Cara Menghitung Baterai Pouch Cell : Seri, Paralel, Tegangan, Kapasitas dan kWh

Menghitung paket baterai sel kantong dimulai dengan beberapa rumus sederhana, namun desain yang dapat digunakan memerlukan lebih dari sekadar mengalikan voltase dan kapasitas.

Koneksi seri menentukan tegangan paket. Koneksi paralel menentukan kapasitas paket dan berkontribusi terhadap kemampuan saat ini. Kimia sel, batas tegangan, laju pelepasan, resistansi internal, suhu, kompresi mekanis, dan Sistem Manajemen Baterai (BMS) kemudian menentukan apakah konfigurasi yang dihitung dapat bekerja dengan aman pada aplikasi yang dimaksudkan.

Panduan ini menjelaskan cara menghitung jumlah seri dan paralel, tegangan nominal, Ah, Wh dan kWh yang dapat digunakan. A Sel kantong NMC P70A 3.7V 70Ah digunakan sebagai contoh utama.

Perhitungannya cocok untuk ukuran baterai awal. Modul akhir dan desain paket harus diverifikasi berdasarkan lembar data sel terbaru, profil beban lengkap, dan hasil pengujian tingkat paket.

Poin Penting

• Sel-sel yang terhubung secara seri meningkatkan tegangan; mereka tidak meningkatkan kapasitas Ah.

• Sel yang terhubung secara paralel meningkatkan kapasitas Ah; mereka tidak meningkatkan tegangan.

• Energi paket dalam Wh sama dengan tegangan paket nominal dikalikan dengan kapasitas paket.

• Bagilah Wh dengan 1.000 untuk mengubah hasilnya menjadi kWh.

• Energi papan nama dan energi yang dapat digunakan tidaklah sama.

• Arus kontinu harus diperiksa pada tegangan operasi terendah, tidak hanya pada tegangan nominal.

• Tegangan pengisian dan pengosongan maksimum harus berasal dari lembar data sel yang dipilih.

• Sel kantong memerlukan pengekangan mekanis khusus sel, kelonggaran pembengkakan, dan desain termal.

• Peringkat BMS, sekering, kontaktor, dan konduktor akhir tidak dapat dipilih dari aturan persentase tunggal.

1. Tentukan Persyaratan Sistem Baterai Terlebih Dahulu

Paket baterai harus dihitung mundur dari aplikasi. Sebelum memilih sel atau memutuskan konfigurasi seri dan paralel, tentukan persyaratan berikut:

• Tegangan sistem nominal target

• Tegangan masukan maksimum yang diizinkan

• Tegangan operasi minimum

• Diperlukan papan nama atau energi yang dapat digunakan

• Waktu pengoperasian yang diperlukan

• Daya dan arus berkelanjutan

• Daya puncak, arus puncak, dan durasi puncak

• Pengisian daya dan waktu pengisian

• Dimensi instalasi yang tersedia

• Berat baterai maksimum

• Suhu pengoperasian dan penyimpanan

• Siklus hidup yang diharapkan

• Metode pendinginan

• Sertifikasi dan persyaratan transportasi yang berlaku

Sistem yang diiklankan sebagai '48V,' misalnya, mungkin menerima tegangan maksimum dan minimum yang sangat berbeda tergantung pada pengontrol motor, inverter, konverter DC/DC, atau peralatan lain yang terhubung. Tegangan sistem yang diiklankan saja tidak cukup untuk menentukan jumlah seri yang benar.

