Қапшықты батареялар жинағын қалай есептеу керек: сериялық, параллельдік, кернеу, сыйымдылық және кВтсағ.

Қапшықты батареялар жинағын есептеу бірнеше қарапайым формулалардан басталады, бірақ қолдануға болатын дизайн кернеу мен сыйымдылықты көбейтуді ғана қажет етеді.

Сериялық қосылымдар бума кернеуін анықтайды. Параллель қосылымдар пакеттің сыйымдылығын анықтайды және ағымдағы мүмкіндікке ықпал етеді. Жасуша химиясы, кернеу шектері, разряд жылдамдығы, ішкі кедергі, температура, механикалық қысу және батареяны басқару жүйесі (BMS) есептелген конфигурацияның жоспарланған қолданбада қауіпсіз жұмыс істей алатынын анықтайды.

Бұл нұсқаулық сериялық және параллельді санауларды, номиналды кернеуді, Ah, Wh және пайдалануға болатын кВт сағ қалай есептеу керектігін түсіндіреді. А Негізгі мысал ретінде P70A 3,7V 70Ah NMC дорба ұяшығы пайдаланылады.

Есептеулер батареяның мөлшерін алдын ала анықтауға жарамды. Соңғы модуль мен бума конструкциялары соңғы ұяшық деректер парағымен, толық жүктеме профилімен және бума деңгейіндегі сынақ нәтижелерімен салыстырылуы керек.

Негізгі қорытындылар

• Тізбектей қосылған ұяшықтар кернеуді арттырады; олар Ah сыйымдылығын арттырмайды.

• Параллель қосылған ұяшықтар Ah сыйымдылығын арттырады; олар кернеуді арттырмайды.

• Вт сағ түріндегі бума энергиясы пакеттің сыйымдылығына көбейтілген номиналды орам кернеуіне тең.

• Нәтижені кВт/сағ-қа түрлендіру үшін Wh-ті 1000-ға бөліңіз.

• Зат тақтасының энергиясы мен пайдалануға болатын энергия бірдей емес.

• Үздіксіз ток тек номиналды кернеуде ғана емес, ең төменгі жұмыс кернеуінде тексерілуі керек.

• Максималды зарядтау және разряд кернеулері таңдалған ұяшық деректер парағынан алынуы керек.

• Қапшық жасушалары жасушаға тән механикалық шектеуді, ісіну мүмкіндігін және жылу дизайнын қажет етеді.

• Соңғы BMS, сақтандырғыш, контактор және өткізгіштердің номиналды көрсеткіштерін бір пайыздық ережеден таңдау мүмкін емес.

1. Алдымен батарея жүйесіне қойылатын талаптарды анықтаңыз

Батарея жинағын қолданбадан кері есептеу керек. Ұяшықты таңдау немесе қатар мен параллель конфигурацияны таңдау алдында келесі талаптарды анықтаңыз:

• Жүйенің мақсатты номиналды кернеуі

• Максималды рұқсат етілген кіріс кернеуі

• Ең аз жұмыс кернеуі

• Қажетті тақтайша немесе пайдалануға болатын қуат

• Қажетті жұмыс уақыты

• Үздіксіз қуат және ток

• Ең жоғары қуат, ең жоғары ток және шың ұзақтығы

• Зарядтау қуаты және зарядтау уақыты

• Қолжетімді орнату өлшемдері

• Батареяның максималды салмағы

• Жұмыс және сақтау температурасы

• Күтілетін цикл мерзімі

• Салқындату әдісі

• Қолданылатын сертификаттау және тасымалдау талаптары

Мысалы, '48V,' деп жарияланған жүйе қозғалтқыш контроллеріне, инверторға, тұрақты/тұрақты ток түрлендіргішіне немесе басқа жалғанған жабдыққа байланысты өте әртүрлі максималды және ең төменгі кернеулерді қабылдауы мүмкін. Жарнамаланған жүйе кернеуі сериялардың дұрыс санын анықтау үшін жеткіліксіз.

