Ինչպես հաշվարկել քսակ բջջային մարտկոցի փաթեթը՝ սերիա, զուգահեռ, լարում, հզորություն և կՎտժ

Քսակ բջջային մարտկոցի փաթեթի հաշվարկը սկսվում է մի քանի պարզ բանաձևերով, սակայն օգտագործելի դիզայնը պահանջում է ավելին, քան լարման և հզորության բազմապատկումը:

Սերիայի միացումները որոշում են փաթեթի լարումը: Զուգահեռ միացումները որոշում են փաթեթի հզորությունը և նպաստում ընթացիկ կարողությանը: Բջիջների քիմիան, լարման սահմանները, լիցքաթափման արագությունը, ներքին դիմադրությունը, ջերմաստիճանը, մեխանիկական սեղմումը և Մարտկոցի կառավարման համակարգը (BMS), այնուհետև որոշում են, թե արդյոք հաշվարկված կոնֆիգուրացիան կարող է ապահով աշխատել նախատեսված կիրառման մեջ:

Այս ուղեցույցը բացատրում է, թե ինչպես կարելի է հաշվարկել սերիաների և զուգահեռների քանակը, անվանական լարումը, Ah, Wh և օգտագործելի կՎտժ: Ա P70A 3.7V 70Ah NMC քսակ բջիջը օգտագործվում է որպես հիմնական օրինակ:

Հաշվարկները հարմար են մարտկոցի նախնական չափերի համար: Վերջնական մոդուլի և փաթեթի ձևավորումները պետք է ստուգվեն բջջային տվյալների վերջին թերթիկի, բեռնվածքի ամբողջական պրոֆիլի և փաթեթի մակարդակի փորձարկման արդյունքների համեմատ:

Հիմնական Takeaways

• Շարքով միացված բջիջները մեծացնում են լարումը; նրանք չեն ավելացնում Ah-ի հզորությունը:

• Զուգահեռաբար միացված բջիջները մեծացնում են Ah հզորությունը; դրանք չեն բարձրացնում լարումը։

• Փաթեթի էներգիան Wh-ում հավասար է փաթեթի անվանական լարմանը՝ բազմապատկված փաթեթի հզորությամբ:

• Վտ/ժ-ը բաժանեք 1000-ի՝ արդյունքը կՎտժ-ի վերածելու համար:

• Անվանատախտակի էներգիան և օգտագործելի էներգիան նույնը չեն:

• Շարունակական հոսանքը պետք է ստուգվի ամենացածր աշխատանքային լարման դեպքում, ոչ միայն անվանական լարման դեպքում:

• Լիցքավորման և լիցքաթափման առավելագույն լարումները պետք է բխեն ընտրված բջջային տվյալների թերթիկից:

• Քսակի բջիջները պահանջում են բջջի հատուկ մեխանիկական զսպում, այտուցվածության նպաստ և ջերմային ձևավորում:

• BMS-ի, ապահովիչների, կոնտակտորների և հաղորդիչների վերջնական գնահատականները չեն կարող ընտրվել մեկ տոկոսային կանոնից:

1. Նախ սահմանեք մարտկոցի համակարգի պահանջները

Մարտկոցի փաթեթը պետք է հաշվարկվի հավելվածից հետընթաց: Նախքան բջիջ ընտրելը կամ շարքի և զուգահեռ կազմաձևումը որոշելը, սահմանեք հետևյալ պահանջները.

• Թիրախային անվանական համակարգի լարումը

• Առավելագույն թույլատրելի մուտքային լարումը

• Նվազագույն աշխատանքային լարումը

• Պահանջվող անվանատախտակ կամ օգտագործելի էներգիա

• Պահանջվող գործառնական ժամանակը

• Շարունակական հզորություն և հոսանք

• Պիկ հզորություն, գագաթնակետային հոսանք և առավելագույն տեւողություն

• Լիցքավորման հզորությունը և լիցքավորման ժամանակը

• Տեղադրման հասանելի չափերը

• Մարտկոցի առավելագույն քաշը

• Գործողության և պահպանման ջերմաստիճանը

• Ակնկալվող ցիկլի կյանքը

• Սառեցման մեթոդ

• Կիրառելի հավաստագրման և փոխադրման պահանջներ

Օրինակ, որպես «48 Վ» գովազդվող համակարգը կարող է ընդունել շատ տարբեր առավելագույն և նվազագույն լարումներ՝ կախված շարժիչի կարգավորիչից, ինվերտորից, DC/DC փոխարկիչից կամ այլ միացված սարքավորումներից: Միայն գովազդվող համակարգի լարումը բավարար չէ ճիշտ սերիաների հաշվարկը որոշելու համար:

2. Հասկացեք բջջային բնութագրերը

Հաշվարկը պետք է օգտագործի ընտրված բջիջի հաստատված բնութագրերը: Ամենակարևոր մուտքերը ներառում են.