2. Pahami Spesifikasi Sel

Perhitungannya harus menggunakan spesifikasi yang disetujui dari sel yang dipilih. Masukan yang paling penting mencakup:

Parameter sel	Mengapa ini penting
Tegangan nominal	Digunakan untuk perhitungan tegangan dan energi paket awal
Tegangan pemutusan muatan yang direkomendasikan	Digunakan untuk menghitung keluaran pengisi daya dan tegangan paket normal maksimum
Tegangan akhir pelepasan	Digunakan untuk mengevaluasi batas tegangan bawah
Kapasitas terukur atau standar	Menentukan Ah dan energi awal
Peringkat pelepasan berkelanjutan	Membantu menentukan kemampuan saat ini
Peringkat dan durasi debit puncak	Digunakan untuk kejadian beban pendek seperti akselerasi atau start motor
Resistansi dalam DC	Membantu memperkirakan penurunan tegangan dan panas resistif di bawah beban
Suhu pengisian dan pengosongan	Menentukan operasi yang diizinkan dan penurunan arus
Dimensi dan berat	Diperlukan untuk tata letak modul dan penghitungan kepadatan energi tingkat paket
Preload mekanis dan tunjangan pembengkakan	Diperlukan untuk desain modul sel kantong
Kondisi pengujian siklus hidup	Diperlukan untuk membandingkan ekspektasi kehidupan pelayanan dengan benar

Sel dengan kimia yang sama masih dapat memiliki batas voltase, peringkat arus, dan rentang suhu yang berbeda. Jangan menerapkan satu volume universaltage pengaturan ke setiap sel kantong NMC, LFP atau LTO.

Persediaan Misen banyak kimia dan kapasitas baterai sel kantong untuk mobilitas listrik, AGV, robotika, peralatan industri, sistem kelautan, dan proyek penyimpanan energi.

3. Memilih Kimia Sel

Kimia mempengaruhi perhitungan tegangan, jumlah sel secara seri, kepadatan energi, target siklus hidup, kemampuan daya dan strategi termal.

Kimia	Tegangan nominal awal yang khas	Prioritas pemilihan umum
Sel kantong NMC	Sekitar 3,6–3,73V, tergantung selnya	Kepadatan energi tinggi dan sistem baterai yang ringkas dan ringan
sel kantong LiFePO4	Umumnya sekitar 3.2V	Siklus hidup, stabilitas termal dan aplikasi industri atau stasioner
sel kantong LTO	Biasanya sekitar 2.3–2.4V	Daya tinggi, pengisian cepat, pengoperasian suhu rendah, dan siklus hidup yang panjang

Ini adalah nilai referensi awal, bukan pengaturan desain universal. Selalu gunakan voltase nominal, batas pengisian daya, dan batas pelepasan yang dinyatakan dalam spesifikasi sel yang dipilih.

4. Sel Referensi: Sel Kantong NMC P70A 3.7V 70Ah

Untuk contoh perhitungan utama, kami menggunakan format besar Sel kantong NMC P70A.

Untuk perhitungan awal yang sederhana, nilai yang ada di pasar adalah:

• Tegangan nominal: 3.7V

• Kelas kapasitas nominal: 70Ah

• Energi nominal awal: 3,7V × 70Ah = 259Wh

• Laju pelepasan kontinu maksimum: hingga 3C pada 25°C dalam kondisi yang ditentukan

• Perkiraan arus yang sesuai dengan 3C: 70Ah × 3C = 210A

Data sel terperinci memberikan kondisi pengujian yang lebih spesifik:

• Tegangan nominal: 3,73V pada 0,33C atau 3,70V pada 0,5C

• Kapasitas standar: setidaknya 68,7Ah pada 0,33C atau setidaknya 67,8Ah pada 0,5C

• Energi terhitung: sekitar 256,3Wh berdasarkan 3,73V × 68,7Ah

• Tegangan pemutusan pengisian daya yang disarankan: 4.3V

• Tegangan akhir pelepasan: 2,75V dalam kondisi suhu normal yang dinyatakan

• Resistansi internal AC: tidak lebih dari 1,2mΩ dalam kondisi pengujian yang ditentukan

• Resistansi internal DC: tidak lebih dari 3,0mΩ dalam kondisi pengujian yang ditentukan

Nilai 3,7V dan 70Ah membuat rumus dasar lebih mudah diikuti. Untuk perhitungan teknik akhir, spesifikasi pengadaan, dan jaminan kinerja, gunakan nilai lembar data dan kondisi pengujian yang berlaku.

