כיצד לחשב חבילת סוללות מסוג פאוץ': סדרה, מקבילה, מתח, קיבולת ו-kWh

חישוב חבילת סוללות פאוץ' מתחיל בכמה נוסחאות פשוטות, אבל עיצוב שמיש דורש יותר מהכפלת המתח והקיבולת.

חיבורים סדרתיים קובעים את מתח החבילה. חיבורים מקבילים קובעים את קיבולת החבילה ותורמים ליכולת הנוכחית. כימיה של התא, מגבלות מתח, קצב פריקה, התנגדות פנימית, טמפרטורה, דחיסה מכנית ומערכת ניהול הסוללות (BMS) ואז קובעים אם התצורה המחושבת יכולה לעבוד בבטחה ביישום המיועד.

מדריך זה מסביר כיצד לחשב ספירות סדרות ומקבילות, מתח נומינלי, Ah, Wh ו-kWh שמיש. א תא פאוץ P70A 3.7V 70Ah NMC משמש כדוגמה העיקרית.

החישובים מתאימים לגודל סוללה ראשוני. יש לאמת את העיצובים הסופיים של המודול והחבילה מול גיליון הנתונים העדכני ביותר של התא, פרופיל הטעינה המלא ותוצאות הבדיקה ברמת החבילה.

טייק אווי מפתח

• תאים המחוברים בסדרה מעלים מתח; הם לא מגדילים את קיבולת Ah.

• תאים המחוברים במקביל מגדילים את קיבולת Ah; הם לא מעלים מתח.

• אנרגיית חבילה ב-Wh שווה למתח חבילה נומינלי כפול קיבולת חבילה.

• חלקו ו-Wh ב-1,000 כדי להמיר את התוצאה ל-kWh.

• אנרגיית לוחית השם ואנרגיה שימושית אינן זהות.

• יש לבדוק זרם רציף במתח ההפעלה הנמוך ביותר, לא רק במתח נומינלי.

• מתחי טעינה ופריקה מקסימליים חייבים להגיע מגיליון הנתונים של התא הנבחר.

• תאי פאוץ' דורשים ריסון מכני ספציפי לתא, קצבת נפיחות ועיצוב תרמי.

• לא ניתן לבחור דירוגי BMS, נתיך, מגע ומנצח סופיים מתוך כלל אחוז אחד.

1. תחילה הגדר את דרישות מערכת הסוללה

יש לחשב ערכת סוללות לאחור מהאפליקציה. לפני בחירת תא או החלטה על התצורה הסדרתית והמקבילית, הגדר את הדרישות הבאות:

• יעד מתח מערכת נומינלי

• מתח כניסה מקסימלי מותר

• מתח הפעלה מינימלי

• נדרשת לוחית שם או אנרגיה שמישה

• זמן פעולה נדרש

• כוח וזרם מתמשכים

• שיא הספק, שיא זרם ומשך שיא

• כוח טעינה וזמן טעינה

• מידות התקנה זמינות

• משקל סוללה מקסימלי

• טמפרטורת הפעלה ואחסון

• חיי מחזור צפויים

• שיטת קירור

• דרישות הסמכה ותחבורה ישימות

מערכת המפורסמת כ'48V,' למשל, עשויה לקבל מתחים מקסימליים ומינימליים שונים מאוד בהתאם לבקר המנוע, המהפך, ממיר DC/DC או ציוד מחובר אחר. מתח המערכת המפורסם לבדו אינו מספיק כדי לקבוע את ספירת הסדרות הנכונה.