Բջջի պարամետր	Ինչու է դա կարևոր
Անվանական լարում	Օգտագործվում է փաթեթի լարման և էներգիայի նախնական հաշվարկների համար
Առաջարկվող լիցքավորման անջատման լարումը	Օգտագործվում է լիցքավորիչի թողունակությունը և փաթեթի առավելագույն նորմալ լարումը հաշվարկելու համար
Լիցքաթափման ավարտի լարումը	Օգտագործվում է ցածր լարման սահմանը գնահատելու համար
Գնահատված կամ ստանդարտ հզորություն	Որոշում է նախնական Ահ և էներգիա
Շարունակական լիցքաթափման վարկանիշ	Օգնում է որոշել ընթացիկ հնարավորությունները
Պիկ արտանետման վարկանիշը և տևողությունը	Օգտագործվում է կարճ բեռնվածքի իրադարձությունների համար, ինչպիսիք են արագացումը կամ շարժիչի գործարկումը
DC ներքին դիմադրություն	Օգնում է գնահատել լարման անկումը և դիմադրողական ջերմությունը բեռի տակ
Լիցքավորման և լիցքաթափման ջերմաստիճանը	Որոշում է թույլատրելի շահագործումը և ընթացիկ նվազեցումը
Չափերը և քաշը	Պահանջվում է մոդուլի դասավորության և փաթեթի մակարդակի էներգիայի խտության հաշվարկների համար
Մեխանիկական նախաբեռնվածություն և այտուցվածության նպաստ	Պահանջվում է քսակ բջջային մոդուլի նախագծման համար
Ցիկլային կյանքի փորձարկման պայմաններ	Անհրաժեշտ է ճիշտ համեմատել ծառայության ժամկետի ակնկալիքները

Նույն քիմիայի բջիջները դեռ կարող են ունենալ տարբեր լարման սահմաններ, հոսանքի գնահատականներ և ջերմաստիճանի միջակայքեր: Մի կիրառեք լարման մեկ համընդհանուր կարգավորում յուրաքանչյուր NMC, LFP կամ LTO պարկի բջիջի վրա:

Misen-ը մատակարարում է բազմաթիվ տոպրակ բջջային մարտկոցների քիմիա և հզորություններ էլեկտրական շարժունակության, AGV-ների, ռոբոտաշինության, արդյունաբերական սարքավորումների, ծովային համակարգերի և էներգիայի պահպանման նախագծերի համար:

3. Բջջային քիմիայի ընտրություն

Քիմիան ազդում է լարման հաշվարկի, շարքի բջիջների քանակի, էներգիայի խտության, ցիկլի կյանքի թիրախի, հզորության և ջերմային ռազմավարության վրա:

Քիմիա	Տիպիկ նախնական անվանական լարում	Ընդհանուր ընտրության առաջնահերթություն
NMC քսակ բջիջ	Մոտավորապես 3,6–3,73 Վ՝ կախված բջիջից	Բարձր էներգիայի խտություն և կոմպակտ, թեթև մարտկոցային համակարգեր
LiFePO4 քսակ բջիջ	Սովորաբար մոտ 3.2 Վ	Ցիկլային կյանք, ջերմային կայունություն և արդյունաբերական կամ ստացիոնար կիրառություններ
LTO քսակ բջիջ	Սովորաբար մոտ 2.3–2.4V	Բարձր հզորություն, արագ լիցքավորում, ցածր ջերմաստիճանի աշխատանք և երկար ցիկլի կյանք

Սրանք նախնական հղման արժեքներ են, այլ ոչ թե ունիվերսալ դիզայնի պարամետրեր: Միշտ օգտագործեք ընտրված բջիջի բնութագրում նշված անվանական լարումը, լիցքավորման սահմանաչափը և լիցքաթափման սահմանը:

4. Տեղեկատվական բջիջ՝ P70A 3.7V 70Ah NMC Pouch Cell

Հիմնական հաշվարկի օրինակի համար մենք օգտագործում ենք խոշոր ձևաչափը P70A NMC քսակ բջիջ.

Պարզ նախնական հաշվարկների համար շուկայական արժեքներն են.

• Անվանական լարումը` 3,7 Վ

• Անվանական հզորության դաս՝ 70Ah

• Նախնական անվանական էներգիա՝ 3.7V × 70Ah = 259Wh

• Շարունակական լիցքաթափման առավելագույն արագություն՝ մինչև 3C 25°C-ում նշված պայմաններում

• 3C-ին համապատասխանող մոտավոր հոսանք՝ 70Ah × 3C = 210A

Մանրամասն բջջային տվյալները ապահովում են ավելի կոնկրետ փորձարկման պայմաններ.

• Անվանական լարումը` 3,73 Վ 0,33C կամ 3,70Վ 0,5C ջերմաստիճանում

• Ստանդարտ հզորություն՝ առնվազն 68.7Ah 0.33C կամ առնվազն 67.8Ah 0.5C ջերմաստիճանում

• Հաշվարկված էներգիա՝ մոտավորապես 256,3 Վտժ՝ հիմնված 3,73 Վ × 68,7 Աժ վրա

• Առաջարկվող լիցքավորման անջատման լարումը` 4.3 Վ

• Լիցքաթափման ավարտի լարումը` 2,75 Վ սահմանված նորմալ ջերմաստիճանի պայմաններում

• AC ներքին դիմադրություն՝ ոչ ավելի, քան 1.2mΩ՝ նշված փորձարկման պայմաններում

• DC ներքին դիմադրություն՝ ոչ ավելի, քան 3.0mΩ՝ նշված փորձարկման պայմաններում

3.7V և 70Ah արժեքները հեշտացնում են հիմնական բանաձևերին հետևելը: Վերջնական ինժեներական հաշվարկների, գնումների առանձնահատկությունների և կատարողականի երաշխիքների համար օգտագործեք տվյալների թերթիկի կիրառելի արժեքը և փորձարկման պայմանները:

5. Ինչպես են սերիական միացումները մեծացնում լարումը

Երբ բջիջները միացված են շարքով, մի բջիջի կամ զուգահեռ խմբի դրական տերմինալը միացված է հաջորդի բացասական տերմինալին:

Սերիայի միացումները մեծացնում են լարումը, մինչդեռ Ah հզորությունը մնում է անփոփոխ:

Անվանական փաթեթի լարումը = Սերիաների բջիջների թիվը × Անվանական բջջային լարումը

Օգտագործելով շուկայական P70A արժեքները 14S կոնֆիգուրացիայի մեջ.

