigitamist, mooduli konfigureerimist ja kohandatud akulahenduste arendamine elektrilise liikuvuse, AGV-de, robootika, tööstusseadmete, meresüsteemide ja energiasalvestusrakenduste jaoks.

Järeldus

Aku põhivalemid on lihtsad:

Paki nimipinge = seeriate arv × elemendi nimipinge

Pakendi maht = Paralleelloendus × Rakkude mahutavus

Pakendi energia (Wh) = Paki pinge × Paki maht

Pakendi energia (kWh) = Paki energia Wh ÷ 1000

Kui kasutate esialgse näitena 3,7 V 70 Ah P70A elementi, pakub 14S4P konfiguratsioon järgmist:

• 51,8V nimipinge

• Nimivõimsus 280Ah

• 14,50 kWh esialgne tüübisildi energia

• Ligikaudu 11,60 kWh oletatava 80% kasutatava SOC akna juures

Need numbrid on alles projekteerimisprotsessi algus. Lõplik jõudlus sõltub pingepiirangutest, tühjendustingimustest, temperatuurist, elementide sobitamisest, voolujaotusest, mehaanilisest kokkusurumisest, soojusjuhtimisest, BMS-i sätetest ja süsteemi kadudest.

Projektide puhul, mis nõuavad suure energiatarbega NMC kottelementi, vaadake üle P70A 3,7 V 70 Ah kottelemendi spetsifikatsioonid ja saatke Miseni oma pinge-, energia-, voolu-, ruumi- ja temperatuurinõuded projektipõhiseks hindamiseks.

KKK

Kuidas arvutate kottelemendiga aku kWh?

Wh saamiseks korrutage paketi nimipinge paketi mahutavusega Ah. Jagage Wh tulemus 1000-ga, et saada kWh.

Näiteks:

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

Kas elementide järjestikku ühendamine suurendab Ah mahtuvust?

Ei Jadaühendused suurendavad pinget. Ah mahutavus jääb võrdseks ühe lahtri või ühe paralleelrühmaga.

Kas elementide paralleelne ühendamine suurendab pinget?

Ei. Paralleelühendused suurendavad Ah mahtu ja aitavad kaasa vooluvõimsusele. Pinge jääb võrdseks ühe raku või seeria stringiga.

Mitu elementi on 14S4P akus?

14S4P pakett sisaldab 14 järjestikku ühendatud rühma, millest igas paralleelrühmas on neli lahtrit:

14 × 4 = 56 lahtrit.

Kas 14S P70A aku ühildub iga 48 V süsteemiga?

Mitte automaatselt. Kasutades P70A võrdlusväärtusi, on 14S paketi nimipinge ligikaudu 51,8 V, soovitatav laengu katkestusarvutus 60,2 V ja tühjenemise lõpu arvutus 38,5 V kehtivatel tingimustel. Ühendatud seadmed peavad toetama kogu töövahemikku.

Kui palju pidevat voolu suudab P70A element pakkuda?

Olemasolevates spetsifikatsioonides on märgitud tingimustel maksimaalne pidev tühjendusmäär 3C 25°C juures. Turule suunatud 70Ah võimsusklassi põhjal vastab see ligikaudu 210A-le elemendi kohta. Lõplikud voolupiirangud peavad järgima kehtivaid andmelehe tingimusi ja paketi tasemel termilist valideerimist.

Kas erineva võimsusega kottelemente saab paralleelselt ühendada?

Seda ei soovitata uue tootmispaketi jaoks. Rakud peaksid tavaliselt kasutama sama heakskiidetud keemiat ja mudelit ning olema sobitatud võimsuse, takistuse, pinge, SOC ja vananemistingimuste osas.

Kas kasutatav kWh on sama mis nimesildil olev kWh?

Nr Andmesildil kWh arvutatakse nimipinge ja võimsuse järgi. Kasutatav energia sõltub lubatud SOC-st ja pingeaknast, voolust, temperatuurist, vananemisest, BMS-i seadistustest ja süsteemi efektiivsusest.

Kui palju paisumisruumi peaks olema kotirakule?

Iga kotiraku jaoks pole universaalset protsenti. Mehaaniline konstruktsioon peab järgima valitud elemendi eelkoormust, paksuse tolerantsi ja eluea lõpu paisumise nõudeid. Olemasolev P70A spetsifikatsioon näitab 6% paisumistegurit ja esialgset eelkoormust 400–500 N.