5. Bagaimana Sambungan Seri Meningkatkan Tegangan

Ketika sel dihubungkan secara seri, terminal positif dari satu sel atau grup paralel dihubungkan ke terminal negatif sel berikutnya.

Sambungan seri meningkatkan tegangan, sedangkan kapasitas Ah tetap tidak berubah.

Tegangan paket nominal = Jumlah sel dalam seri × Tegangan sel nominal

Menggunakan nilai P70A yang sesuai dengan pasar dalam konfigurasi 14S:

14 × 3,7V = nominal 51,8V

Oleh karena itu, paket 14S1P memiliki:

• Tegangan nominal: 51.8V

• Kapasitas: 70Ah

• Jumlah total sel: 14

Kisaran tegangan lengkap juga harus diperiksa.

Menggunakan voltase pemutusan pengisian daya P70A yang direkomendasikan:

14 × 4.3V = 60.2V

Menggunakan tegangan akhir pelepasan 2,75V yang dinyatakan:

14 × 2,75V = 38,5V

Oleh karena itu, rentang tegangan awal adalah sekitar 38,5V hingga 60,2V pada kondisi yang berlaku.

Baterai 14S NMC mungkin dipasarkan sebagai sistem kelas 48V, tetapi hal itu tidak secara otomatis membuatnya kompatibel dengan setiap pengontrol atau inverter 48V. Semua peralatan yang terhubung harus diperiksa terhadap voltase baterai lengkaptage rentang.

Untuk penjelasan lebih detail, lihat Tegangan Sel Kantong NMC: Batasan dan Pengaturan BMS.

6. Bagaimana Koneksi Paralel Meningkatkan Kapasitas

Ketika sel dihubungkan secara paralel, semua terminal positif dihubungkan bersama dan semua terminal negatif dihubungkan bersama.

Koneksi paralel meningkatkan kapasitas Ah, sementara tegangan tetap sama dengan satu sel atau satu grup seri.

Kapasitas paket = Jumlah sel secara paralel × Kapasitas sel

Menggunakan empat sel P70A secara paralel:

4×70Ah = 280Ah

Oleh karena itu, grup 4P memiliki:

• Tegangan nominal: 3.7V

• Kapasitas: 280Ah

• Jumlah total sel: 4

Koneksi paralel juga dapat meningkatkan kemampuan saat ini. Untuk ukuran awal:

Kemampuan arus grup paralel ≈ Jumlah sel paralel × Arus sel tunggal yang disetujui

Jika satu sel P70A kelas 70Ah mendukung sekitar 210A pada 3C di bawah kondisi pengujian yang ditentukan, grup paralel empat sel memiliki kemampuan arus tingkat sel teoritis sekitar 840A.

Namun, ini tidak otomatis menjadi paket aman saat ini.

Batas akhir saat ini ditentukan oleh batas terendah yang disetujui di antara:

• Sel

• Tab sel

• Busbar atau konektor fleksibel

• Sambungan las atau baut

• BMS

• Kontaktor

• Sekering

• Kabel dan konektor

• Sistem pendingin

• Kenaikan suhu yang diizinkan

Pembagian arus paralel juga bergantung pada resistansi sel, resistansi sambungan, simetri busbar, suhu, dan pencocokan sel. Perkalian teoretis harus selalu diikuti dengan validasi listrik dan termal.

7. Cara Menghitung Paket Seri-Paralel

Konfigurasi 14S4P berisi 14 grup yang terhubung seri, dengan empat sel terhubung secara paralel di dalam setiap grup.

