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Comment calculer une batterie à cellules de poche : série, parallèle, tension, capacité et kWh

Vues : 0     Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2026-08-07 Origine : Site

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Comment calculer une batterie à cellules de poche : série, parallèle, tension, capacité et kWh

Le calcul d’une batterie en poche commence par quelques formules simples, mais une conception utilisable nécessite plus que multiplier la tension et la capacité.

Les connexions en série déterminent la tension du pack. Les connexions parallèles déterminent la capacité du pack et contribuent à la capacité actuelle. La chimie des cellules, les limites de tension, le taux de décharge, la résistance interne, la température, la compression mécanique et le système de gestion de batterie (BMS) déterminent ensuite si la configuration calculée peut fonctionner en toute sécurité dans l'application prévue.

Ce guide explique comment calculer les comptages en série et en parallèle, la tension nominale, Ah, Wh et kWh utilisables. UN La cellule de poche NMC P70A 3,7 V 70 Ah est utilisée comme exemple principal.

Les calculs conviennent au dimensionnement préliminaire de la batterie. Les conceptions finales des modules et des packs doivent être vérifiées par rapport à la dernière fiche technique des cellules, au profil de charge complet et aux résultats des tests au niveau du pack.

Points clés à retenir

  • Les cellules connectées en série augmentent la tension ; ils n'augmentent pas la capacité Ah.

  • Les cellules connectées en parallèle augmentent la capacité Ah ; ils n'augmentent pas la tension.

  • L’énergie du pack en Wh est égale à la tension nominale du pack multipliée par la capacité du pack.

  • Divisez Wh par 1 000 pour convertir le résultat en kWh.

  • L’énergie nominale et l’énergie utilisable ne sont pas les mêmes.

  • Le courant continu doit être vérifié à la tension de fonctionnement la plus basse, et pas seulement à la tension nominale.

  • Les tensions maximales de charge et de décharge doivent provenir de la fiche technique de la cellule sélectionnée.

  • Les cellules en poche nécessitent une contrainte mécanique, une tolérance au gonflement et une conception thermique spécifiques aux cellules.

  • Les valeurs nominales finales du BMS, du fusible, du contacteur et du conducteur ne peuvent pas être sélectionnées à partir d'une seule règle de pourcentage.

1. Définissez d'abord la configuration système requise pour la batterie

Une batterie doit être calculée à rebours de l'application. Avant de sélectionner une cellule ou de décider de la configuration série et parallèle, définissez les exigences suivantes :

  • Tension nominale du système cible

  • Tension d'entrée maximale autorisée

  • Tension de fonctionnement minimale

  • Plaque signalétique requise ou énergie utilisable

  • Temps de fonctionnement requis

  • Puissance et courant continus

  • Puissance de pointe, courant de pointe et durée de pointe

  • Puissance de charge et temps de charge

  • Dimensions d'installation disponibles

  • Poids maximum de la batterie

  • Température de fonctionnement et de stockage

  • Durée de vie prévue

  • Méthode de refroidissement

  • Exigences applicables en matière de certification et de transport

Un système annoncé comme « 48 V », par exemple, peut accepter des tensions maximales et minimales très différentes en fonction du contrôleur de moteur, de l'onduleur, du convertisseur DC/DC ou de tout autre équipement connecté. La tension du système annoncée à elle seule ne suffit pas à déterminer le nombre correct de séries.

2. Comprendre les spécifications des cellules

Le calcul doit utiliser les spécifications approuvées de la cellule sélectionnée. Les entrées les plus importantes incluent :

Paramètre de cellule Pourquoi c'est important
Tension nominale Utilisé pour les calculs préliminaires de tension et d'énergie du pack
Tension de coupure de charge recommandée Utilisé pour calculer la sortie du chargeur et la tension normale maximale du pack
Tension de fin de décharge Utilisé pour évaluer la limite inférieure de tension
Capacité nominale ou standard Détermine l'Ah et l'énergie préliminaires
Indice de décharge continue Aide à déterminer la capacité actuelle
Taux de décharge de pointe et durée Utilisé pour les événements de charge courts tels que l'accélération ou le démarrage du moteur
Résistance interne CC Aide à estimer l'affaissement de tension et la chaleur résistive sous charge
Température de charge et de décharge Détermine le fonctionnement autorisé et le déclassement du courant
Dimensions et poids Requis pour la disposition des modules et les calculs de densité énergétique au niveau du pack
Précharge mécanique et tolérance au gonflement Nécessaire pour la conception du module de cellule en poche
Conditions de test de cycle de vie Nécessaire pour comparer correctement les attentes en matière de durée de vie

Les cellules ayant la même chimie peuvent toujours avoir des limites de tension, des courants nominaux et des plages de température différentes. N'appliquez pas un réglage de tension universel à chaque cellule de poche NMC, LFP ou LTO.