14 × 3.7V = 51.8V անվանական

Այսպիսով, 14S1P փաթեթն ունի.

• Անվանական լարումը` 51,8 Վ

• Հզորությունը՝ 70Ah

• Բջիջների ընդհանուր թիվը՝ 14

Լարման ամբողջական տիրույթը նույնպես պետք է ստուգվի:

Օգտագործելով առաջարկվող P70A լիցքավորման անջատման լարումը.

14 × 4.3V = 60.2V

Օգտագործելով նշված 2,75 Վ լիցքաթափման ավարտի լարումը.

14 × 2,75 Վ = 38,5 Վ

Հետևաբար, լարման նախնական միջակայքը կիրառելի պայմաններում մոտավորապես 38,5 Վ-ից մինչև 60,2 Վ է:

14S NMC մարտկոցը կարող է վաճառվել որպես 48V դասի համակարգ, սակայն դա ինքնաբերաբար չի դարձնում այն ​​համատեղելի յուրաքանչյուր 48V կարգավորիչի կամ ինվերտորի հետ: Բոլոր միացված սարքավորումները պետք է ստուգվեն մարտկոցի լարման ամբողջական միջակայքում:

Ավելի մանրամասն բացատրության համար տե՛ս NMC Pouch բջջային լարումը. Սահմանափակումներ և BMS կարգավորումներ.

6. Ինչպես են զուգահեռ կապերը մեծացնում հզորությունը

Երբ բջիջները միացված են զուգահեռ, բոլոր դրական տերմինալները միացված են միասին, իսկ բոլոր բացասական տերմինալները միացված են միասին:

Զուգահեռ միացումները մեծացնում են Ah հզորությունը, մինչդեռ լարումը հավասար է մեկ բջիջի կամ մեկ սերիայի խմբի:

Փաթեթի հզորությունը = Զուգահեռաբար բջիջների քանակը × Բջջի հզորությունը

Զուգահեռաբար չորս P70A բջիջների օգտագործումը.

4 × 70Ah = 280Ah

Այսպիսով, 4P խումբն ունի.

• Անվանական լարումը` 3,7 Վ

• Հզորությունը՝ 280Ah

• Բջիջների ընդհանուր քանակը՝ 4

Զուգահեռ միացումները կարող են նաև մեծացնել ընթացիկ հնարավորությունները: Նախնական չափագրման համար.

Զուգահեռ խմբի հոսանքի հնարավորություն ≈ Զուգահեռ բջիջների քանակը × Հաստատված մեկ բջջային հոսանք

Եթե ​​70Ah դասի P70A բջիջը աջակցում է մոտավորապես 210A 3C ջերմաստիճանում նշված փորձարկման պայմաններում, չորս բջջային զուգահեռ խումբն ունի տեսական բջջային մակարդակի հոսանքի հնարավորությունը մոտավորապես 840A:

Այնուամենայնիվ, սա ինքնաբերաբար անվտանգ փաթեթի հոսանքը չէ:

Վերջնական ընթացիկ սահմանաչափը որոշվում է ամենացածր հաստատված սահմանով՝

• Բջիջներ

• Բջջային ներդիրներ

• Ավտոբուսներ կամ ճկուն միակցիչներ

• Եռակցված կամ պտուտակավոր միացումներ

• BMS

• Կոնտակտորներ

• Ապահովիչներ

• Մալուխներ և միակցիչներ

• Սառեցման համակարգ

• Թույլատրված ջերմաստիճանի բարձրացում

Զուգահեռ հոսանքի փոխանակումը կախված է նաև բջջի դիմադրությունից, կապի դիմադրությունից, ավտոբուսի սիմետրիկությունից, ջերմաստիճանից և բջիջների համապատասխանությունից: Տեսական բազմապատկմանը միշտ պետք է հետևի էլեկտրական և ջերմային վավերացումը:

7. Ինչպես հաշվարկել շարք-զուգահեռ փաթեթը

14S4P կոնֆիգուրացիան պարունակում է 14 շարքով միացված խմբեր, որոնցից յուրաքանչյուր խմբի ներսում զուգահեռաբար միացված են չորս բջիջներ:

Բջիջների ընդհանուր քանակը հետևյալն է.

Ընդհանուր բջիջներ = Շարքերի քանակ × Զուգահեռ հաշվարկ

14 × 4 = 56 բջիջ

P70A օրինակի համար.