2. הבן את מפרטי התא

החישוב חייב להשתמש במפרטים המאושרים של התא הנבחר. התשומות החשובות ביותר כוללות:

פרמטר תא	למה זה חשוב
מתח נומינלי	משמש לחישובי מתח ואנרגיה ראשוניים בחבילה
מתח ניתוק טעינה מומלץ	משמש לחישוב תפוקת המטען ומתח חבילה רגיל מרבי
מתח סוף פריקה	משמש להערכת גבול המתח התחתון
קיבולת מדורגת או סטנדרטית	קובע אה ראשוני ואנרגיה
דירוג פריקה רציפה	עוזר לקבוע את היכולת הנוכחית
דירוג ומשך פריקה שיא	משמש לאירועי עומס קצרים כגון האצה או התנעת מנוע
התנגדות פנימית DC	עוזר להעריך צניחת מתח וחום התנגדות תחת עומס
טמפרטורת טעינה ופריקה	קובע את הפעולה המותרת ואת הורדת הזרם
מידות ומשקל	נדרש עבור פריסת מודול וחישובי צפיפות אנרגיה ברמת החבילה
קצבת טעינה מוקדמת מכנית ונפיחות	נדרש עבור עיצוב מודול תא כיס
תנאי בדיקת חיי מחזור	נדרש להשוות נכון את ציפיות חיי השירות

לתאים עם אותה כימיה עדיין יכולות להיות מגבלות מתח שונות, דירוגי זרם וטווחי טמפרטורה שונים. אין להחיל הגדרת מתח אוניברסלית אחת על כל תא NMC, LFP או LTO.

Misen מספק מספר רב של כימיה ויכולות של סוללות פאוץ' עבור ניידות חשמלית, AGVs, רובוטיקה, ציוד תעשייתי, מערכות ימיות ופרויקטים של אחסון אנרגיה.

3. בחירת כימיה התא

כימיה משפיעה על חישוב המתח, מספר התאים בסדרה, צפיפות האנרגיה, יעד חיי המחזור, יכולת הספק ואסטרטגיה תרמית.

כימיה	מתח נומינלי ראשוני	טיפוסי עדיפות בחירה נפוצה
תא כיס NMC	3.6-3.73V בערך, תלוי בתא	צפיפות אנרגיה גבוהה ומערכות סוללות קומפקטיות וקלות משקל
תא כיס LiFePO4	בדרך כלל סביב 3.2V	חיי מחזור, יציבות תרמית ויישומים תעשייתיים או נייחים
תא פאוץ' LTO	בדרך כלל סביב 2.3-2.4V	הספק גבוה, טעינה מהירה, פעולה בטמפרטורה נמוכה וחיי מחזור ארוכים

אלו הם ערכי ייחוס ראשוניים, לא הגדרות עיצוב אוניברסליות. השתמש תמיד במתח הנומינלי, מגבלת הטעינה ומגבלת הפריקה המצוינים במפרט התא הנבחר.

4. תא ייחוס: P70A 3.7V 70Ah NMC Pouch Cell

עבור דוגמה החישוב העיקרית, אנו משתמשים בפורמט הגדול תא פאוץ P70A NMC.

עבור חישובים ראשוניים פשוטים, הערכים הפונים לשוק הם:

• מתח נומינלי: 3.7V

• דרגת קיבולת נומינלית: 70Ah

• אנרגיה נומינלית ראשונית: 3.7V × 70Ah = 259Wh

• קצב פריקה רציף מקסימלי: עד 3C ב-25°C בתנאים שצוינו

• זרם משוער המתאים ל-3C: 70Ah × 3C = 210A

נתוני התא המפורטים מספקים תנאי בדיקה ספציפיים יותר:

• מתח נומינלי: 3.73V ב-0.33C או 3.70V ב-0.5C

• קיבולת סטנדרטית: לפחות 68.7Ah ב-0.33C או לפחות 67.8Ah ב-0.5C

• אנרגיה מחושבת: כ-256.3Wh מבוסס על 3.73V × 68.7Ah

• מתח ניתוק טעינה מומלץ: 4.3V

• מתח סוף פריקה: 2.75V בתנאי הטמפרטורה הרגילה המוצהרת

• התנגדות פנימית AC: לא יותר מ-1.2mΩ בתנאי הבדיקה שצוין

• התנגדות פנימית DC: לא יותר מ-3.0mΩ בתנאי הבדיקה שצוין

ערכי 3.7V ו-70Ah הופכים את הנוסחאות הבסיסיות לקלות יותר לביצוע. עבור חישובים הנדסיים סופיים, מפרטי רכש והבטחות ביצועים, השתמש בערך גיליון הנתונים ובתנאי הבדיקה הרלוונטיים.

5. כיצד חיבורי סדרה מגדילים את המתח

כאשר תאים מחוברים בסדרה, המסוף החיובי של תא אחד או קבוצה מקבילה מחובר למסוף השלילי של הבא.

חיבורים סדרתיים מגדילים את המתח, בעוד קיבולת Ah נשארת ללא שינוי.

מתח חבילה נומינלי = מספר תאים בסדרה × מתח תא נומינלי

שימוש בערכי P70A הפונים לשוק בתצורת 14S:

14 × 3.7V = 51.8V נומינלי

לכן לחבילת 14S1P יש:

• מתח נומינלי: 51.8V

• קיבולת: 70Ah

• מספר כולל של תאים: 14

יש לבדוק גם את טווח המתח המלא.

שימוש במתח ניתוק הטעינה המומלץ P70A:

14 × 4.3V = 60.2V

שימוש במתח סוף הפריקה המוצהר של 2.75V:

14 × 2.75V = 38.5V

לכן טווח המתח הראשוני הוא כ-38.5V עד 60.2V בתנאים הרלוונטיים.

סוללת 14S NMC עשויה להיות משווקת כמערכת בדרגת 48V, אבל זה לא הופך אותה לתואמת אוטומטית לכל בקר או מהפך 48V. יש לבדוק את כל הציוד המחובר מול טווח מתח הסוללה המלא.

להסבר מפורט יותר, ראה מתח תאי NMC Pouch: מגבלות והגדרות BMS.

6. כיצד חיבורים מקבילים מגדילים את הקיבולת

כאשר תאים מחוברים במקביל, כל המסופים החיוביים מחוברים יחד וכל המסופים השליליים מחוברים יחד.

חיבורים מקבילים מגדילים את קיבולת ה-Ah, בעוד שהמתח נשאר שווה לתא אחד או לקבוצת סדרה אחת.

קיבולת אריזה = מספר תאים במקביל × קיבולת תא

שימוש בארבעה תאי P70A במקביל:

4 × 70Ah = 280Ah

לכן לקבוצת 4P יש:

• מתח נומינלי: 3.7V

• קיבולת: 280Ah

• מספר כולל של תאים: 4

חיבורים מקבילים יכולים גם להגדיל את יכולת הזרם. לגודל ראשוני:

יכולת זרם בקבוצה מקבילה ≈ מספר תאים מקבילים × זרם חד-תא מאושר

אם תא P70A אחד מסוג 70Ah תומך בערך 210A ב-3C בתנאי הבדיקה שצוינו, לקבוצה מקבילה של ארבעה תאים יש יכולת זרם תיאורטית ברמת התא של כ-840A.

עם זאת, זה לא אוטומטית זרם החבילה הבטוח.

גבול הזרם הסופי נקבע על ידי הגבול הנמוך ביותר המאושר בין:

• תאים

• כרטיסיות תאים

• פסים או מחברים גמישים

• חיבורים מרותכים או מוברגים

• BMS

• מגעים

• נתיכים

• כבלים ומחברים

• מערכת קירור

• עליית טמפרטורה מותרת

שיתוף זרם מקביל תלוי גם בהתנגדות התא, התנגדות החיבור, סימטריית פסים, טמפרטורה והתאמת התא. כפל תיאורטי צריך תמיד להיות ואחריו אימות חשמלי ותרמי.

7. כיצד לחשב חבילה מקבילה לסדרה

תצורת 14S4P מכילה 14 קבוצות המחוברות לסדרה, עם ארבעה תאים המחוברים במקביל בתוך כל קבוצה.