Misen fournit plusieurs chimies et capacités des batteries de poche pour la mobilité électrique, les AGV, la robotique, les équipements industriels, les systèmes marins et les projets de stockage d'énergie.

3. Sélection de la chimie cellulaire

La chimie affecte le calcul de la tension, le nombre de cellules en série, la densité énergétique, l'objectif de durée de vie, la capacité de puissance et la stratégie thermique.

Chimie Tension nominale préliminaire typique Priorité de sélection commune
Cellule de poche NMC Environ 3,6 à 3,73 V, selon la cellule Haute densité énergétique et systèmes de batteries compacts et légers
Cellule de poche LiFePO4 Généralement autour de 3,2 V Durée de vie, stabilité thermique et applications industrielles ou stationnaires
Cellule de poche LTO Généralement autour de 2,3 à 2,4 V Puissance élevée, charge rapide, fonctionnement à basse température et longue durée de vie

Il s’agit de valeurs de référence préliminaires et non de paramètres de conception universels. Utilisez toujours la tension nominale, la limite de charge et la limite de décharge indiquées dans les spécifications de la cellule sélectionnée.

4. Cellule de référence : Cellule de poche NMC P70A 3,7 V 70Ah

Pour l'exemple de calcul principal, nous utilisons le grand format Cellule de poche P70A NMC.

Pour des calculs préliminaires simples, les valeurs orientées vers le marché sont :

  • Tension nominale : 3,7 V

  • Classe de capacité nominale : 70 Ah

  • Énergie nominale préliminaire : 3,7 V × 70 Ah = 259 Wh

  • Taux de décharge continu maximum : jusqu'à 3 C à 25 °C dans les conditions spécifiées

  • Courant approximatif correspondant à 3C : 70Ah × 3C = 210A

Les données détaillées des cellules fournissent des conditions de test plus spécifiques :

  • Tension nominale : 3,73 V à 0,33 C ou 3,70 V à 0,5 C

  • Capacité standard : au moins 68,7 Ah à 0,33 C ou au moins 67,8 Ah à 0,5 C

  • Énergie calculée : environ 256,3 Wh sur la base de 3,73 V × 68,7 Ah

  • Tension de coupure de charge recommandée : 4,3 V

  • Tension de fin de décharge : 2,75 V dans les conditions de température normale indiquées

  • Résistance interne CA : pas plus de 1,2 mΩ dans les conditions de test spécifiées

  • Résistance interne CC : pas plus de 3,0 mΩ dans les conditions de test spécifiées

Les valeurs de 3,7 V et 70 Ah facilitent le suivi des formules de base. Pour les calculs techniques finaux, les spécifications d'approvisionnement et les garanties de performances, utilisez la valeur de la fiche technique et les conditions de test applicables.

5. Comment les connexions en série augmentent la tension

Lorsque les cellules sont connectées en série, la borne positive d’une cellule ou d’un groupe parallèle est connectée à la borne négative du suivant.

Les connexions en série augmentent la tension, tandis que la capacité Ah reste inchangée.

Tension nominale du bloc = Nombre de cellules en série × Tension nominale des cellules

Utilisation des valeurs P70A orientées marché dans une configuration 14S :

14 × 3,7 V = 51,8 V nominal

Un pack 14S1P possède donc :

  • Tension nominale : 51,8 V

  • Capacité : 70 Ah

  • Nombre total de cellules : 14

La plage de tension complète doit également être vérifiée.

En utilisant la tension de coupure de charge P70A recommandée :

14 × 4,3 V = 60,2 V

En utilisant la tension de fin de décharge indiquée de 2,75 V :

14 × 2,75 V = 38,5 V

La plage de tension préliminaire est donc d'environ 38,5 V à 60,2 V dans les conditions applicables.