• Սերիաների քանակը: 14

• Զուգահեռ հաշվարկ՝ 4

• Ընդհանուր բջիջներ՝ 56

• Անվանական փաթեթի լարումը` 51.8V

• Փաթեթի հզորությունը՝ 280Ah

«14S4P» տերմինը պետք է ապահովված լինի էլեկտրական գծապատկերով, որը ցույց է տալիս զուգահեռ խմբերը, BMS ընկալման կետերը, հիմնական հոսանքի ուղին և պաշտպանիչ սարքերը: Մատակարարի գծագիրը վերանայելիս մի ապավինեք միայն գրավոր կազմաձևման անվանմանը:

Որոշ մարտկոցների համակարգեր օգտագործում են առանձին պաշտպանված շարքի լարեր, որոնք զուգահեռաբար միացված են փաթեթի մակարդակին: Այս պայմանավորվածությունը կարող է ապահովել ավելորդություն, սակայն այն պահանջում է մանրակրկիտ համակարգում BMS ստորաբաժանումների, կոնտակտատորների, ապահովիչների և կապի համակարգերի միջև: Ճիշտ տոպոլոգիան կախված է նախագծի անվտանգության, սպասարկման և անսարքության մեկուսացման պահանջներից:

8. Ինչպես հաշվարկել Wh և kWh

Մարտկոցի էներգիան սովորաբար արտահայտվում է վատ-ժամով կամ կիլովատ-ժամով:

Փաթեթի էներգիա (Վտժ) = Փաթեթի անվանական լարումը × Փաթեթի հզորությունը

Նույն արդյունքը կարող է ուղղակիորեն հաշվարկվել բջիջների քանակից.

Փաթեթի էներգիա (Վտժ) = S × P × Բջջի անվանական լարումը × Բջջի հզորությունը

14S4P P70A օրինակի համար.

• Անվանական փաթեթի լարումը` 51.8V

• Փաթեթի հզորությունը՝ 280Ah

51.8V × 280Ah = 14,504Wh

Փոխարկել Wh-ը կՎտժ-ի.

14,504 Վտժ ÷ 1,000 = 14,504 կՎտժ

Հետևաբար, անվանման ցուցանակի նախնական էներգիան մոտավորապես հետևյալն է.

14,50 կՎտժ

Օգտագործելով 3.73V և 68.7Ah ավելի պահպանողական տվյալների աղյուսակի թեստային արժեքները.

14 × 4 × 3,73 Վ × 68,7 Աժ = մոտավորապես 14,35 կՎտժ

Տարբերությունը ցույց է տալիս, թե ինչու շուկայական հզորության դասը և տվյալների թերթիկի փորձարկված նվազագույն հզորությունը չպետք է նույնական համարվեն: Փաթեթի երաշխավորված արդյունավետության համար օգտագործեք կիրառելի տեխնիկական արժեքը:

Դուք կարող եք ավելին իմանալ բջջային մակարդակի և փաթեթի մակարդակի էներգիայի տարբերության մասին Քսակի բջիջների էներգիայի խտությունը բացատրված է՝ Վտ/կգ, Վտ/լ և օգտագործելի փաթեթի էներգիա.

9. Արագ P70A փաթեթի հաշվարկման աղյուսակ

Հետևյալ արժեքները օգտագործում են 3.7V և 70Ah նախնական չափերի համար:

Կազմաձև	Բջիջների քանակը	Անվանական լարման	հզորություն	Անվանական ցուցանակի էներգիա	Մոտավոր էներգիա 80% օգտագործելի SOC պատուհանում
14S1P	14	51,8 Վ	70 Ահ	3.63 կՎտժ	2.90 կՎտժ
14S2P	28	51,8 Վ	140 Ահ	7,25 կՎտժ	5,80 կՎտժ
14S3P	42	51,8 Վ	210 Ահ	10,88 կՎտժ	8.70 կՎտժ
14S4P	56	51,8 Վ	280 Ահ	14,50 կՎտժ	11.60 կՎտժ

Այս արժեքները նախնական են: Իրական մատակարարվող էներգիան կախված է հաստատված լարման պատուհանից, բեռնվածքի հոսանքից, ջերմաստիճանից, բջիջների ծերացումից, BMS կարգավորումներից և համակարգի կորուստներից:

10. Անվանատախտակի էներգիան ընդդեմ օգտագործելի էներգիայի

Անվանատախտակի էներգիան հաշվարկվում է անվանական լարումից և հզորությունից: Օգտագործելի էներգիան այն քանակն է, որին հավելվածը կարող է մուտք գործել ընտրված գործող պատուհանում:

Վաղ գնահատման համար.

Օգտագործելի էներգիա ≈ Անվանական տախտակի էներգիա × Օգտագործելի SOC պատուհան

Եթե ​​14S4P P70A փաթեթն ունի 14,50 կՎտժ նախնական պիտակի էներգիա և գործում է 80% SOC պատուհանի միջոցով.

14,50 կՎտժ × 0,80 = մոտավորապես 11,60 կՎտժ

Սա գնահատական ​​է, ոչ թե երաշխավորված արդյունք:

Փաստացի օգտագործելի էներգիան ազդում է.