Jumlah total sel adalah:

Total sel = Jumlah seri × Jumlah paralel

14 × 4 = 56 sel

Untuk contoh P70A:

• Jumlah seri: 14

• Hitungan paralel: 4

• Jumlah sel: 56

• Tegangan paket nominal: 51.8V

• Kapasitas paket: 280Ah

Istilah '14S4P' harus didukung oleh diagram kelistrikan yang menunjukkan grup paralel, titik penginderaan BMS, jalur arus utama, dan perangkat proteksi. Jangan hanya mengandalkan nama konfigurasi tertulis saat meninjau gambar pemasok.

Beberapa sistem baterai menggunakan string seri yang dilindungi secara terpisah dan dihubungkan secara paralel pada tingkat paket. Pengaturan ini dapat memberikan redundansi, namun memerlukan koordinasi yang cermat antara unit BMS, kontaktor, sekering, dan sistem komunikasi. Topologi yang benar bergantung pada persyaratan keselamatan, layanan, dan isolasi kesalahan proyek.

8. Cara Menghitung Wh dan kWh

Energi baterai biasanya dinyatakan dalam watt-jam atau kilowatt-jam.

Energi paket (Wh) = Tegangan paket nominal × Kapasitas paket

Hasil yang sama dapat dihitung langsung dari jumlah sel:

Energi paket (Wh) = S × P × Tegangan nominal sel × Kapasitas sel

Untuk contoh 14S4P P70A:

• Tegangan paket nominal: 51.8V

• Kapasitas paket: 280Ah

51,8V × 280Ah = 14,504Wh

Ubah Wh menjadi kWh:

14.504Wh 1.000 = 14,504kWh

Oleh karena itu, energi papan nama awal kira-kira:

14,50kWh

Menggunakan nilai pengujian lembar data yang lebih konservatif yaitu 3,73V dan 68,7Ah:

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

Perbedaan ini menggambarkan mengapa kelas kapasitas yang tersedia di pasar dan kapasitas minimum yang diuji pada lembar data tidak boleh diperlakukan sama. Untuk jaminan kinerja paket, gunakan nilai spesifikasi yang berlaku.

Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang perbedaan antara energi tingkat sel dan tingkat paket di Penjelasan Kepadatan Energi Sel Kantong: Wh/kg, Wh/L, dan Energi Paket yang Dapat Digunakan.

9. Tabel Perhitungan Paket P70A Cepat

Nilai berikut menggunakan 3.7V dan 70Ah untuk pengukuran awal.

Konfigurasi	Jumlah sel	Tegangan nominal	Kapasitas Energi	papan nama	Perkiraan energi pada 80% jendela SOC yang dapat digunakan
14S1P	14	51.8V	70Ah	3,63kWh	2,90kWh
14S2P	28	51.8V	140Ah	7,25kWh	5,80kWh
14S3P	42	51.8V	210Ah	10,88kWh	8,70kWh
14S4P	56	51.8V	280Ah	14,50kWh	11,60kWh

Nilai-nilai ini bersifat awal. Energi aktual yang dapat disalurkan bergantung pada jendela tegangan yang disetujui, arus beban, suhu, penuaan sel, pengaturan BMS, dan kerugian sistem.

10. Energi Papan Nama vs. Energi yang Dapat Digunakan

Energi papan nama dihitung dari tegangan nominal dan kapasitas. Energi yang dapat digunakan adalah jumlah yang dapat diakses aplikasi dalam jendela operasi yang dipilih.

Untuk perkiraan awal:

Energi yang dapat digunakan ≈ Energi papan nama × Jendela SOC yang dapat digunakan

Jika paket 14S4P P70A memiliki energi papan nama awal sebesar 14,50kWh dan beroperasi melalui jendela SOC 80%:

14,50kWh × 0,80 = sekitar 11,60kWh

Ini hanyalah perkiraan, bukan hasil yang dijamin.