Une batterie 14S NMC peut être commercialisée comme un système de classe 48 V, mais cela ne la rend pas automatiquement compatible avec tous les contrôleurs ou onduleurs 48 V. Tous les équipements connectés doivent être vérifiés par rapport à la plage complète de tension de la batterie.

Pour une explication plus détaillée, voir Tension des cellules de poche NMC : limites et paramètres BMS.

6. Comment les connexions parallèles augmentent la capacité

Lorsque les cellules sont connectées en parallèle, toutes les bornes positives sont connectées ensemble et toutes les bornes négatives sont connectées ensemble.

Les connexions parallèles augmentent la capacité Ah, tandis que la tension reste égale à une cellule ou à un groupe en série.

Capacité du pack = Nombre de cellules en parallèle × Capacité des cellules

Utilisation de quatre cellules P70A en parallèle :

4 × 70 Ah = 280 Ah

Un groupe 4P possède donc :

  • Tension nominale : 3,7 V

  • Capacité : 280 Ah

  • Nombre total de cellules : 4

Les connexions parallèles peuvent également augmenter la capacité actuelle. Pour un dimensionnement préliminaire :

Capacité de courant de groupe parallèle ≈ Nombre de cellules parallèles × Courant de cellule unique approuvé

Si une cellule P70A de classe 70 Ah prend en charge environ 210 A à 3 °C dans les conditions de test spécifiées, un groupe parallèle de quatre cellules a une capacité de courant théorique au niveau de la cellule d'environ 840 A.

Cependant, il ne s’agit pas automatiquement du courant de pack sûr.

La limite de courant finale est déterminée par la limite la plus basse approuvée parmi :

  • Cellules

  • Onglets de cellule

  • Jeux de barres ou connecteurs flexibles

  • Assemblages soudés ou boulonnés

  • GTC

  • Contacteurs

  • Fusibles

  • Câbles et connecteurs

  • Circuit de refroidissement

  • Élévation de température autorisée

Le partage du courant parallèle dépend également de la résistance des cellules, de la résistance de connexion, de la symétrie du jeu de barres, de la température et de l'adaptation des cellules. Une multiplication théorique doit toujours être suivie d'une validation électrique et thermique.

7. Comment calculer un pack série-parallèle

Une configuration 14S4P contient 14 groupes connectés en série, avec quatre cellules connectées en parallèle à l'intérieur de chaque groupe.

Le nombre total de cellules est :

Total de cellules = nombre de séries × nombre parallèle

14 × 4 = 56 cellules

Pour l'exemple du P70A :

  • Nombre de séries : 14

  • Nombre parallèle : 4

  • Cellules totales : 56

  • Tension nominale du bloc : 51,8 V

  • Capacité du pack : 280 Ah

Le terme « 14S4P » doit être appuyé par un schéma électrique montrant les groupes parallèles, les points de détection BMS, le chemin de courant principal et les dispositifs de protection. Ne vous fiez pas uniquement au nom de configuration écrit lors de l'examen d'un dessin d'un fournisseur.

Certains systèmes de batteries utilisent des chaînes en série protégées séparément et connectées en parallèle au niveau du pack. Cette disposition peut assurer la redondance, mais elle nécessite une coordination minutieuse entre les unités BMS, les contacteurs, les fusibles et les systèmes de communication. La topologie correcte dépend des exigences du projet en matière de sécurité, de service et d'isolation des défauts.

8. Comment calculer Wh et kWh

L'énergie de la batterie est normalement exprimée en wattheures ou en kilowattheures.

Énergie du pack (Wh) = Tension nominale du pack × Capacité du pack

Le même résultat peut être calculé directement à partir du nombre de cellules :

Énergie du pack (Wh) = S × P × Tension nominale de la cellule × Capacité de la cellule

Pour l'exemple 14S4P P70A :

  • Tension nominale du bloc : 51,8 V

  • Capacité du pack : 280 Ah

51,8 V × 280 Ah = 14 504 Wh

Convertir des Wh en kWh :

14 504 Wh ÷ 1 000 = 14,504 kWh

L’énergie nominale préliminaire est donc d’environ :

14,50 kWh

En utilisant les valeurs de test plus conservatrices de la fiche technique de 3,73 V et 68,7 Ah :

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

La différence illustre pourquoi une classe de capacité orientée vers le marché et une capacité minimale testée sur une fiche technique ne doivent pas être traitées comme identiques. Pour des performances garanties du pack, utilisez la valeur de spécification applicable.