• Բջիջների արտանետման կորը

• Լիցքավորման և լիցքաթափման սահմանները

• Լիցքաթափման տոկոսադրույքը

• Լարման անկում

• Շրջակա միջավայրի և բջջային ջերմաստիճանը

• Բջջից բջիջ տատանումներ

• Առողջական վիճակ

• BMS անջատման ռազմավարություն

• Մալուխի և կոնտակտորների կորուստներ

• DC/DC փոխարկիչ, շարժիչի վերահսկիչ կամ ինվերտորի արդյունավետություն

Եթե ​​օգտագործելի էներգիան դեռ պետք է ձեռք բերվի մարտկոցի ծառայության ժամկետի ավարտին մոտ, վաղ չափերը կարող են հաշվի առնել նաև ժամկետի ավարտի հզորության թիրախը և փոխակերպման արդյունավետությունը.

Պահանջվող պիտակի էներգիա ≈ Նպատակային օգտագործելի էներգիա ÷ (օգտագործելի SOC պատուհան × ժամկետի ավարտի հզորության բաժին × համակարգի արդյունավետություն)

Այս բանաձևը օգտակար է նախնական չափսերի համար։ Վերջնական կատարումը պետք է վավերացվի բջջային լիցքաթափման տվյալների և փաթեթի մակարդակի փորձարկումից:

11. Հաշվեք հոսանք ուժից

Մարտկոցների փաթեթի դիզայներները հաճախ սկսում են պահանջվող հզորության արժեքով կՎտ-ով, այլ ոչ թե ընթացիկ արժեքով ամպերով:

Հարաբերությունները հետևյալն են.

Հզորություն = լարում × հոսանք

Հետևաբար.

Ընթացիկ = Հզորություն ÷ լարում

14S P70A փաթեթի անվանական լարման 10 կՎտ բեռի համար.

10000W ÷ 51.8V = մոտավորապես 193A

Եթե ​​կարգավորիչը փորձում է պահպանել 10 կՎտ, քանի որ մարտկոցի լարումը ընկնում է մինչև 38,5 Վ.

10,000W ÷ 38.5V = մոտավորապես 260A

Սա ցույց է տալիս, թե ինչու հոսանքը չպետք է հաշվարկվի միայն անվանական լարման դեպքում: Մշտական ​​հզորությամբ բեռների դեպքում հոսանքը բարձրանում է մարտկոցի լարման անկման հետ:

Բջիջները, BMS-ը, ավտոբուսները, կոնտակտորները, ապահովիչները և մալուխները պետք է գնահատվեն լարման, հզորության, ջերմաստիճանի և տևողության վատթարագույն համապատասխան համադրությամբ:

12. Լարման անկում և ջերմության առաջացում

Բջջի լարումը բեռի տակ ավելի ցածր է, քան նրա հանգիստ բաց շղթայի լարումը: Լարման անկման պարզեցված գնահատականը հետևյալն է.

Լարման անկում ≈ Ընթացիկ × DC դիմադրություն

Իրական փաթեթի դիմադրությունը ներառում է ավելին, քան բջջային դիմադրությունը: Այն նաև ներառում է.

• Ներդիրներ

• Ավտոբուսներ

• Հոդեր

• Ապահովիչներ

• Կոնտակտորներ

• Մալուխներ

• Միակցիչներ

• Զուգահեռ ընթացիկ-բաշխման տարբերություններ

Դիմադրողական ջերմության պարզեցված գնահատականը հետևյալն է.

Էլեկտրաէներգիայի կորուստ ≈ Ընթացիկ² × Դիմադրություն

Հետևաբար, ջերմությունը բարձրանում է մոտավորապես հոսանքի քառակուսու հետ՝ պարզեցված դիմադրողական մոդելում, ոչ էքսպոնենցիալ: Ջերմության իրական առաջացումը և ջերմաստիճանի բարձրացումը նույնպես կախված են SOC-ից, բջջի ջերմաստիճանից, դիմադրության փոփոխություններից, հովացման պայմաններից և աշխատանքային ցիկլից:

ACIR-ը, որը չափվում է 1 կՀց հաճախականությամբ, չպետք է ավտոմատ կերպով օգտագործվի բեռի լարման անկումը կանխատեսելու համար: Սահմանված բեռնվածքի պայմաններում չափված DCIR-ը սովորաբար ավելի կարևոր է լարման անկման և ջերմության նախնական հաշվարկների համար:

13. Բջջի համապատասխանեցում և զուգահեռ ընթացիկ փոխանակում

Մաթեմատիկական հաշվարկները ենթադրում են, որ յուրաքանչյուր բջիջ գործում է նույնական: Իրական բջիջները տարբերվում են հզորության, ներքին դիմադրության, բաց միացման լարման, ինքնալիցքաթափման և ծերացման մեջ:

Մեկ փաթեթի համար նախատեսված բջիջները սովորաբար պետք է համապատասխանեն՝

• Քիմիա և մոդել

• Արտադրական խմբաքանակ, որտեղ գործնական է

• Տարողություն

• AC և DC դիմադրություն

• Բաց շղթայի լարում

• Գործող պետություն

• Ինքնալիցքաթափում

• Տարիքը և օգտագործման պատմությունը

Զգալիորեն տարբեր SOC մակարդակների բջիջները չպետք է միացվեն ուղղակիորեն զուգահեռ: Լարման տարբերությունը կարող է առաջացնել բարձր հավասարեցման հոսանք, որը սահմանափակվում է հիմնականում բջջային և միացման դիմադրությամբ:

Տարբեր հզորության բջիջները ավտոմատ կերպով հոսանքը չեն բաժանում ըստ հզորության: Ընթացիկ բաշխման վրա մեծապես ազդում են ներքին դիմադրությունը, փոխկապակցման դիմադրությունը, ջերմաստիճանը և ավտոբուսի դասավորությունը: Նոր արտադրական փաթեթի համար նախընտրելի մոտեցումն է նույն հաստատված մոդելի համապատասխան բջիջների օգտագործումը:

BMS հավասարակշռող սխեման չի կարող արագ փոխհատուցել հզորության կամ դիմադրության մեծ տարբերությունները բարձր հզորությամբ տոպրակի բջիջների փաթեթի ներսում: Բջիջների դասակարգումը կարևոր է մնում հավաքվելուց առաջ:

14. Մեխանիկական նախագծում քսակ բջիջների համար

Քսակի բջիջները չունեն կոշտ մետաղական բանկա: Մոդուլի կառուցվածքը պետք է կառավարի բջիջների ընդլայնումը, ապահովի միասնական աջակցություն, պաշտպանի լամինատե ֆիլմը և պահպանի հուսալի ջերմային շփումը:

Չկա այտուցվածության համընդհանուր նպաստ կամ նախաբեռնված ճնշում, որը կարող է կիրառվել յուրաքանչյուր քսակի բջիջի վրա:

P70A-ի համար առկա բնութագրերը ցույց են տալիս.

• Նախնական նախաբեռնում` 400–500Ն

• Նշված այտուցվածության գործակիցը՝ 6%

• Երկարատև շահագործումն առանց մեխանիկական սահմանափակման չի թույլատրվում

• Ճնշումը պետք է հավասարաչափ բաշխվի բջջի մակերեսի վրա

Այս արժեքները վերաբերում են P70A-ին և չպետք է ինքնաբերաբար պատճենվեն այլ տուփի բջջային մոդելի վրա:

Մոդուլի դիզայնը պետք է հաշվի առնի.

• Վերջնական թիթեղները և շրջանակի կոշտությունը

• Նախաբեռնման մեթոդ

• Սեղմում կամ այտուցված բարձիկներ

• Բջջի հաստության հանդուրժողականություն

• Կյանքի ավարտի ընդլայնում

• Էլեկտրամեկուսացում

• Ներդիրների և կնիքի պաշտպանություն

• Սառեցման-մակերեսային շփում

• Արտադրության և սպասարկման հանդուրժողականություն

Լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս Ինչու են քսակի բջիջները պահանջում սեղմում մարտկոցի փաթեթի ձևավորման մեջ.

15. Ջերմային կառավարում

Սառեցման պահանջները չեն կարող ընտրվել միայն C- մակարդակից: 1C համակարգը ամուր փաթեթավորված պարիսպում կարող է ունենալ ավելի բարդ ջերմային պայմաններ, քան կարճ աշխատանքային ցիկլերով և արդյունավետ սառեցման կառուցվածքով ավելի բարձր հոսանքի համակարգը:

Ջերմային դիզայնը պետք է հաշվի առնի.

• Բջջային DC դիմադրություն

• Շարունակական հոսանք

• Պիկ հոսանքը և տևողությունը

• Լիցքավորման հոսանք

• Մոդուլի երկրաչափություն

• Բջիջների տարածություն

• Ջերմափոխադրման ուղղություն

• Շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը

• Բջջի առավելագույն թույլատրելի ջերմաստիճանը

• Բջջից բջիջ ջերմաստիճանի առավելագույն տարբերություն

• Սառեցման համակարգի խափանման պայմանները

Հնարավոր ռազմավարությունները ներառում են բնական կոնվեկցիա, հարկադիր օդ, հաղորդիչ հովացման թիթեղներ և հեղուկ սառեցում: Ճիշտ լուծումը պետք է ընտրվի ջերմության արտադրության մոդելից և հաստատվի մոդուլի մակարդակի ջերմաստիճանի փորձարկումով:

Ջերմաստիճանի տվիչները պետք է տեղադրվեն ներկայացուցչական վայրերում, ներառյալ հավանական թեժ կետերը և այն վայրերը, որտեղ կապի դիմադրությունը կարող է լրացուցիչ ջերմություն ստեղծել:

16. BMS և էլեկտրական պաշտպանություն

BMS-ը պետք է ապահովի ճշգրիտ սերիաների հաշվարկը և բջջային լարման հաստատված միջակայքը: 14S փաթեթի համար BMS-ը պետք է վերահսկի 14 սերիայի միացված բջիջների խմբեր:

BMS-ի ընտրությունը պետք է հաշվի առնի.

• Բջջային քիմիա

• Սերիաների քանակը

• Նորմալ լիցքավորման-լարման թիրախ

• Գերլարման պաշտպանության շեմ

• Թերի լարման պաշտպանության շեմը

• Շարունակական հոսանք

• Պիկ հոսանքը և տևողությունը

• Կարճ միացման հայտնաբերում

• Լիցքավորման և լիցքաթափման ջերմաստիճանը

• Սենսորների քանակը և տեղադրությունը

• Հավասարակշռման ռազմավարություն

• Լարման և հոսանքի չափման ճշգրտությունը

• Կոնտակտորների հսկողություն

• Սխալների գրանցում և վերականգնում

BMS գերլարման շեմը վթարային պաշտպանության պարամետր է, այլ ոչ թե լիցքավորիչի սովորական թիրախը: Լիցքավորիչը պետք է ճիշտ կարգավորի լարումը և հոսանքը՝ առանց BMS-ի սովորական անջատումից կախվածության:

Չկա նաև համընդհանուր կանոն, ըստ որի յուրաքանչյուր BMS, կոնտակտոր կամ ապահովիչ պետք է գնահատվի ակնկալվող հոսանքի ուղիղ 125%-ով: Դիզայնի համապատասխան մարժան կախված է բաղադրիչից, ջերմաստիճանից, աշխատանքային ցիկլից, ծառայության ժամկետից և կիրառելի ստանդարտից:

Ապահովիչների ընտրությունը պետք է հաշվի առնի.