Energi aktual yang dapat digunakan dipengaruhi oleh:

• Kurva pelepasan sel

• Batas pengisian dan pengosongan

• Tingkat debit

• Tegangan melorot

• Suhu lingkungan dan sel

• Variasi sel-ke-sel

• Keadaan Kesehatan

• Strategi penghentian PASI

• Kerugian kabel dan kontaktor

• Konverter DC/DC, pengontrol motor atau efisiensi inverter

Jika energi yang dapat digunakan masih harus dicapai menjelang akhir masa pakai baterai, pengukuran awal juga dapat mempertimbangkan target kapasitas akhir masa pakai dan efisiensi konversi:

Energi papan nama yang diperlukan ≈ Target energi yang dapat digunakan ÷ (jendela SOC yang dapat digunakan × fraksi kapasitas akhir masa pakai × efisiensi sistem)

Rumus ini berguna untuk pengukuran awal. Performa akhir harus divalidasi dari data pelepasan sel dan pengujian tingkat paket.

11. Hitung Arus dari Daya

Perancang paket baterai sering kali memulai dengan nilai daya yang dibutuhkan dalam kW, bukan nilai arus dalam ampere.

Hubungannya adalah:

Daya = Tegangan × Arus

Karena itu:

Arus = Daya ÷ Tegangan

Untuk beban 10kW pada tegangan nominal paket 14S P70A:

10.000W 51,8V = sekitar 193A

Jika pengontrol mencoba mempertahankan 10kW saat tegangan baterai turun menjadi 38,5V:

10.000W 38,5V = sekitar 260A

Ini menunjukkan mengapa arus tidak dihitung hanya pada tegangan nominal. Untuk beban daya konstan, arus meningkat seiring turunnya tegangan baterai.

Sel, BMS, busbar, kontaktor, sekering, dan kabel harus dievaluasi pada kombinasi voltase, daya, suhu, dan durasi terburuk yang relevan.

12. Tegangan Sag dan Pembangkitan Panas

Tegangan sel di bawah beban lebih rendah daripada tegangan rangkaian terbuka santai. Perkiraan penurunan tegangan yang disederhanakan adalah:

Tegangan melorot ≈ Arus × resistansi DC

Resistensi paket sebenarnya mencakup lebih dari sekadar resistensi sel. Ini juga mencakup:

• tab

• busbar

• Sendi

• Sekering

• Kontaktor

• Kabel

• Konektor

• Perbedaan distribusi arus paralel

Perkiraan panas resistif yang disederhanakan adalah:

Kehilangan daya ≈ Arus² × Resistansi

Oleh karena itu, panas meningkat kira-kira sebanding dengan kuadrat arus dalam model resistif yang disederhanakan, bukan secara eksponensial. Pembangkitan panas aktual dan kenaikan suhu juga bergantung pada SOC, suhu sel, perubahan resistansi, kondisi pendinginan, dan siklus kerja.

ACIR yang diukur pada 1kHz tidak secara otomatis digunakan untuk memprediksi penurunan tegangan beban. DCIR yang diukur pada kondisi beban tertentu umumnya lebih relevan untuk perhitungan awal tegangan-sag dan panas.

13. Pencocokan Sel dan Pembagian Arus Paralel

Perhitungan matematis mengasumsikan bahwa setiap sel mempunyai kinerja yang sama. Sel nyata memiliki perbedaan dalam kapasitas, resistansi internal, tegangan rangkaian terbuka, self-discharge, dan penuaan.

Sel yang dimaksudkan untuk satu paket biasanya harus dicocokkan dengan:

• Kimia dan model

• Batch produksi jika praktis

• Kapasitas

• Resistansi AC dan DC

• Tegangan rangkaian terbuka

• Status Tanggung Jawab

• Pelepasan diri

• Usia dan riwayat penggunaan

Sel-sel pada tingkat SOC yang berbeda secara signifikan tidak boleh dihubungkan secara paralel secara langsung. Perbedaan tegangan dapat menyebabkan arus pemerataan yang tinggi dibatasi terutama oleh resistansi sel dan sambungan.

Sel dengan kapasitas berbeda tidak secara otomatis membagi arus berdasarkan kapasitas. Distribusi arus sangat dipengaruhi oleh resistansi internal, resistansi interkoneksi, suhu, dan tata letak busbar. Untuk paket produksi baru, menggunakan sel yang cocok dari model sama yang disetujui adalah pendekatan yang lebih disukai.

Sirkuit penyeimbang BMS tidak dapat mengkompensasi dengan cepat perbedaan besar dalam kapasitas atau resistansi di dalam paket sel kantong berkapasitas tinggi. Penilaian sel tetap penting sebelum perakitan.

14. Desain Mekanis untuk Sel Kantung

Sel kantong tidak memiliki kaleng logam yang kaku. Struktur modul harus mengatur perluasan sel, memberikan dukungan seragam, melindungi film laminasi dan menjaga kontak termal yang andal.

Tidak ada batasan pembengkakan universal atau tekanan preload yang dapat diterapkan pada setiap sel kantong.

Untuk P70A, spesifikasi yang tersedia menunjukkan:

• Pramuat awal: 400–500N

• Koefisien pembengkakan yang ditentukan: 6%

• Pengoperasian jangka panjang tanpa penahan mekanis tidak diperbolehkan

• Tekanan harus didistribusikan secara merata ke seluruh permukaan sel

Nilai-nilai ini berlaku untuk P70A dan tidak boleh disalin secara otomatis ke model sel kantong lainnya.

Desain modul harus mempertimbangkan:

• Pelat ujung dan kekakuan rangka

• Metode pramuat

• Bantalan kompresi atau pembengkakan

• Toleransi ketebalan sel

• Ekspansi akhir kehidupan

• Isolasi listrik

• Perlindungan tab dan segel

• Kontak permukaan pendingin

• Toleransi manufaktur dan layanan

Untuk informasi lebih lanjut, lihat Mengapa Sel Kantong Memerlukan Kompresi dalam Desain Paket Baterai.

15. Manajemen Termal

Persyaratan pendinginan tidak dapat dipilih hanya dari tingkat C saja. Sistem 1C dalam wadah yang padat mungkin memiliki kondisi termal yang lebih sulit dibandingkan sistem dengan arus lebih tinggi dengan siklus kerja pendek dan struktur pendinginan yang efektif.

Desain termal harus mempertimbangkan:

• Resistansi sel DC

• Arus terus menerus

• Arus dan durasi puncak

• Mengisi arus

• Geometri modul

• Jarak sel

• Arah perpindahan panas

• Suhu lingkungan

• Suhu sel maksimum yang diizinkan

• Perbedaan suhu sel-ke-sel maksimum

• Kondisi kegagalan sistem pendingin

Strategi yang mungkin dilakukan meliputi konveksi alami, udara paksa, pelat pendingin konduktif, dan pendingin cair. Solusi yang tepat harus dipilih dari model pembangkitan panas dan dikonfirmasi dengan pengujian suhu tingkat modul.

Sensor suhu harus ditempatkan di lokasi yang representatif, termasuk kemungkinan titik panas dan area di mana hambatan sambungan dapat menimbulkan panas tambahan.

16. BMS dan Proteksi Listrik

BMS harus mendukung jumlah seri yang tepat dan rentang tegangan sel yang disetujui. Untuk paket 14S, BMS harus memantau 14 grup sel yang terhubung secara seri.

Pemilihan PASI harus mempertimbangkan:

• Kimia sel

• Jumlah seri

• Target tegangan pengisian normal

• Ambang perlindungan tegangan lebih

• Ambang perlindungan tegangan rendah

• Arus terus menerus

• Arus dan durasi puncak

• Deteksi arus pendek

• Suhu pengisian dan pengosongan

• Kuantitas dan penempatan sensor

• Menyeimbangkan strategi

• Akurasi pengukuran tegangan dan arus

• Kontrol kontaktor

• Pencatatan kesalahan dan pemulihan

Ambang batas tegangan berlebih BMS adalah pengaturan perlindungan darurat, bukan target pengisi daya normal. Pengisi daya harus mengatur volumetage dan arus dengan benar tanpa bergantung pada pemutusan BMS rutin.

Juga tidak ada aturan universal yang menyatakan bahwa setiap BMS, kontaktor, atau sekering harus diberi nilai tepat 125% dari arus yang diharapkan. Margin desain yang sesuai bergantung pada komponen, suhu, siklus kerja, masa pakai, dan standar yang berlaku.

Pemilihan sekring harus mempertimbangkan:

• Arus beban terus menerus

• Perlindungan kabel dan busbar

• Tegangan pengenal DC

• Arus kesalahan maksimum yang tersedia

• Peringkat interupsi DC

• Kurva waktu-saat ini

• kinerja saya

• Koordinasi dengan BMS dan kontaktor

Sistem tegangan tinggi atau daya tinggi mungkin juga memerlukan kontaktor utama, sirkuit pra-pengisian, pemutusan layanan, pemantauan insulasi, dan isolasi kesalahan terkoordinasi.

17. Alur Kerja Perhitungan Baterai yang Praktis

Perhitungan awal yang dapat diandalkan dapat mengikuti urutan berikut:

1. Tentukan rentang tegangan lengkap peralatan.

2. Tentukan energi yang dapat digunakan, daya berkelanjutan, dan beban puncak yang diperlukan.

3. Pilih kimia sel dan model sel.

4. Gunakan batas tegangan sel dan kondisi pengujian kapasitas yang disetujui.

5. Hitung jumlah seri dari rentang tegangan yang diperlukan.

6. Hitung hitungan paralel dari kebutuhan energi dan arus.

7. Hitung jumlah sel total, tegangan nominal, Ah, Wh dan kWh.

8. Perkirakan energi yang dapat digunakan dalam jendela SOC yang diinginkan.

9. Periksa kebutuhan arus pada tegangan operasi terendah.

10. Periksa tegangan melorot, pembangkitan panas, dan pembagian arus.

11. Pilih BMS, konduktor, kontaktor, dan perangkat proteksi.

12. Rancang struktur penahan mekanis, isolasi dan pendingin.

13. Bangun dan uji prototipe di bawah kondisi beban dan suhu yang diinginkan.

14. Lengkapi sertifikasi keselamatan, transportasi dan aplikasi yang diperlukan.

Spreadsheet dapat menghasilkan penghitungan pertama, namun pengujian diperlukan untuk mengonfirmasi sistem baterai akhir.

18. Informasi yang Harus Diberikan Saat Meminta Solusi Sel Kantong

Untuk mengevaluasi proyek sel kantong atau baterai khusus, berikan informasi berikut sebanyak mungkin:

• Aplikasi

• Tegangan nominal sasaran

• Tegangan sistem maksimum dan minimum

• Diperlukan energi yang dapat digunakan atau waktu pengoperasian

• Daya atau arus terus menerus

• Daya puncak/arus dan durasi

• Waktu pengisian atau arus pengisian

• Dimensi maksimum

• Berat maksimum

• Suhu pengoperasian

• Siklus hidup yang diharapkan

• Metode pendinginan

• Persyaratan komunikasi BMS

• Persyaratan sertifikasi

• Prototipe dan jumlah pesanan tahunan

Misen mendukung pemilihan sel, penilaian, konfigurasi modul dan pengembangan solusi baterai yang disesuaikan untuk mobilitas listrik, AGV, robotika, peralatan industri, sistem kelautan, dan aplikasi penyimpanan energi.