ספירת התאים הכוללת היא:

סך התאים = ספירת סדרות × ספירה מקבילה

14 × 4 = 56 תאים

לדוגמא P70A:

• מספר סדרות: 14

• ספירה מקבילה: 4

• סך התאים: 56

• מתח חבילה נומינלי: 51.8V

• קיבולת אריזה: 280Ah

יש לתמוך במונח '14S4P' בתרשים חשמלי המציג את הקבוצות המקבילות, נקודות חישת BMS, נתיב הזרם הראשי והתקני הגנה. אל תסתמך רק על שם התצורה הכתוב בעת סקירת שרטוט ספק.

מערכות סוללות מסוימות משתמשות במיתרי סדרה מוגנים בנפרד המחוברים במקביל ברמת החבילה. הסדר זה יכול לספק יתירות, אך הוא דורש תיאום קפדני בין יחידות BMS, מגעים, נתיכים ומערכות תקשורת. הטופולוגיה הנכונה תלויה בדרישות הבטיחות, השירות ובידוד התקלות של הפרויקט.

8. כיצד לחשב Wh ו-kWh

אנרגיית הסוללה מתבטאת בדרך כלל בוואט-שעה או קילוואט-שעה.

אנרגיית חבילה (Wh) = מתח חבילה נומינלי × קיבולת חבילה

ניתן לחשב את אותה תוצאה ישירות מספירת התאים:

אנרגיית חבילה (Wh) = S × P × מתח נומינלי התא × קיבולת התא

לדוגמא 14S4P P70A:

• מתח חבילה נומינלי: 51.8V

• קיבולת אריזה: 280Ah

51.8V × 280Ah = 14,504Wh

המר Wh ל-kWh:

14,504Wh ÷ 1,000 = 14.504kWh

האנרגיה המוקדמת של לוחית השם היא אפוא בקירוב:

14.50kWh

שימוש בערכי הבדיקה השמרניים יותר של גליון הנתונים של 3.73V ו-68.7Ah:

14 × 4 × 3.73V × 68.7Ah = כ-14.35kWh

ההבדל ממחיש מדוע אין להתייחס למחלקת קיבולת הפונה לשוק ולקיבולת מינימלית שנבדקה בגליון נתונים כאל זהות. לביצועי חבילה מובטחים, השתמש בערך המפרט הרלוונטי.

אתה יכול ללמוד עוד על ההבדל בין אנרגיה ברמת התא לרמת החבילה ב הסבר על צפיפות אנרגיה של תא כיס: Wh/kg, Wh/L ואנרגיית מארז שמיש.

9. טבלת חישוב מהיר של P70A Pack

הערכים הבאים משתמשים ב-3.7V ו-70Ah עבור גודל ראשוני.

תצורה	ספירת תאים	מתח נומינלי	קיבולת	אנרגיית לוחית שם	אנרגיה משוערת בחלון SOC שמיש של 80%
14S1P	14	51.8V	70 אה	3.63kWh	2.90kWh
14S2P	28	51.8V	140 אה	7.25kWh	5.80kWh
14S3P	42	51.8V	210 אה	10.88kWh	8.70kWh
14S4P	56	51.8V	280 אה	14.50kWh	11.60kWh

ערכים אלו הם ראשוניים. האנרגיה הניתנת בפועל תלויה בחלון המתח המאושר, זרם העומס, הטמפרטורה, הזדקנות התא, הגדרות ה-BMS והפסדי המערכת.

10. לוחית אנרגיה לעומת אנרגיה שמיש

אנרגיית לוחית השמות מחושבת מהמתח והקיבול הנומינליים. אנרגיה שמיש היא הכמות שהאפליקציה יכולה לגשת אליה בחלון ההפעלה שנבחר.

להערכה מוקדמת:

אנרגיה שמיש ≈ אנרגיה של לוחית שם × חלון SOC שמיש

אם לחבילת 14S4P P70A יש 14.50kWh של אנרגיה ראשונית של לוחית השם והיא פועלת דרך חלון SOC של 80%:

14.50kWh × 0.80 = כ-11.60kWh

זוהי אומדן, לא תפוקה מובטחת.

אנרגיה שימושית בפועל מושפעת מ:

• עקומת פריקת תאים

• מגבלות טעינה ופריקה

• קצב פריקה

• צניחה במתח

• טמפרטורת הסביבה והתאים

• וריאציה בין תא לתא

• מצב בריאות

• אסטרטגיית חתך BMS

• הפסדי כבלים ומגע

• ממיר DC/DC, בקר מנוע או יעילות מהפך

אם עדיין יש להשיג אנרגיה שמיש בסמוך לסוף חיי השירות של הסוללה, התאמה מוקדמת עשויה לשקול גם את יעד קיבולת סוף החיים ואת יעילות ההמרה:

אנרגיה נדרשת של לוחית השם ≈ יעד אנרגיה שמיש ÷ (חלון SOC שמיש × חלק קיבולת סוף החיים × יעילות המערכת)

נוסחה זו שימושית עבור גודל ראשוני. יש לאמת את הביצועים הסופיים מנתוני פריקת תאים ובדיקות ברמת החבילה.

11. חשב זרם מכוח

מעצבי חבילות סוללות מתחילים לעתים קרובות עם ערך הספק נדרש ב-kW ולא בערך הנוכחי באמפר.

הקשר הוא:

הספק = מתח × זרם

לָכֵן:

זרם = הספק ÷ מתח

לעומס של 10kW במתח הנומינלי של חבילת 14S P70A:

10,000W ÷ 51.8V = בערך 193A

אם הבקר מנסה לשמור על 10kW כאשר מתח הסוללה יורד ל-38.5V:

10,000W ÷ 38.5V = כ-260A

זה מראה מדוע אין לחשב זרם רק במתח נומינלי. עבור עומסי הספק קבועים, הזרם עולה ככל שמתח הסוללה יורד.

יש להעריך את התאים, ה-BMS, הפסים, המגעים, הנתיכים והכבלים בשילוב הגרוע ביותר של מתח, הספק, טמפרטורה ומשך זמן.

12. שקיעת מתח ויצירת חום

מתח התא תחת עומס נמוך ממתח המעגל הפתוח הרגוע שלו. אומדן צניחה מתח פשוטה היא:

צניחת מתח ≈ זרם × התנגדות DC

התנגדות חבילה אמיתית כוללת יותר מהתנגדות תאים. הוא כולל גם:

• כרטיסיות

• פסים

• מפרקים

• נתיכים

• מגעים

• כבלים

• מחברים

• הפרשי חלוקת זרם מקבילים

הערכה פשוטה של ​​חום התנגדות היא:

אובדן חשמל ≈ זרם² × התנגדות

לכן החום עולה בערך עם ריבוע הזרם במודל התנגדות מפושט, לא אקספוננציאלית. ייצור החום בפועל ועליית הטמפרטורה תלויים גם ב-SOC, טמפרטורת התא, שינויים בהתנגדות, תנאי הקירור ומחזור העבודה.

אין להשתמש ב-ACIR הנמדד ב-1kHz באופן אוטומטי כדי לחזות צניחה במתח העומס. DCIR הנמדד בתנאי עומס מוגדר הוא בדרך כלל רלוונטי יותר עבור חישובי צניחה במתח וחום ראשוניים.

13. התאמת תאים ושיתוף זרם מקביל

חישובים מתמטיים מניחים שכל תא פועל בצורה זהה. לתאים אמיתיים יש הבדלים בקיבולת, התנגדות פנימית, מתח במעגל פתוח, פריקה עצמית והזדקנות.

בדרך כלל יש להתאים תאים המיועדים לחבילה אחת על ידי:

• כימיה ומודל

• אצווה ייצור איפה מעשי

• יְכוֹלֶת

• התנגדות AC ו-DC

• מתח במעגל פתוח

• מצב טעינה

• פריקה עצמית

• היסטוריית גיל ושימוש

אין לחבר תאים ברמות SOC שונות באופן משמעותי ישירות במקביל. הפרש המתח יכול לגרום לזרם שוויון גבוה מוגבל בעיקר על ידי התנגדות התא והחיבור.

תאים בעלי קיבולת שונה אינם מחלקים אוטומטית את הזרם בהתאם לקיבולת. התפלגות הזרם מושפעת מאוד מהתנגדות פנימית, התנגדות חיבור, טמפרטורה ופריסת פסים. עבור חבילת ייצור חדשה, שימוש בתאים תואמים מאותו דגם מאושר היא הגישה המועדפת.

מעגל איזון BMS אינו יכול לפצות במהירות על הבדלים גדולים בקיבולת או בהתנגדות בתוך מארז תאים עם קיבולת גבוהה. דירוג התאים נשאר חשוב לפני ההרכבה.

14. עיצוב מכני לתאי פאוץ'

לתאי פאוץ' אין פחית מתכת קשיחה. מבנה המודול חייב לנהל את הרחבת התא, לספק תמיכה אחידה, להגן על סרט הלמינציה ולשמור על מגע תרמי אמין.

אין קצבת נפיחות אוניברסלית או לחץ טעינה מראש שניתן להפעיל על כל תא כיס.

עבור P70A, המפרט הזמין מציין:

• טעינה מוקדמת ראשונית: 400–500N

• מקדם נפיחות שצוין: 6%

• פעולה ארוכת טווח ללא ריסון מכני אסורה

• הלחץ צריך להיות מופץ באופן שווה על פני התא

ערכים אלה חלים על ה-P70A ואין להעתיק אותם אוטומטית לדגם תא פאוץ' אחר.

עיצוב המודול צריך לשקול:

• לוחות קצה וקשיחות מסגרת

• שיטת טעינה מראש

• רפידות דחיסה או נפיחות

• סבילות לעובי התא

• הרחבת סוף החיים

• בידוד חשמלי

• הגנה על לשונית ואיטום

• מגע קירור-משטח

• סובלנות ייצור ושירות

למידע נוסף, ראה מדוע תאי פאוץ' דורשים דחיסה בעיצוב ערכת סוללות.

15. ניהול תרמי

לא ניתן לבחור דרישות קירור מתוך קצב C בלבד. מערכת 1C במתחם ארוז היטב עשויה להיות בעלת תנאים תרמיים קשים יותר מאשר מערכת בעלת זרם גבוה יותר עם מחזורי עבודה קצרים ומבנה קירור יעיל.

עיצוב תרמי צריך לשקול:

• התנגדות תא DC

• זרם רציף

• שיא זרם ומשך זמן

• זרם טעינה

• גיאומטריה של מודול

• מרווח בין תאים

• כיוון העברת חום

• טמפרטורת הסביבה

• טמפרטורת תא מקסימלית מותרת

• הבדל טמפרטורת תא לתא מקסימלי

• מצבי כשל במערכת הקירור

אסטרטגיות אפשריות כוללות הסעה טבעית, אוויר מאולץ, לוחות קירור מוליכים וקירור נוזלי. יש לבחור את הפתרון הנכון מתוך מודל של יצירת חום ולאשר אותו על ידי בדיקת טמפרטורה ברמת המודול.

חיישני טמפרטורה צריכים להיות ממוקמים במקומות מייצגים, כולל נקודות חמות צפויות ואזורים שבהם התנגדות החיבור עלולה ליצור חום נוסף.

16. BMS והגנה חשמלית

ה-BMS חייב לתמוך בספירת הסדרות המדויקת ובטווח מתחי התא המאושר. עבור חבילת 14S, ה-BMS חייב לנטר 14 קבוצות תאים המחוברות לסדרה.

בחירת BMS צריכה לשקול:

• כימיה של תאים

• ספירת סדרות

• יעד מתח טעינה רגיל

• סף הגנה מפני מתח יתר

• סף הגנת תת מתח

• זרם רציף

• שיא זרם ומשך זמן

• זיהוי קצר חשמלי

• טמפרטורת טעינה ופריקה

• כמות חיישן ומיקום

• אסטרטגיית איזון

• דיוק מדידת מתח וזרם

• בקרת מגע

• רישום תקלות ושחזור

סף מתח יתר BMS הוא הגדרת הגנה לשעת חירום, לא יעד המטען הרגיל. המטען צריך לווסת את המתח והזרם בצורה נכונה ללא תלות בניתוק BMS שגרתי.

אין גם כלל אוניברסלי לפיו כל BMS, מגע או נתיך צריכים להיות מדורגים בדיוק של 125% מהזרם הצפוי. מרווח עיצוב מתאים תלוי ברכיב, בטמפרטורה, במחזור העבודה, בחיי השירות ובתקן הרלוונטי.

בחירת נתיך צריכה לשקול:

• זרם עומס מתמשך

• מיגון כבל ומסוט

• מתח מדורג DC

• זרם תקלה זמין מקסימלי

• דירוג פסיקות DC

• עקומת זרם-זמן

• אין לי ביצועים

• תיאום עם BMS ואנשי קשר

מערכות מתח גבוה או הספק גבוה עשויות לדרוש גם מגעים ראשיים, מעגלי טעינה מוקדמת, ניתוקי שירות, ניטור בידוד ובידוד תקלות מתואם.

17. זרימת עבודה מעשית של חישוב ערכת סוללות

חישוב ראשוני אמין יכול לעקוב אחר הרצף הזה:

1. הגדר את טווח המתח המלא של הציוד.

2. הגדר את האנרגיה השימושית הנדרשת, ההספק המתמשך ועומס השיא.

3. בחר את כימיה התא ואת מודל התא.

4. השתמש במגבלות מתח התא המאושרות ובתנאי בדיקת הקיבולת.

5. חשב את ספירת הסדרות מטווח המתח הנדרש.

6. חשב את הספירה המקבילה הן מדרישות האנרגיה והן מהזרם.

7. חשב את ספירת התאים הכוללת, מתח נומינלי, Ah, Wh ו-kWh.

8. הערך אנרגיה שמישה בתוך חלון ה-SOC המיועד.

9. בדוק את דרישת הזרם במתח ההפעלה הנמוך ביותר.

10. בדוק צניחת מתח, יצירת חום ושיתוף זרם.

11. בחר את BMS, מוליכים, מגעים והתקני הגנה.

12. תכנן את המבנה המכני, הבידוד והקירור.

13. בנה ובדוק אב טיפוס בתנאי העומס והטמפרטורה המיועדים.

14. השלם את הסמכת הבטיחות, ההובלה והיישום הנדרשים.

גיליון אלקטרוני יכול לייצר את החישוב הראשון, אך נדרשת בדיקה כדי לאשר את מערכת הסוללה הסופית.

18. מידע שיש לספק בעת בקשת פתרון לתא פאוץ'

כדי להעריך פרויקט תא פאוץ' או סוללה מותאמת אישית, ספק כמה שיותר מהמידע הבא:

• בַּקָשָׁה

• מתח נומינלי יעד

• מתח מערכת מקסימלי ומינימלי

• אנרגיה שימושית או זמן פעולה נדרשים

• כוח או זרם מתמשך

• שיא הספק/זרם ומשך זמן

• זמן טעינה או זרם טעינה

• מידות מקסימליות

• משקל מקסימלי

• טמפרטורת הפעלה

• חיי מחזור צפויים

• שיטת קירור

• דרישות תקשורת BMS

• דרישות הסמכה

• אב טיפוס וכמות הזמנה שנתית

Misen תומך בבחירת תאים, דירוג, תצורת מודול ו פיתוח פתרונות סוללה מותאם אישית עבור ניידות חשמלית, AGVs, רובוטיקה, ציוד תעשייתי, מערכות ימיות ויישומי אחסון אנרגיה.

מַסְקָנָה

הנוסחאות הבסיסיות של ערכת הסוללות הן פשוטות:

מתח חבילה נומינלי = ספירת סדרה × מתח נומינלי תא

קיבולת אריזה = ספירה מקבילה × קיבולת התא

אנרגיית חבילה (Wh) = מתח חבילה × קיבולת חבילה

אנרגיית חבילה (kWh) = אנרגיית אריזה ב-Wh ÷ 1,000

שימוש בתא 3.7V 70Ah P70A כדוגמה מקדימה, תצורת 14S4P מספקת:

• מתח נומינלי 51.8V

• קיבולת נומינלית של 280Ah

• אנרגיית לוחית שם ראשונית של 14.50kWh

• כ-11.60kWh בחלון SOC שמיש של 80%.

המספרים הללו הם רק ההתחלה של תהליך העיצוב. הביצועים הסופיים תלויים במגבלות מתח, תנאי פריקה, טמפרטורה, התאמת תאים, חלוקת זרם, דחיסה מכנית, ניהול תרמי, הגדרות BMS והפסדי מערכת.

עבור פרויקטים הדורשים תא כיס NMC בעל אנרגיה גבוהה, סקור את P70A 3.7V 70Ah מפרט תא כיס ושלח Misen את דרישות המתח, האנרגיה, הזרם, החלל והטמפרטורה שלך עבור הערכה מבוססת פרויקט.

שאלות נפוצות

איך מחשבים את ה-kWh של חבילת סוללות בפאוץ'?

הכפל את מתח החבילה הנומינלי בקיבולת החבילה ב-Ah כדי לקבל Wh. חלקו את תוצאת ה-Wh ב-1,000 כדי לקבל קילו-וואט.

לְדוּגמָה:

51.8V × 280Ah = 14,504Wh = 14.504kWh.

האם חיבור תאים בסדרה מגדיל את קיבולת Ah?

לא. חיבורי סדרה מעלים מתח. קיבולת Ah נשארת שווה לתא אחד או לקבוצה מקבילה אחת.

האם חיבור תאים במקביל מעלה את המתח?

לא. חיבורים מקבילים מגדילים את קיבולת Ah ותורמים ליכולת הזרם. המתח נשאר שווה לתא אחד או למחרוזת סדרה.

כמה תאים יש בחבילת סוללות 14S4P?

חבילת 14S4P מכילה 14 קבוצות מחוברות לסדרה עם ארבעה תאים בכל קבוצה מקבילה:

14 × 4 = 56 תאים.

האם סוללת 14S P70A תואמת לכל מערכת 48V?

לא אוטומטית. באמצעות ערכי הייחוס של P70A, לחבילת 14S יש מתח נומינלי של כ-51.8V, חישוב ניתוק טעינה מומלץ של 60.2V וחישוב סוף פריקה של 38.5V בתנאים הרלוונטיים. הציוד המחובר חייב לתמוך בכל טווח הפעולה.

כמה זרם רציף יכול לספק תא P70A?

המפרט הזמין מפרט קצב פריקה רציף מרבי של 3C ב-25°C בתנאים המצוינים. בהתבסס על דרגת קיבולת 70Ah הפונה לשוק, זה מתאים לכ-210A לתא. מגבלות זרם סופיות חייבות לעמוד בתנאי גליון הנתונים הרלוונטיים ואימות תרמי ברמת החבילה.

האם ניתן לחבר תאי פאוץ' בעלי קיבולת שונה במקביל?

לא מומלץ לחבילת ייצור חדשה. תאים צריכים בדרך כלל להשתמש באותה כימיה ודגם מאושרים ויש להתאים אותם לקיבולת, התנגדות, מתח, SOC ומצב הזדקנות.

האם קוט'ש שמיש זהה ל-kWh של לוחית השם?

מס' לוחית ה-KWh מחושב מהמתח והקיבול הנומינליים. אנרגיה שמיש תלויה בחלון ה-SOC והמתח המותר, זרם, טמפרטורה, הזדקנות, הגדרות BMS ויעילות המערכת.

כמה מקום נפיחות צריך לאפשר לתא פאוץ'?

אין אחוז אוניברסלי לכל תא פאוץ'. התכנון המכני חייב לעמוד בדרישות הטעינה המוקדמת של התא הנבחר, סובלנות העובי והתנפחות של סוף החיים. מפרט ה-P70A הזמין מציין מקדם נפיחות של 6% ועומס ראשוני של 400–500N.