• Շարունակական բեռի հոսանք

• Մալուխի և ավտոբուսի պաշտպանություն

• DC անվանական լարում

• Առավելագույն հասանելի անսարքության հոսանքը

• DC ընդհատման վարկանիշ

• Ժամանակ-ընթաց կոր

• Ես կատարում եմ

• Համակարգում BMS-ի և կոնտակտորների հետ

Բարձր լարման կամ բարձր էներգիայի համակարգերը կարող են պահանջել նաև հիմնական կոնտակտորներ, նախնական լիցքավորման սխեմաներ, սպասարկման անջատումներ, մեկուսացման մոնիտորինգ և անսարքությունների համակարգված մեկուսացում:

17. Գործնական մարտկոցի փաթեթի հաշվարկման աշխատանքային հոսք

Հուսալի նախնական հաշվարկը կարող է հետևել հետևյալ հաջորդականությանը.

1. Սահմանեք սարքավորման լարման ամբողջ տիրույթը:

2. Սահմանել պահանջվող օգտագործելի էներգիան, շարունակական հզորությունը և առավելագույն բեռնվածությունը:

3. Ընտրեք բջջային քիմիան և բջջային մոդելը:

4. Օգտագործեք բջջային լարման հաստատված սահմանները և հզորության փորձարկման պայմանները:

5. Հաշվեք շարքերի քանակը պահանջվող լարման միջակայքից:

6. Զուգահեռ հաշվարկը հաշվարկեք ինչպես էներգիայի, այնպես էլ ընթացիկ պահանջներից:

7. Հաշվարկել բջիջների ընդհանուր քանակը, անվանական լարումը, Ah, Wh և kWh:

8. Գնահատեք օգտագործելի էներգիան նախատեսված SOC պատուհանում:

9. Ստուգեք ընթացիկ պահանջը ամենացածր աշխատանքային լարման դեպքում:

10. Ստուգեք լարման անկումը, ջերմության առաջացումը և հոսանքի փոխանակումը:

11. Ընտրեք BMS, հաղորդիչներ, կոնտակտորներ և պաշտպանիչ սարքեր:

12. Նախագծեք մեխանիկական զսպման, մեկուսացման և հովացման կառուցվածքը:

13. Կառուցեք և փորձարկեք նախատիպը նախատեսված բեռի և ջերմաստիճանի պայմաններում:

14. Լրացրեք պահանջվող անվտանգության, փոխադրման և կիրառման հավաստագիրը:

Աղյուսակը կարող է ստեղծել առաջին հաշվարկը, սակայն մարտկոցի վերջնական համակարգը հաստատելու համար անհրաժեշտ է թեստավորում:

18. Տեղեկություն, որը պետք է տրամադրել, երբ պահանջվում է քսակ բջջային լուծում

Քսակի բջիջը կամ հարմարեցված մարտկոցի նախագիծը գնահատելու համար տրամադրեք հնարավորինս շատ հետևյալ տեղեկությունները.

• Դիմում

• Թիրախային անվանական լարումը

• Համակարգի առավելագույն և նվազագույն լարումը

• Պահանջվող օգտագործելի էներգիա կամ գործառնական ժամանակը

• Շարունակական հզորություն կամ հոսանք

• Պիկ հզորությունը/հոսանքը և տևողությունը

• Լիցքավորման ժամանակը կամ լիցքավորման հոսանքը

• Առավելագույն չափերը

• Առավելագույն քաշը

• Գործող ջերմաստիճանը

• Ակնկալվող ցիկլի կյանքը

• Սառեցման մեթոդ

• BMS կապի պահանջներ

• Հավաստագրման պահանջներ

• Նախատիպը և տարեկան պատվերի քանակը

Misen-ն աջակցում է բջիջների ընտրությանը, դասակարգմանը, մոդուլի կազմաձևմանը և հարմարեցված մարտկոցների լուծումների մշակում էլեկտրական շարժունակության, AGV-ների, ռոբոտաշինության, արդյունաբերական սարքավորումների, ծովային համակարգերի և էներգիայի պահպանման ծրագրերի համար:

Եզրակացություն

Հիմնական մարտկոցների փաթեթի բանաձևերը պարզ են.

Անվանական փաթեթի լարումը = Սերիաների քանակը × Բջջի անվանական լարումը

Փաթեթի հզորություն = Զուգահեռ հաշվարկ × Բջջի հզորություն

Փաթեթի էներգիա (Վտժ) = Փաթեթի լարումը × Փաթեթի հզորությունը

Փաթեթային էներգիա (կՎտժ) = Փաթեթային էներգիա Վտժ ÷ 1000

Օգտագործելով 3.7V 70Ah P70A բջիջը որպես նախնական օրինակ՝ 14S4P կոնֆիգուրացիան ապահովում է.