Kesimpulan

Rumus dasar paket baterai sangatlah mudah:

Tegangan paket nominal = Jumlah seri × Tegangan nominal sel

Kapasitas paket = Jumlah paralel × Kapasitas sel

Energi paket (Wh) = Tegangan paket × Kapasitas paket

Paket energi (kWh) = Paket energi dalam Wh 1.000

Menggunakan sel P70A 3,7V 70Ah sebagai contoh awal, konfigurasi 14S4P menyediakan:

• Tegangan nominal 51.8V

• Kapasitas nominal 280Ah

• Energi papan nama awal 14,50kWh

• Sekitar 11,60kWh dengan asumsi 80% jendela SOC dapat digunakan

Angka-angka ini hanyalah awal dari proses desain. Kinerja akhir tergantung pada batas tegangan, kondisi pelepasan, suhu, pencocokan sel, distribusi arus, kompresi mekanis, manajemen termal, pengaturan BMS, dan kerugian sistem.

Untuk proyek yang membutuhkan sel kantong NMC berenergi tinggi, tinjau Spesifikasi sel kantong P70A 3.7V 70Ah dan kirimkan ke Misen persyaratan voltase, energi, arus, ruang, dan suhu Anda untuk evaluasi berbasis proyek.

Pertanyaan Umum

Bagaimana cara menghitung kWh baterai sel kantong?

Kalikan tegangan paket nominal dengan kapasitas paket dalam Ah untuk mendapatkan Wh. Bagilah hasil Wh dengan 1.000 untuk mendapatkan kWh.

Misalnya:

51,8V × 280Ah = 14,504Wh = 14,504kWh.

Apakah menghubungkan sel secara seri meningkatkan kapasitas Ah?

Tidak. Koneksi seri meningkatkan tegangan. Kapasitas Ah tetap sama dengan satu sel atau satu grup paralel.

Apakah menghubungkan sel secara paralel meningkatkan tegangan?

Tidak. Koneksi paralel meningkatkan kapasitas Ah dan berkontribusi terhadap kemampuan saat ini. Tegangannya tetap sama dengan satu sel atau string seri.

Berapa banyak sel dalam baterai 14S4P?

Paket 14S4P berisi 14 grup yang terhubung seri dengan empat sel di setiap grup paralel:

14 × 4 = 56 sel.

Apakah baterai 14S P70A kompatibel dengan setiap sistem 48V?

Tidak secara otomatis. Dengan menggunakan nilai referensi P70A, paket 14S memiliki voltase nominal sekitar 51,8V, penghitungan batas pengisian daya yang direkomendasikan sebesar 60,2V, dan penghitungan akhir pengosongan sebesar 38,5V berdasarkan kondisi yang berlaku. Peralatan yang terhubung harus mendukung jangkauan pengoperasian yang lengkap.

Berapa banyak arus kontinu yang dapat disediakan oleh sel P70A?

Spesifikasi yang tersedia mencantumkan laju pelepasan kontinu maksimum sebesar 3C pada 25°C dalam kondisi yang disebutkan. Berdasarkan kelas kapasitas 70Ah yang ada di pasaran, ini setara dengan sekitar 210A per sel. Batasan arus akhir harus mengikuti kondisi lembar data yang berlaku dan validasi termal tingkat paket.

Bisakah sel kantong dengan kapasitas berbeda dihubungkan secara paralel?

Tidak disarankan untuk paket produksi baru. Sel biasanya harus menggunakan bahan kimia dan model yang disetujui dan harus disesuaikan dengan kapasitas, resistansi, voltase, SOC, dan kondisi penuaan.

Apakah kWh yang dapat digunakan sama dengan kWh yang tertera pada papan nama?

Tidak. Papan nama kWh dihitung dari tegangan nominal dan kapasitas. Energi yang dapat digunakan bergantung pada SOC dan jendela tegangan yang diizinkan, arus, suhu, penuaan, pengaturan BMS, dan efisiensi sistem.

Berapa banyak ruang pembengkakan yang harus diberikan untuk sel kantong?

Tidak ada persentase universal untuk setiap sel kantong. Desain mekanis harus mengikuti pramuat sel yang dipilih, toleransi ketebalan, dan persyaratan pembengkakan di akhir masa pakainya. Spesifikasi P70A yang tersedia menunjukkan koefisien pembengkakan 6% dan preload awal 400–500N.