2. Ұяшықтың техникалық сипаттамаларын түсініңіз

Есептеу таңдалған ұяшықтың бекітілген техникалық сипаттамаларын пайдалануы керек. Ең маңызды енгізулер мыналарды қамтиды:

ұяшық параметрі	Неліктен маңызды
Номиналды кернеу	Жинақтағы кернеу мен энергияны алдын ала есептеу үшін қолданылады
Ұсынылатын зарядты өшіру кернеуі	Зарядтағыш шығысын және максималды қалыпты орам кернеуін есептеу үшін қолданылады
Разрядтың соңындағы кернеу	Төменгі кернеу шегін бағалау үшін қолданылады
Номиналды немесе стандартты сыйымдылық	Алдын ала Ah және энергияны анықтайды
Үздіксіз разряд рейтингі	Ағымдағы мүмкіндікті анықтауға көмектеседі
Ең жоғары разряд рейтингі және ұзақтығы	Жеделдету немесе қозғалтқышты іске қосу сияқты қысқа жүктеме оқиғалары үшін пайдаланылады
Тұрақты токтың ішкі кедергісі	Кернеудің төмендеуін және жүктеме кезінде резистивті жылуды бағалауға көмектеседі
Зарядтау және разряд температурасы	Рұқсат етілген жұмысты және токтың төмендеуін анықтайды
Өлшемдері мен салмағы	Модульдің орналасуы мен бума деңгейіндегі энергия тығыздығын есептеу үшін қажет
Механикалық алдын ала жүктеме және ісіну мүмкіндігі	Сөмке ұяшығы модулінің дизайны үшін қажет
Циклдың өмір сүруінің сынақ шарттары	Қызмет көрсету мерзімін дұрыс салыстыру үшін қажет

Бірдей химиясы бар ұяшықтар әлі де әртүрлі кернеу шектеріне, ток көрсеткіштеріне және температура диапазондарына ие болуы мүмкін. Әрбір NMC, LFP немесе LTO қалта ұяшығына бір әмбебап кернеу параметрін қолданбаңыз.

Misen бірнеше жеткізеді қап ұялы батареялардың химиясы және қуаттары . электрлік ұтқырлық, AGV, робототехника, өнеркәсіптік жабдықтар, теңіз жүйелері және энергия сақтау жобалары үшін

3. Жасуша химиясын таңдау

Химия кернеуді есептеуге, сериядағы ұяшықтар санына, энергия тығыздығына, циклдің мақсаттылығына, қуат мүмкіндігіне және жылу стратегиясына әсер етеді.

Химия	Типтік алдын ала номиналды кернеу	Жалпы таңдау басымдығы
NMC қапшық ұяшығы	Ұяшыққа байланысты шамамен 3,6–3,73 В	Жоғары энергия тығыздығы және ықшам, жеңіл батарея жүйелері
LiFePO4 қапшық ұяшығы	Әдетте шамамен 3,2 В	Циклдың қызмет ету мерзімі, термиялық тұрақтылық және өнеркәсіптік немесе стационарлық қолданбалар
LTO қапшық ұяшығы	Әдетте шамамен 2,3–2,4 В	Жоғары қуат, жылдам зарядтау, төмен температурада жұмыс істеу және ұзақ цикл мерзімі

Бұл әмбебап дизайн параметрлері емес, алдын ала анықтамалық мәндер. Әрқашан таңдалған ұяшық сипаттамасында көрсетілген номиналды кернеуді, зарядтау шегін және разряд шегін пайдаланыңыз.

4. Анықтама ұяшығы: P70A 3.7V 70Ah NMC қалта ұясы

Негізгі есептеу мысалы үшін біз үлкен форматты қолданамыз P70A NMC қапшық ұяшығы.

Қарапайым алдын ала есептеулер үшін нарықтық мәндер:

• Номиналды кернеу: 3,7 В

• Номиналды қуат класы: 70Ач

• Алдын ала номиналды энергия: 3,7V × 70Ah = 259Wh

• Үздіксіз разрядтың максималды жылдамдығы: көрсетілген шарттарда 25°C температурада 3С дейін

• 3С сәйкес келетін шамамен ток: 70Ач × 3С = 210А

Толық ұяшық деректері нақтырақ сынақ шарттарын қамтамасыз етеді:

• Номиналды кернеу: 0,33С кезінде 3,73В немесе 0,5С кезінде 3,70В

• Стандартты сыйымдылық: 0,33С температурада кемінде 68,7Ач немесе 0,5С температурада кемінде 67,8Ач

• Есептелген энергия: 3,73В × 68,7Ач негізінде шамамен 256,3 Вт сағ

• Ұсынылатын зарядты өшіру кернеуі: 4,3 В

• Разрядтың аяқталуындағы кернеу: белгіленген қалыпты температура жағдайында 2,75 В

• Айнымалы токтың ішкі кедергісі: көрсетілген сынақ жағдайында 1,2 мОм артық емес

• Тұрақты токтың ішкі кедергісі: көрсетілген сынақ жағдайында 3,0 мОм артық емес

3,7V және 70Ah мәндері негізгі формулаларды орындауды жеңілдетеді. Соңғы инженерлік есептеулер, сатып алу спецификациялары және өнімділік кепілдіктері үшін тиісті деректер парағының мәнін және сынақ жағдайын пайдаланыңыз.