• 51.8V անվանական լարում

• 280Ah անվանական հզորություն

• 14,50 կՎտժ նախնական անվանական էներգիա

• Մոտավորապես 11,60 կՎտժ ենթադրյալ 80% օգտագործելի SOC պատուհանում

Այս թվերը նախագծման գործընթացի միայն սկիզբն են: Վերջնական կատարումը կախված է լարման սահմաններից, լիցքաթափման պայմաններից, ջերմաստիճանից, բջիջների համապատասխանությունից, հոսանքի բաշխումից, մեխանիկական սեղմումից, ջերմային կառավարումից, BMS կարգավորումներից և համակարգի կորուստներից:

Բարձր էներգիայի NMC քսակ բջիջ պահանջող նախագծերի համար վերանայեք P70A 3.7V 70Ah-ը պահում է բջջային բնութագրերը և ուղարկում Misen-ի ձեր լարման, էներգիայի, հոսանքի, տարածության և ջերմաստիճանի պահանջները նախագծի վրա հիմնված գնահատման համար:

ՀՏՀ

Ինչպե՞ս եք հաշվարկում քսակ բջջային մարտկոցի կՎտժ-ը:

Փաթեթի անվանական լարումը բազմապատկեք փաթեթի հզորությամբ Ah-ով՝ ստանալու համար Wh: Wh արդյունքը բաժանեք 1000-ի և ստացեք կՎտժ:

Օրինակ.

51,8V × 280Ah = 14,504Wh = 14,504kWh:

Արդյո՞ք սերիական բջիջների միացումը մեծացնում է Ah հզորությունը:

Ոչ: Սերիայի միացումները մեծացնում են լարումը: Ah հզորությունը մնում է հավասար մեկ բջջի կամ մեկ զուգահեռ խմբի:

Արդյո՞ք բջիջները զուգահեռ միացնելը մեծացնում է լարումը:

Ոչ: Զուգահեռ միացումները մեծացնում են Ah հզորությունը և նպաստում ընթացիկ կարողությանը: Լարումը մնում է հավասար մեկ բջիջի կամ շարքի տողի:

Քանի՞ բջիջ կա 14S4P մարտկոցի փաթեթում:

14S4P փաթեթը պարունակում է 14 սերիա-կապակցված խմբեր՝ չորս բջիջներով յուրաքանչյուր զուգահեռ խմբում.

14 × 4 = 56 բջիջ:

Արդյո՞ք 14S P70A մարտկոցը համատեղելի է յուրաքանչյուր 48 Վ համակարգի հետ:

Ոչ ավտոմատ կերպով: Օգտագործելով P70A հղման արժեքները, 14S փաթեթը ունի անվանական լարման մոտավորապես 51,8 Վ, առաջարկվող լիցքավորման անջատման հաշվարկը 60,2 Վ և լիցքաթափման վերջի հաշվարկը կիրառելի պայմաններում՝ 38,5 Վ: Միացված սարքավորումը պետք է ապահովի գործառնական ամբողջ տիրույթը:

Որքա՞ն շարունակական հոսանք կարող է ապահովել P70A բջիջը:

Հասանելի տեխնիկական պայմանները նշված պայմաններում 25°C ջերմաստիճանում 3C-ի առավելագույն շարունակական լիցքաթափման արագություն են նշում: Ելնելով շուկայական 70Ah հզորության դասից, սա համապատասխանում է մոտավորապես 210A մեկ բջջի համար: Ընթացքի վերջնական սահմանաչափերը պետք է համապատասխանեն տվյալների թերթիկի կիրառելի պայմաններին և փաթեթի մակարդակի ջերմային վավերացմանը:

Հնարավո՞ր է արդյոք տարբեր հզորության պարկի բջիջները զուգահեռաբար միացնել:

Խորհուրդ չի տրվում նոր արտադրական փաթեթի համար: Բջիջները սովորաբար պետք է օգտագործեն նույն հաստատված քիմիան և մոդելը և պետք է համապատասխանեն հզորությանը, դիմադրությանը, լարմանը, SOC-ին և ծերացման պայմաններին:

Արդյո՞ք օգտագործելի կՎտժ-ը նույնն է, ինչ անվանական կՎտժ-ը:

Ոչ: Անվանական կՎտժ-ը հաշվարկվում է անվանական լարումից և հզորությունից: Օգտագործելի էներգիան կախված է թույլատրված SOC-ից և լարման պատուհանից, հոսանքից, ջերմաստիճանից, ծերացումից, BMS կարգավորումներից և համակարգի արդյունավետությունից:

Որքա՞ն ուռչող տարածություն պետք է թույլատրվի քսակի բջիջի համար:

Չկա համընդհանուր տոկոս յուրաքանչյուր քսակ բջիջի համար: Մեխանիկական դիզայնը պետք է համապատասխանի ընտրված բջիջի նախաբեռնվածությանը, հաստության հանդուրժողականությանը և ժամկետի ավարտի ուռչման պահանջներին: Հասանելի P70A բնութագրերը ցույց են տալիս 6% այտուցվածության գործակիցը և 400–500Ն նախնական նախաբեռնումը: