파우치 셀 배터리 팩 계산 방법: 직렬, 병렬, 전압, 용량 및 kWh

파우치 셀 배터리 팩을 계산하는 것은 몇 가지 간단한 공식으로 시작되지만, 사용 가능한 설계에는 전압과 용량을 곱하는 것 이상이 필요합니다.

직렬 연결은 팩 전압을 결정합니다. 병렬 연결은 팩 용량을 결정하고 현재 용량에 영향을 줍니다. 그런 다음 셀 화학, 전압 제한, 방전율, 내부 저항, 온도, 기계적 압축 및 배터리 관리 시스템(BMS)을 통해 계산된 구성이 의도한 애플리케이션에서 안전하게 작동할 수 있는지 여부를 결정합니다.

이 가이드에서는 직렬 및 병렬 카운트, 공칭 전압, Ah, Wh 및 사용 가능한 kWh를 계산하는 방법을 설명합니다. 에이 P70A 3.7V 70Ah NMC 파우치 셀이 주요 예로 사용됩니다.

계산은 예비 배터리 크기 조정에 적합합니다. 최종 모듈 및 팩 설계는 최신 셀 데이터시트, 전체 로드 프로필 및 팩 수준 테스트 결과를 기준으로 검증되어야 합니다.

주요 시사점

• 직렬로 연결된 셀은 전압을 증가시킵니다. Ah 용량은 증가하지 않습니다.

• 병렬로 연결된 셀은 Ah 용량을 증가시킵니다. 전압을 증가시키지 않습니다.

• 팩 에너지(Wh)는 공칭 팩 전압에 팩 용량을 곱한 것과 같습니다.

• Wh를 1,000으로 나누어 결과를 kWh로 변환합니다.

• 명판 에너지와 사용 가능한 에너지는 동일하지 않습니다.

• 공칭 전압뿐만 아니라 최저 작동 전압에서도 연속 전류를 확인해야 합니다.

• 최대 충전 및 방전 전압은 선택한 셀 데이터시트에서 나와야 합니다.

• 파우치 셀에는 셀별 기계적 구속, 팽창 허용량 및 열 설계가 필요합니다.

• 최종 BMS, 퓨즈, 접촉기 및 도체 정격은 단일 백분율 규칙에서 선택할 수 없습니다.

1. 먼저 배터리 시스템 요구 사항을 정의합니다.

배터리 팩은 애플리케이션에서 거꾸로 계산되어야 합니다. 셀을 선택하거나 직렬 및 병렬 구성을 결정하기 전에 다음 요구 사항을 정의하십시오.

• 목표 공칭 시스템 전압

• 최대 허용 입력 전압

• 최소 작동 전압

• 필요한 명판 또는 사용 가능한 에너지

• 소요시간

• 연속 전력 및 전류

• 피크 전력, 피크 전류 및 피크 지속 시간

• 충전전력 및 충전시간

• 사용 가능한 설치 치수

• 최대 배터리 무게

• 작동 및 보관 온도

• 예상 사이클 수명

• 냉각방식

• 해당 인증 및 운송 요구 사항

예를 들어 '48V'로 광고되는 시스템은 모터 컨트롤러, 인버터, DC/DC 변환기 또는 기타 연결된 장비에 따라 매우 다른 최대 및 최소 전압을 수용할 수 있습니다. 광고된 시스템 전압만으로는 올바른 시리즈 수를 결정하는 데 충분하지 않습니다.

2. 셀 사양 이해

계산에서는 선택한 셀의 승인된 사양을 사용해야 합니다. 가장 중요한 입력은 다음과 같습니다.

셀 매개변수	중요한 이유
공칭 전압	예비 팩 전압 및 에너지 계산에 사용됩니다.
권장 충전 차단 전압	충전기 출력 및 최대 일반 팩 전압을 계산하는 데 사용됩니다.
방전 종료 전압	하한 전압 한계를 평가하는 데 사용됩니다.
정격 또는 표준 용량	예비 Ah 및 에너지 결정
연속 방전 정격	현재 기능을 결정하는 데 도움이 됩니다.
최고 방전 정격 및 기간	가속이나 모터 시동과 같은 짧은 부하 이벤트에 사용됩니다.
DC 내부 저항	부하 시 전압 강하 및 저항 열을 추정하는 데 도움이 됩니다.
충전 및 방전 온도	허용된 작동 및 전류 경감 결정
크기 및 무게	모듈 레이아웃 및 팩 수준 에너지 밀도 계산에 필요합니다.
기계적 예압 및 팽창 허용량	파우치 셀 모듈 설계에 필요
사이클 수명 테스트 조건	서비스 수명 기대치를 정확하게 비교하는 데 필요함

동일한 화학 물질을 사용하는 셀이라도 여전히 전압 한계, 전류 등급 및 온도 범위가 다를 수 있습니다. 모든 NMC, LFP 또는 LTO 파우치 셀에 하나의 범용 전압 설정을 적용하지 마십시오.