5. Сериялық қосылымдар кернеуді қалай арттырады

Ұяшықтар тізбектей жалғанған кезде бір ұяшықтың немесе параллель топтың оң терминалы келесінің теріс терминалына қосылады.

Сериялық қосылымдар кернеуді арттырады, ал Ah сыйымдылығы өзгеріссіз қалады.

Номиналды пакет кернеуі = Сериядағы ұяшықтар саны × Номиналды ұяшық кернеуі

14S конфигурациясында нарықтағы P70A мәндерін пайдалану:

14 × 3,7 В = 51,8 В номиналды

Сондықтан 14S1P бумасында:

• Номиналды кернеу: 51,8 В

• Сыйымдылығы: 70Ач

• Ұяшықтардың жалпы саны: 14

Толық кернеу диапазоны да тексерілуі керек.

Ұсынылған P70A зарядты өшіру кернеуін пайдалану:

14 × 4,3 В = 60,2 В

Көрсетілген 2,75 В разрядтың соңғы кернеуін пайдалану:

14 × 2,75 В = 38,5 В

Осылайша, алдын ала кернеу диапазоны қолданылатын шарттарда шамамен 38,5 В пен 60,2 В аралығында болады.

14S NMC аккумуляторын 48 В класты жүйе ретінде сатуға болады, бірақ бұл оны автоматты түрде әрбір 48 В контроллермен немесе инвертормен үйлесімді етпейді. Барлық жалғанған жабдықты аккумулятордың толық кернеу диапазонында тексеру керек.

Толығырақ түсініктеме алу үшін қараңыз NMC дорба ұяшық кернеуі: шектеулер және BMS параметрлері.

6. Параллель қосылымдар сыйымдылықты қалай арттырады

Ұяшықтар параллель қосылғанда, барлық оң терминалдар бір-біріне қосылады және барлық теріс терминалдар бірге қосылады.

Параллель қосылымдар Ah сыйымдылығын арттырады, ал кернеу бір ұяшыққа немесе бір сериялық топқа тең болып қалады.

Пакет сыйымдылығы = Параллельдегі ұяшықтар саны × Ұяшық сыйымдылығы

Төрт P70A ұяшығын параллель пайдалану:

4 × 70Ач = 280Ач

Сондықтан 4P тобында:

• Номиналды кернеу: 3,7 В

• Сыйымдылығы: 280Ач

• Ұяшықтардың жалпы саны: 4

Параллель қосылымдар ток мүмкіндігін де арттыра алады. Алдын ала мөлшерлеу үшін:

Параллель топтық ток мүмкіндігі ≈ Параллель ұяшықтар саны × Бекітілген бір ұяшықты ток

Егер бір 70Ач класты P70A ұяшығы көрсетілген сынақ шарттарында 3C температурасында шамамен 210А қолдаса, төрт ұяшықты параллель топтың теориялық ұяшық деңгейінде шамамен 840А ток мүмкіндігі болады.

Дегенмен, бұл автоматты түрде қауіпсіз пакеттік ток емес.

Соңғы ток шегі мыналардың арасында бекітілген ең төменгі шекпен анықталады:

• Жасушалар

• Ұяшық қойындылары

• Шиналар немесе икемді қосқыштар

• Дәнекерленген немесе бұрандалы қосылыстар

• BMS

• Контакторлар

• Сақтандырғыштар

• Кабельдер мен қосқыштар

• Салқындату жүйесі

• Рұқсат етілген температураның көтерілуі

Параллель токты бөлісу сонымен қатар ұяшық кедергісіне, қосылым кедергісіне, шина симметриясына, температура мен ұяшық сәйкестігіне байланысты. Теориялық көбейту әрқашан электрлік және термиялық валидациямен жалғасуы керек.

7. Сериялық-параллельді буманы қалай есептеу керек

14S4P конфигурациясында әр топ ішінде параллель қосылған төрт ұяшық бар 14 сериялы топ бар.

Ұяшықтардың жалпы саны:

Жалпы ұяшықтар = Сериялар саны × Параллельдік сан

14 × 4 = 56 ұяшық

P70A мысалы үшін:

• Сериялар саны: 14

• Параллель саны: 4

• Жалпы ұяшықтар: 56

• Номиналды пакет кернеуі: 51,8 В

• Пакеттің сыйымдылығы: 280Ач

'14S4P' термині параллель топтарды, BMS сезу нүктелерін, негізгі ток жолын және қорғаныс құрылғыларын көрсететін электрлік диаграммамен қамтамасыз етілуі керек. Жабдықтаушы сызбасын қарау кезінде тек жазбаша конфигурация атауына сенбеңіз.