Vous pouvez en apprendre davantage sur la différence entre l’énergie au niveau des cellules et au niveau du pack dans Densité énergétique des cellules de poche expliquée : Wh/kg, Wh/L et énergie utilisable du pack.

9. Tableau de calcul rapide du pack P70A

Les valeurs suivantes utilisent 3,7 V et 70 Ah pour le dimensionnement préliminaire.

Configuration Nombre de cellules Tension nominale Capacité Énergie indiquée sur la plaque signalétique Énergie approximative pour une fenêtre SOC utilisable à 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

Ces valeurs sont préliminaires. L'énergie réellement livrable dépend de la fenêtre de tension approuvée, du courant de charge, de la température, du vieillissement des cellules, des paramètres du BMS et des pertes du système.

10. Énergie nominale par rapport à l’énergie utilisable

L'énergie nominale est calculée à partir de la tension nominale et de la capacité. L'énergie utilisable est la quantité à laquelle l'application peut accéder dans la fenêtre de fonctionnement sélectionnée.

Pour une première estimation :

Énergie utilisable ≈ Énergie indiquée sur la plaque signalétique × Fenêtre SOC utilisable

Si un pack 14S4P P70A dispose de 14,50 kWh d'énergie nominale préliminaire et fonctionne via une fenêtre SOC de 80 % :

14,50 kWh × 0,80 = environ 11,60 kWh

Il s’agit d’une estimation et non d’un résultat garanti.

L’énergie réellement utilisable est affectée par :

  • Courbe de décharge cellulaire

  • Limites de charge et de décharge

  • Taux de décharge

  • Creux de tension

  • Température ambiante et cellulaire

  • Variation de cellule à cellule

  • État de santé

  • Stratégie de coupure BMS

  • Pertes de câbles et de contacteurs

  • Efficacité du convertisseur DC/DC, du contrôleur de moteur ou de l'onduleur

Si l'énergie utilisable doit encore être obtenue vers la fin de la durée de vie de la batterie, un dimensionnement précoce peut également prendre en compte l'objectif de capacité de fin de vie et l'efficacité de conversion :

Énergie nominale requise ≈ Énergie utilisable cible ÷ (fenêtre SOC utilisable × fraction de capacité en fin de vie × efficacité du système)

Cette formule est utile pour le dimensionnement préliminaire. Les performances finales doivent être validées à partir des données de décharge des cellules et des tests au niveau du pack.

11. Calculer le courant à partir de la puissance

Les concepteurs de batteries commencent souvent par une valeur de puissance requise en kW plutôt qu'une valeur de courant en ampères.

La relation est :

Puissance = Tension × Courant

Donc:

Courant = Puissance ÷ Tension

Pour une charge de 10 kW à la tension nominale d'un pack 14S P70A :

10 000 W ÷ 51,8 V = environ 193 A

Si le contrôleur essaie de maintenir 10 kW alors que la tension de la batterie tombe à 38,5 V :

10 000 W ÷ 38,5 V = environ 260 A

Cela montre pourquoi le courant ne doit pas être calculé uniquement à la tension nominale. Pour les charges à puissance constante, le courant augmente à mesure que la tension de la batterie diminue.

Les cellules, BMS, jeux de barres, contacteurs, fusibles et câbles doivent être évalués selon la pire combinaison pertinente de tension, puissance, température et durée.

12. Creux de tension et génération de chaleur

La tension de la cellule sous charge est inférieure à sa tension en circuit ouvert relâchée. Une estimation simplifiée de l'affaissement de tension est :

Creux de tension ≈ Courant × résistance CC

La véritable résistance du pack ne se limite pas à la résistance des cellules. Il comprend également :

  • Onglets

  • Jeux de barres

  • Articulations

  • Fusibles

  • Contacteurs

  • Câbles

  • Connecteurs

  • Différences de distribution de courant parallèles

Une estimation simplifiée de la chaleur résistive est la suivante :

Perte de puissance ≈ Courant² × Résistance

La chaleur augmente donc approximativement avec le carré du courant dans un modèle résistif simplifié, et non de manière exponentielle. La génération réelle de chaleur et l'augmentation de la température dépendent également du SOC, de la température des cellules, des changements de résistance, des conditions de refroidissement et du cycle de service.

L'ACIR mesuré à 1 kHz ne doit pas être automatiquement utilisé pour prédire l'affaissement de la tension de charge. Le DCIR mesuré dans des conditions de charge définies est généralement plus pertinent pour les calculs préliminaires de baisse de tension et de chaleur.

13. Correspondance cellulaire et partage de courant parallèle

Les calculs mathématiques supposent que chaque cellule fonctionne de manière identique. Les vraies cellules présentent des différences de capacité, de résistance interne, de tension en circuit ouvert, d'autodécharge et de vieillissement.

Les cellules destinées à un paquet doivent normalement correspondre :

  • Chimie et modèle

  • Lot de production lorsque cela est possible

  • Capacité

  • Résistance AC et DC

  • Tension en circuit ouvert

  • État de charge

  • Auto-décharge

  • Âge et historique d'utilisation

Les cellules présentant des niveaux SOC significativement différents ne doivent pas être connectées directement en parallèle. La différence de tension peut provoquer un courant d'égalisation élevé, limité principalement par la résistance des cellules et des connexions.

Les cellules de différentes capacités ne divisent pas automatiquement le courant en fonction de la capacité. La distribution du courant est fortement affectée par la résistance interne, la résistance d'interconnexion, la température et la disposition des jeux de barres. Pour un nouveau pack de production, l’utilisation de cellules appariées du même modèle approuvé est l’approche privilégiée.

Un circuit d'équilibrage BMS ne peut pas compenser rapidement les grandes différences de capacité ou de résistance à l'intérieur d'un pack de cellules en poche haute capacité. Le classement des cellules reste important avant l’assemblage.

14. Conception mécanique des cellules à pochette

Les cellules en poche n'ont pas de boîte métallique rigide. La structure du module doit gérer l'expansion des cellules, fournir un support uniforme, protéger le film stratifié et maintenir un contact thermique fiable.

Il n’existe pas de tolérance de gonflement universelle ni de pression de précharge pouvant être appliquée à chaque cellule de la poche.

Pour le P70A, la spécification disponible indique :

  • Précharge initiale : 400 à 500 N

  • Coefficient de gonflement spécifié : 6 %

  • Un fonctionnement à long terme sans contrainte mécanique n'est pas autorisé

  • La pression doit être répartie uniformément sur la surface cellulaire

Ces valeurs s'appliquent au P70A et ne doivent pas être automatiquement copiées sur un autre modèle de cellule en poche.

La conception du module doit prendre en compte :

  • Plaques d'extrémité et rigidité du cadre

  • Méthode de préchargement

  • Coussinets de compression ou de gonflement

  • Tolérance d'épaisseur de cellule

  • Agrandissement en fin de vie

  • Isolation électrique

  • Protection des languettes et des joints

  • Contact surface de refroidissement

  • Tolérances de fabrication et de service

Pour plus d'informations, voir Pourquoi les cellules en pochette nécessitent une compression dans la conception des blocs-batteries.

15. Gestion thermique

Les besoins en refroidissement ne peuvent pas être sélectionnés uniquement à partir du taux C. Un système 1C dans une enceinte étroitement emballée peut avoir des conditions thermiques plus difficiles qu'un système à courant plus élevé avec des cycles de service courts et une structure de refroidissement efficace.

La conception thermique doit prendre en compte :

  • Résistance CC de la cellule

  • Courant continu

  • Courant et durée de pointe

  • Courant de charge

  • Géométrie des modules

  • Espacement des cellules

  • Direction du transfert de chaleur

  • Température ambiante

  • Température de cellule maximale autorisée

  • Différence de température maximale entre cellules

  • Conditions de défaillance du système de refroidissement

Les stratégies possibles incluent la convection naturelle, l'air pulsé, les plaques de refroidissement conductrices et le refroidissement liquide. La solution correcte doit être sélectionnée à partir d'un modèle de génération de chaleur et confirmée par des tests de température au niveau du module.

Les capteurs de température doivent être placés à des endroits représentatifs, y compris les points chauds probables et les zones où la résistance de connexion peut créer une chaleur supplémentaire.

16. BMS et protection électrique

Le BMS doit prendre en charge le nombre exact de séries et la plage de tension des cellules approuvée. Pour un pack 14S, le BMS doit surveiller 14 groupes de cellules connectés en série.

La sélection du BMS doit prendre en compte :

  • Chimie cellulaire

  • Nombre de séries

  • Cible de tension de charge normale

  • Seuil de protection contre les surtensions

  • Seuil de protection contre les sous-tensions

  • Courant continu

  • Courant et durée de pointe

  • Détection de court-circuit

  • Température de charge et de décharge

  • Quantité et emplacement du capteur

  • Stratégie d'équilibrage

  • Précision des mesures de tension et de courant

  • Contrôle des contacteurs

  • Journalisation et récupération des pannes

Le seuil de surtension du BMS est un paramètre de protection d'urgence et non l'objectif normal du chargeur. Le chargeur doit réguler correctement la tension et le courant sans dépendre de la déconnexion de routine du BMS.

Il n’existe pas non plus de règle universelle selon laquelle chaque BMS, contacteur ou fusible doit être évalué à exactement 125 % du courant attendu. La marge de conception appropriée dépend du composant, de la température, du cycle de service, de la durée de vie et de la norme applicable.

La sélection des fusibles doit prendre en compte :

  • Courant de charge continu

  • Protection des câbles et des jeux de barres

  • Tension nominale CC

  • Courant de défaut maximum disponible

  • Indice d'interruption CC

  • Courbe temps-courant

  • C'est une performance

  • Coordination avec la BMS et les contacteurs

Les systèmes haute tension ou haute puissance peuvent également nécessiter des contacteurs principaux, des circuits de précharge, des débranchements de service, une surveillance de l'isolement et une isolation coordonnée des défauts.

17. Un flux de travail pratique de calcul de batterie

Un calcul préliminaire fiable peut suivre cette séquence :

  1. Définir la plage de tension complète de l'équipement.

  2. Définissez l’énergie utilisable requise, la puissance continue et la charge de pointe.

  3. Sélectionnez la chimie cellulaire et le modèle cellulaire.

  4. Utilisez les limites de tension des cellules et les conditions de test de capacité approuvées.

  5. Calculez le nombre de séries à partir de la plage de tension requise.

  6. Calculez le nombre de parallèles à partir des besoins en énergie et en courant.

  7. Calculez le nombre total de cellules, la tension nominale, Ah, Wh et kWh.

  8. Estimez l’énergie utilisable dans la fenêtre SOC prévue.

  9. Vérifiez le besoin en courant à la tension de fonctionnement la plus basse.

  10. Vérifiez l'affaissement de tension, la génération de chaleur et le partage de courant.

  11. Sélectionnez le BMS, les conducteurs, les contacteurs et les dispositifs de protection.

  12. Concevoir la structure de retenue mécanique, d’isolation et de refroidissement.

  13. Construisez et testez un prototype dans les conditions de charge et de température prévues.

  14. Remplissez la certification requise en matière de sécurité, de transport et d’application.

Une feuille de calcul peut produire le premier calcul, mais des tests sont nécessaires pour confirmer le système de batterie final.

18. Informations à fournir lors de la demande d'une solution de cellule en poche

Pour évaluer un projet de cellule de poche ou de batterie personnalisée, fournissez autant d'informations suivantes que possible :

  • Application

  • Tension nominale cible

  • Tension système maximale et minimale

  • Énergie utilisable ou durée de fonctionnement requise

  • Puissance ou courant continu

  • Puissance/courant de pointe et durée

  • Temps de charge ou courant de charge

  • Dimensions maximales

  • Poids maximum

  • Température de fonctionnement

  • Durée de vie prévue

  • Méthode de refroidissement

  • Exigences de communication du BMS

  • Exigences de certification

  • Prototype et quantité de commande annuelle

Misen prend en charge la sélection des cellules, la notation, la configuration des modules et développement de solutions de batteries personnalisées pour la mobilité électrique, les AGV, la robotique, les équipements industriels, les systèmes marins et les applications de stockage d'énergie.

Conclusion

Les formules de base des batteries sont simples :

Tension nominale du bloc = Nombre de séries × Tension nominale de la cellule

Capacité du pack = Nombre parallèle × Capacité des cellules

Énergie du pack (Wh) = Tension du pack × Capacité du pack

Énergie du pack (kWh) = Énergie du pack en Wh ÷ 1 000

En utilisant une cellule P70A 3,7 V 70 Ah comme exemple préliminaire, une configuration 14S4P fournit :

  • Tension nominale 51,8 V

  • Capacité nominale de 280 Ah

  • Énergie nominale préliminaire de 14,50 kWh

  • Environ 11,60 kWh pour une fenêtre SOC supposée utilisable à 80 %

Ces chiffres ne sont que le début du processus de conception. Les performances finales dépendent des limites de tension, des conditions de décharge, de la température, de l'adaptation des cellules, de la distribution du courant, de la compression mécanique, de la gestion thermique, des paramètres du BMS et des pertes du système.

Pour les projets nécessitant une cellule de poche NMC à haute énergie, consultez le Spécifications de la cellule de poche P70A 3,7 V 70 Ah et envoyez à Misen vos besoins en tension, énergie, courant, espace et température pour une évaluation basée sur le projet.

FAQ

Comment calculer le kWh d’une batterie en poche ?

Multipliez la tension nominale du pack par la capacité du pack en Ah pour obtenir Wh. Divisez le résultat Wh par 1 000 pour obtenir des kWh.

Par exemple:

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

La connexion de cellules en série augmente-t-elle la capacité Ah ?

Non. Les connexions en série augmentent la tension. La capacité Ah reste égale à une cellule ou un groupe parallèle.

La connexion de cellules en parallèle augmente-t-elle la tension ?

Non. Les connexions parallèles augmentent la capacité Ah et contribuent à la capacité actuelle. La tension reste égale à une cellule ou une chaîne en série.

Combien de cellules y a-t-il dans une batterie 14S4P ?

Un pack 14S4P contient 14 groupes connectés en série avec quatre cellules dans chaque groupe parallèle :

14 × 4 = 56 cellules.

Une batterie 14S P70A est-elle compatible avec tous les systèmes 48V ?

Pas automatiquement. En utilisant les valeurs de référence P70A, un pack 14S a une tension nominale d'environ 51,8 V, un calcul de coupure de charge recommandé de 60,2 V et un calcul de fin de décharge de 38,5 V dans les conditions applicables. L'équipement connecté doit prendre en charge la plage de fonctionnement complète.

Quelle quantité de courant continu une cellule P70A peut-elle fournir ?

La spécification disponible indique un taux de décharge continu maximum de 3C à 25°C dans les conditions indiquées. Sur la base de la classe de capacité 70 Ah du marché, cela correspond à environ 210 A par cellule. Les limites de courant finales doivent respecter les conditions applicables de la fiche technique et la validation thermique au niveau du pack.

Les cellules de poche de différentes capacités peuvent-elles être connectées en parallèle ?

Ce n’est pas recommandé pour un nouveau pack de production. Les cellules doivent normalement utiliser la même chimie et le même modèle approuvés et doivent être adaptées en termes de capacité, de résistance, de tension, de SOC et de conditions de vieillissement.

Les kWh utilisables sont-ils les mêmes que les kWh indiqués sur la plaque signalétique ?

Non. Les kWh indiqués sur la plaque signalétique sont calculés à partir de la tension nominale et de la capacité. L'énergie utilisable dépend de la fenêtre SOC et de tension autorisée, du courant, de la température, du vieillissement, des paramètres du BMS et de l'efficacité du système.

Quel espace de gonflement faut-il prévoir pour une cellule de poche ?

Il n’existe pas de pourcentage universel pour chaque cellule de poche. La conception mécanique doit respecter les exigences de précharge, de tolérance d'épaisseur et de gonflement en fin de vie de la cellule sélectionnée. La spécification P70A disponible indique un coefficient de gonflement de 6 % et une précharge initiale de 400 à 500 N.


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