Кейбір батарея жүйелері бума деңгейінде параллель қосылған бөлек қорғалған сериялық жолдарды пайдаланады. Бұл реттеу артықшылықты қамтамасыз ете алады, бірақ ол BMS қондырғылары, контакторлар, сақтандырғыштар және байланыс жүйелері арасында мұқият үйлестіруді қажет етеді. Дұрыс топология жобаның қауіпсіздігі, қызмет көрсету және ақауларды оқшаулау талаптарына байланысты.

8. Вт сағ және кВтсағ қалай есептеледі

Батарея энергиясы әдетте ватт-сағатпен немесе киловатт-сағатпен көрсетіледі.

Пакет энергиясы (Втсағ) = Номиналды пакет кернеуі × Пакет сыйымдылығы

Дәл сол нәтижені ұяшықтар санынан тікелей есептеуге болады:

Пакет энергиясы (Втсағ) = S × P × Ұяшық номиналды кернеу × Ұяшық сыйымдылығы

14S4P P70A мысалы үшін:

• Номиналды пакет кернеуі: 51,8 В

• Пакеттің сыйымдылығы: 280Ач

51,8В × 280Ач = 14504Вт сағ

Вт сағ кВтсағ түрлендіру:

14 504 Вт сағ ÷ 1 000 = 14 504 кВт сағ

Осылайша, алдын ала тақтайшаның энергиясы шамамен:

14,50 кВт/сағ

3.73V және 68.7Ah деректер парағының консервативті сынақ мәндерін пайдалану:

14 × 4 × 3,73 В × 68,7Ач = шамамен 14,35 кВт сағ

Айырмашылық нарықтағы сыйымдылық класы мен деректер парағы арқылы тексерілген ең төменгі сыйымдылық неге бірдей деп қарастырылмау керектігін көрсетеді. Кепілдендірілген бума өнімділігі үшін тиісті спецификация мәнін пайдаланыңыз.

Сіз ұяшық деңгейіндегі және бума деңгейіндегі энергия арасындағы айырмашылық туралы көбірек біле аласыз Түсіндірілген дорба жасушаларының энергия тығыздығы: Вт/кг, Вт/л және пайдаланылатын пакет энергиясы.

9. Жылдам P70A бумасын есептеу кестесі

Келесі мәндер алдын ала мөлшерлеу үшін 3,7V және 70Ah пайдаланады.

Конфигурация	Ұяшықтардың саны	Номиналды кернеу	Сыйымдылығы	Заттық тақтаның энергиясы	80% жарамды SOC терезесіндегі шамамен қуат
14S1P	14	51,8 В	70Ah	3,63 кВт/сағ	2,90 кВт/сағ
14S2P	28	51,8 В	140Ah	7,25 кВт/сағ	5,80 кВт/сағ
14S3P	42	51,8 В	210Ah	10,88 кВт/сағ	8,70 кВт/сағ
14S4P	56	51,8 В	280Ач	14,50 кВт/сағ	11,60 кВт/сағ

Бұл мәндер алдын ала болып табылады. Нақты жеткізілетін қуат бекітілген кернеу терезесіне, жүктеме тоғына, температураға, ұяшықтардың ескіруіне, BMS параметрлеріне және жүйенің жоғалуына байланысты.

10. Зат тақтасының энергиясы және қолданылатын энергия

Зат тақтасының энергиясы номиналды кернеу мен қуаттылықтан есептеледі. Қолданылатын қуат – таңдалған операциялық терезеде қолданба қол жеткізе алатын мөлшер.

Алдын ала бағалау үшін:

Қолданылатын энергия ≈ Зауыттық тақтаның энергиясы × Пайдаланылатын SOC терезесі

Егер 14S4P P70A бумасында 14,50 кВт/сағ алдын ала зауыттық қуат болса және 80% SOC терезесі арқылы жұмыс істесе:

14,50 кВт сағ × 0,80 = шамамен 11,60 кВт сағ

Бұл кепілдік берілген өнім емес, болжам.

Нақты пайдаланылатын энергияға мыналар әсер етеді:

• Жасуша разрядының қисығы

• Зарядтау және разряд шектеулері

• Разряд жылдамдығы

• Кернеудің төмендеуі

• Қоршаған орта және жасуша температурасы

• Жасушадан жасушаға өзгеруі

• Денсаулық жағдайы

• BMS кесу стратегиясы

• Кабельдер мен контакторлардың жоғалуы

• Тұрақты/тұрақты ток түрлендіргіші, қозғалтқыш контроллері немесе инвертордың тиімділігі

Батареяның қызмет ету мерзімінің соңына таман пайдалануға болатын қуатқа әлі де қол жеткізу қажет болса, ерте өлшемде қызмет ету мерзімінің аяқталатын сыйымдылығы мен түрлендіру тиімділігі де ескерілуі мүмкін:

Зат тақтайшасының қажетті энергиясы ≈ Мақсатты пайдалануға болатын энергия ÷ (пайдаланылатын SOC терезесі × қызмет мерзімінің аяқталу сыйымдылығының үлесі × жүйенің тиімділігі)

Бұл формула алдын ала мөлшерлеу үшін пайдалы. Соңғы өнімділік ұяшықтардың разряд деректерінен және бума деңгейіндегі сынақтан тексерілуі керек.

11. Қуаттан келетін токты есептеңіз

Батарея жинағының дизайнерлері жиі ампердегі ток мәнінен емес, кВт-тағы қажетті қуат мәнінен бастайды.

Бұл қатынас:

Қуат = Кернеу × Ток

Сондықтан:

Ток = Қуат ÷ Кернеу

14S P70A пакетінің номиналды кернеуіндегі 10 кВт жүктеме үшін:

10 000 Вт ÷ 51,8 В = шамамен 193А

Батарея кернеуі 38,5 В дейін төмендеген кезде контроллер 10 кВт ұстап тұруға тырысса:

10 000 Вт ÷ 38,5 В = шамамен 260А

Бұл токты тек номиналды кернеуде неге есептеуге болмайтынын көрсетеді. Тұрақты қуат жүктемелері үшін батарея кернеуі төмендеген сайын ток көтеріледі.

Ұяшықтар, BMS, шиналар, контакторлар, сақтандырғыштар және кабельдер кернеудің, қуаттың, температураның және ұзақтығының ең нашар сәйкес үйлесімі бойынша бағалануы керек.

12. Кернеудің төмендеуі және жылу генерациясы

Жүктемедегі ұяшық кернеуі оның ашық тізбектегі босаңсыған кернеуінен төмен. Жеңілдетілген кернеудің төмендеуін бағалау:

Кернеудің төмендеуі ≈ Ток × тұрақты ток кедергісі

Нақты бумаға қарсылық жасуша қарсылығынан көп нәрсені қамтиды. Ол сондай-ақ мыналарды қамтиды:

• Қойындылар

• Шиналар

• Буындар

• Сақтандырғыштар

• Контакторлар

• Кабельдер

• Қосқыштар

• Параллель токтың таралу айырмашылығы

Резистивті жылуды жеңілдетілген бағалау:

Қуатты жоғалту ≈ Ток² × Қарсылық

Сондықтан жылу экспоненциалды түрде емес, жеңілдетілген резистивті модельде токтың квадратымен шамамен өседі. Жылудың нақты түзілуі және температураның жоғарылауы сонымен қатар SOC, ұяшық температурасы, кедергінің өзгеруі, салқындату жағдайлары және жұмыс цикліне байланысты.

1кГц жиілікте өлшенген ACIR жүктеме кернеуінің төмендеуін болжау үшін автоматты түрде пайдаланылмауы керек. Белгіленген жүктеме жағдайында өлшенген DCIR әдетте кернеудің төмендеуі мен жылуды алдын ала есептеулер үшін маңыздырақ.

13. Ұяшықтарды сәйкестендіру және параллель токты ортақ пайдалану

Математикалық есептеулер әрбір ұяшық бірдей жұмыс істейді деп болжайды. Нақты жасушалардың сыйымдылығы, ішкі кедергісі, ашық тізбектегі кернеуі, өздігінен разрядталуы және қартаюы бойынша айырмашылықтар бар.

Бір бумаға арналған ұяшықтар әдетте келесімен сәйкес келуі керек:

• Химия және модель

• Практикалық жағдайда өндіріс партиясы

• Сыйымдылығы

• Айнымалы және тұрақты ток кедергісі

• Ашық тізбектегі кернеу

• Салық жағдайы

• Өздігінен разряд

• Жасы және пайдалану тарихы

Айтарлықтай әртүрлі SOC деңгейлеріндегі ұяшықтарды тікелей параллель қосуға болмайды. Кернеу айырмашылығы негізінен ұяшық пен қосылым кедергісі арқылы шектелген жоғары теңестіру тогын тудыруы мүмкін.

Сыйымдылығы әртүрлі ұяшықтар токты қуаттылыққа сәйкес автоматты түрде бөлмейді. Токтың таралуына ішкі кедергі, өзара қосылу кедергісі, температура және шинаның орналасуы қатты әсер етеді. Жаңа өндіріс бумасы үшін бірдей бекітілген үлгінің сәйкес ұяшықтарын пайдалану қолайлы әдіс болып табылады.

BMS теңгерімдеу тізбегі сыйымдылығы жоғары дорба ұяшықтар қаптамасының ішіндегі сыйымдылықтағы немесе қарсылықтағы үлкен айырмашылықтарды жылдам өтей алмайды. Құрастыру алдында ұяшықтарды бағалау маңызды болып қала береді.

14. Қалта ұяшықтарына арналған механикалық дизайн

Қапшық жасушаларында қатты металл құты жоқ. Модуль құрылымы ұяшықтардың кеңеюін басқаруы, біркелкі қолдауды қамтамасыз етуі, ламинат пленкасын қорғауы және сенімді жылу байланысын қамтамасыз етуі керек.

Әрбір қапшық ұяшығына қолдануға болатын әмбебап ісіну мүмкіндігі немесе алдын ала жүктеу қысымы жоқ.

P70A үшін қолжетімді спецификация мынаны көрсетеді:

• Бастапқы алдын ала жүктеу: 400–500Н

• Белгіленген ісіну коэффициенті: 6%

• Механикалық шектеусіз ұзақ уақыт жұмыс істеуге рұқсат етілмейді

• Қысым жасуша бетіне біркелкі таралуы керек

Бұл мәндер P70A үшін қолданылады және оларды автоматты түрде басқа қапшық ұяшық үлгісіне көшірмеу керек.

Модуль дизайны мыналарды ескеруі керек:

• Соңғы тақталар мен жақтаудың қаттылығы

• Алдын ала жүктеу әдісі

• Сығымдау немесе ісіну жастықшалары

• Жасуша қалыңдығына төзімділік

• Қолдану мерзімін ұзарту

• Электрлік оқшаулау

• Тығыздағыш пен тығыздағышты қорғау

• Салқындату бетімен байланыс

• Өндіріс пен қызмет көрсетуге төзімділік

Қосымша ақпаратты қараңыз Неліктен дорба ұяшықтары батарея жинағы дизайнында қысуды қажет етеді.

15. Жылулық басқару

Салқындату талаптарын тек C жылдамдығынан таңдау мүмкін емес. Тығыз оралған қоршаудағы 1С жүйесінде қысқа жұмыс циклдары және тиімді салқындату құрылымы бар жоғары ток жүйесіне қарағанда қиынырақ жылу жағдайлары болуы мүмкін.

Термиялық дизайн мыналарды ескеруі керек:

• Жасушаның тұрақты ток кедергісі

• Үздіксіз ток

• Ең жоғары ток және ұзақтығы

• Зарядтау тогы

• Модуль геометриясы

• Жасуша аралығы

• Жылу беру бағыты

• Қоршаған орта температурасы

• Максималды рұқсат етілген ұяшық температурасы

• Жасуша арасындағы максималды температура айырмашылығы

• Салқындату жүйесінің істен шығу жағдайлары

Ықтимал стратегияларға табиғи конвекция, мәжбүрлі ауа, өткізгіш салқындату тақталары және сұйық салқындату кіреді. Дұрыс шешім жылу генерациялау үлгісінен таңдалуы және модуль деңгейіндегі температура сынағы арқылы расталуы керек.

Температура сенсорлары ықтимал ыстық нүктелерді және қосылым кедергісі қосымша қызуды тудыруы мүмкін аймақтарды қоса, сенімді орындарға орналастырылуы керек.

16. BMS және электрлік қорғаныс

BMS нақты сериялар санын және бекітілген ұяшық кернеу диапазонын қолдауы керек. 14S бумасы үшін BMS сериясы қосылған 14 ұяшық тобын бақылауы керек.

BMS таңдау мыналарды ескеруі керек:

• Жасуша химиясы

• Сериялар саны

• Қалыпты зарядтау кернеуі

• Асқын кернеуден қорғау шегі

• Төмен кернеуден қорғау шегі

• Үздіксіз ток

• Ең жоғары ток және ұзақтығы

• Қысқа тұйықталуды анықтау

• Зарядтау және разряд температурасы

• Датчиктің саны және орналасуы

• Теңдестіру стратегиясы

• Кернеу мен токты өлшеу дәлдігі

• Контакторды басқару

• Қателерді тіркеу және қалпына келтіру

BMS асқын кернеу шегі қалыпты зарядтағыштың мақсаты емес, төтенше жағдайдан қорғау параметрі болып табылады. Зарядтағыш кернеу мен токты әдеттегі BMS ажыратуына байланысты емес дұрыс реттеуі керек.

Әрбір BMS, контактор немесе сақтандырғыш күтілетін токтың дәл 125% деңгейінде бағалануы керек деген әмбебап ереже жоқ. Сәйкес дизайн маржасы құрамдас бөлікке, температураға, жұмыс цикліне, қызмет ету мерзіміне және қолданылатын стандартқа байланысты.

Сақтандырғышты таңдау мыналарды ескеру керек:

• Үздіксіз жүктеме тогы

• Кабельді және шинаны қорғау

• Тұрақты номиналды кернеу

• Максималды қол жетімді ақаулық ток

• Тұрақты ток үзілісінің рейтингі

• Уақыт-ток қисығы

• I²t өнімділігі

• BMS және контакторлармен үйлестіру

Жоғары вольтты немесе жоғары қуатты жүйелер сонымен қатар негізгі контакторларды, алдын ала зарядтау тізбектерін, қызметтік ажыратуларды, оқшаулауды бақылауды және келісілген ақауларды оқшаулауды қажет етуі мүмкін.

17. Практикалық батарея жинағын есептеу жұмыс процесі

Сенімді алдын ала есептеу келесі реттілікпен жүргізілуі мүмкін:

1. Жабдықтың толық кернеу диапазонын анықтаңыз.

2. Қажетті пайдаланылатын энергияны, үздіксіз қуатты және ең жоғары жүктемені анықтаңыз.

3. Жасуша химиясы мен жасуша моделін таңдаңыз.

4. Бекітілген ұяшық кернеуінің шектерін және сыйымдылықты тексеру шарттарын пайдаланыңыз.

5. Кернеудің қажетті диапазонынан сериялар санын есептеңіз.

6. Параллельді санауды энергия мен ағымдағы талаптардан есептеңіз.

7. Ұяшықтардың жалпы санын, номиналды кернеуді, Ah, Wh және kWh есептеңіз.

8. Белгіленген SOC терезесінде қолданылатын энергияны есептеңіз.

9. Ең төменгі жұмыс кернеуінде ағымдағы талапты тексеріңіз.

10. Кернеудің төмендеуін, жылу шығаруды және токты бөлісуді тексеріңіз.

11. BMS, өткізгіштер, контакторлар және қорғаныс құрылғыларын таңдаңыз.

12. Механикалық шектеу, оқшаулау және салқындату құрылымын жобалаңыз.

13. Белгіленген жүктеме және температура жағдайында прототипті жасаңыз және сынаңыз.

14. Қажетті қауіпсіздік, тасымалдау және қолдану сертификатын толтырыңыз.

Электрондық кесте бірінші есептеуді жасай алады, бірақ соңғы батарея жүйесін растау үшін тестілеу қажет.

18. Қапшық жасушасының шешімін сұраған кезде берілетін ақпарат

Қапшық ұяшығын немесе теңшелген батарея жобасын бағалау үшін мүмкіндігінше келесі ақпаратты қамтамасыз етіңіз:

• Қолданба

• Мақсатты номиналды кернеу

• Максималды және минималды жүйе кернеуі

• Қолданылатын қуат немесе жұмыс уақыты

• Үздіксіз қуат немесе ток

• Ең жоғары қуат/ток және ұзақтығы

• Зарядтау уақыты немесе зарядтау тогы

• Максималды өлшемдер

• Максималды салмақ

• Жұмыс температурасы

• Күтілетін цикл мерзімі

• Салқындату әдісі

• BMS байланыс талаптары

• Сертификаттауға қойылатын талаптар

• Прототип және жылдық тапсырыс саны

Misen ұяшықтарды таңдауды, бағалауды, модуль конфигурациясын және теңшелген батарея шешімін әзірлеу . электрлік ұтқырлық, AGV, робототехника, өнеркәсіптік жабдықтар, теңіз жүйелері және энергия сақтау қосымшалары үшін

Қорытынды

Батарея жинағының негізгі формулалары қарапайым:

Номиналды пакет кернеуі = Сериялар саны × Ұяшықтың номиналды кернеуі

Пакет сыйымдылығы = Параллельдік сан × Ұяшық сыйымдылығы

Пакет энергиясы (Вт сағ) = Пакет кернеуі × Пакет сыйымдылығы

Пак энергиясы (кВтсағ) = Пак энергиясы Втсағ ÷ 1000

Алдын ала мысал ретінде 3,7V 70Ah P70A ұяшығын пайдалану арқылы 14S4P конфигурациясы мыналарды қамтамасыз етеді:

• 51,8В номиналды кернеу

• Номиналды қуаты 280Ач

• 14,50 кВт/сағ алдын ала белгіленген қуат

• 80% жарамды SOC терезесінде шамамен 11,60 кВт/сағ

Бұл сандар дизайн процесінің басы ғана. Қорытынды өнімділік кернеу шектеріне, разряд жағдайларына, температураға, ұяшықтардың сәйкестігіне, токтың таралуына, механикалық қысуға, жылуды басқаруға, BMS параметрлеріне және жүйе шығындарына байланысты.

Жоғары қуатты NMC қалта ұяшығын қажет ететін жобалар үшін мынаны қараңыз P70A 3,7V 70Ah дорба ұяшығының сипаттамалары және жобаға негізделген бағалау үшін кернеу, қуат, ток, кеңістік және температура талаптарын Misen жіберіңіз.

Жиі қойылатын сұрақтар

Қалталы батареялар жинағының кВт/сағын қалай есептейсіз?

Wh алу үшін номиналды қаптама кернеуін Ah түріндегі қаптаманың сыйымдылығына көбейтіңіз. кВтсағ алу үшін Wh нәтижесін 1000-ға бөліңіз.

Мысалы:

51,8В × 280Ач = 14,504Втсағ = 14,504кВт сағ.

Ұяшықтарды тізбектей қосу Ah сыйымдылығын арттырады ма?

Жоқ. Сериялық қосылымдар кернеуді арттырады. Ah сыйымдылығы бір ұяшыққа немесе бір параллель топқа тең болып қалады.

Ұяшықтарды параллель қосу кернеуді арттырады ма?

Жоқ. Параллель қосылымдар Ah сыйымдылығын арттырады және ағымдағы мүмкіндікке ықпал етеді. Кернеу бір ұяшыққа немесе сериялық жолға тең болып қалады.

14S4P батарея жинағында қанша ұяшық бар?

14S4P бумасы әр параллель топта төрт ұяшықтары бар 14 сериялы топты қамтиды:

14 × 4 = 56 ұяшық.

14S P70A батареясы әрбір 48В жүйемен үйлесімді ме?

Автоматты емес. P70A анықтамалық мәндерін пайдалана отырып, 14S пакетінің номиналды кернеуі шамамен 51,8 В, ұсынылған зарядты өшіру есебі 60,2 В және жарамды жағдайларда 38,5 В разрядтың аяқталу есебі бар. Қосылған жабдық толық жұмыс ауқымын қолдауы керек.

P70A ұяшығы қанша үздіксіз ток бере алады?

Қол жетімді спецификацияда көрсетілген шарттарда 25°C температурада 3C ең жоғары үздіксіз разряд жылдамдығы көрсетілген. Нарықтағы 70Ач сыйымдылық класына сүйене отырып, бұл бір ұяшыққа шамамен 210А сәйкес келеді. Соңғы ток шектері қолданыстағы деректер парағының шарттарына және бума деңгейіндегі термиялық валидацияға сәйкес келуі керек.

Әртүрлі сыйымдылықтағы ұяшықтарды параллель қосуға бола ма?

Жаңа өндіріс бумасы үшін ұсынылмайды. Жасушалар әдетте бірдей бекітілген химия мен үлгіні пайдалануы керек және сыйымдылық, кедергі, кернеу, SOC және қартаю күйіне сәйкес келуі керек.

Қолданылатын кВтсағ зауыттық тақтайшамен бірдей ме?

No. Зауыттық тақтайша кВтсағ номиналды кернеу мен қуаттылықтан есептеледі. Қолданылатын энергия рұқсат етілген SOC және кернеу терезесіне, токқа, температураға, ескіруге, BMS параметрлеріне және жүйенің тиімділігіне байланысты.

Қапшық ұяшығы үшін қаншалықты ісіну кеңістігі болуы керек?

Әрбір қапшық ұяшығы үшін әмбебап пайыз жоқ. Механикалық дизайн таңдалған ұяшықтың алдын ала жүктелуіне, қалыңдығына төзімділікке және қызмет ету мерзімінің аяқталуының ісінуіне қойылатын талаптарға сай болуы керек. Қол жетімді P70A спецификациясы 6% ісіну коэффициентін және 400–500Н бастапқы алдын ала жүктемені көрсетеді.