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3. 세포 화학 선택

화학은 전압 계산, 직렬 셀 수, 에너지 밀도, 수명 목표, 전력 용량 및 열 전략에 영향을 미칩니다.

화학	일반 예비 공칭 전압	공통 선택 우선순위
NMC 파우치 셀	셀에 따라 약 3.6~3.73V	높은 에너지 밀도와 소형, 경량 배터리 시스템
LiFePO4 파우치 셀	일반적으로 약 3.2V	사이클 수명, 열 안정성 및 산업 또는 고정 응용 분야
LTO 파우치 셀	일반적으로 약 2.3~2.4V	고전력, 고속 충전, 저온 작동 및 긴 수명

이는 유니버설 디자인 설정이 아닌 예비 참고값입니다. 항상 선택한 셀 사양에 명시된 공칭 전압, 충전 제한 및 방전 제한을 사용하십시오.

4. 기준 셀: P70A 3.7V 70Ah NMC 파우치 셀

주요 계산 예에서는 대형 형식을 사용합니다. P70A NMC 파우치 셀.

간단한 예비 계산을 위한 시장 가치는 다음과 같습니다.

• 공칭 전압: 3.7V

• 공칭 용량 등급: 70Ah

• 예비 공칭 에너지: 3.7V × 70Ah = 259Wh

• 최대 연속 방전율: 지정된 조건에서 25°C에서 최대 3C

• 3C에 해당하는 대략적인 전류: 70Ah × 3C = 210A

자세한 셀 데이터는 보다 구체적인 테스트 조건을 제공합니다.

• 공칭 전압: 0.33C에서 3.73V 또는 0.5C에서 3.70V

• 표준 용량: 0.33C에서 최소 68.7Ah 또는 0.5C에서 최소 67.8Ah

• 계산된 에너지: 3.73V × 68.7Ah 기준 약 256.3Wh

• 권장 충전 차단 전압: 4.3V

• 방전 종료 전압: 명시된 정상 온도 조건에서 2.75V

• AC 내부 저항: 지정된 테스트 조건에서 1.2mΩ 이하

• DC 내부 저항: 지정된 테스트 조건에서 3.0mΩ 이하

3.7V 및 70Ah 값을 사용하면 기본 공식을 더 쉽게 따라갈 수 있습니다. 최종 엔지니어링 계산, 조달 사양 및 성능 보장을 위해 해당 데이터시트 값과 테스트 조건을 사용하십시오.

5. 직렬 연결이 전압을 증가시키는 방법

셀이 직렬로 연결되면 한 셀 또는 병렬 그룹의 양극 단자가 다음 셀의 음극 단자에 연결됩니다.

직렬 연결은 전압을 증가시키는 반면 Ah 용량은 변경되지 않습니다.

공칭 팩 전압 = 직렬 셀 수 × 공칭 셀 전압

14S 구성에서 시장 지향 P70A 값 사용:

14 × 3.7V = 공칭 51.8V

따라서 14S1P 팩에는 다음이 포함됩니다.

• 공칭 전압: 51.8V

• 용량: 70Ah

• 총 셀 수: 14

전체 전압 범위도 확인해야 합니다.

권장되는 P70A 충전 차단 전압 사용:

14 × 4.3V = 60.2V

명시된 2.75V 방전 종료 전압 사용:

14 × 2.75V = 38.5V

따라서 예비 전압 범위는 해당 조건에서 약 38.5V ~ 60.2V입니다.

14S NMC 배터리는 48V 등급 시스템으로 판매될 수 있지만 모든 48V 컨트롤러 또는 인버터와 자동으로 호환되는 것은 아닙니다. 연결된 모든 장비는 전체 배터리 전압 범위와 비교하여 점검되어야 합니다.

자세한 설명은 다음을 참조하세요. NMC 파우치 셀 전압: 한계 및 BMS 설정.

6. 병렬 연결이 용량을 늘리는 방법

셀이 병렬로 연결되면 모든 양극 단자가 함께 연결되고 모든 음극 단자가 함께 연결됩니다.

병렬 연결은 Ah 용량을 증가시키는 반면 전압은 하나의 셀 또는 하나의 직렬 그룹과 동일하게 유지됩니다.

팩 용량 = 병렬 셀 수 × 셀 용량

4개의 P70A 셀을 병렬로 사용:

4 × 70Ah = 280Ah

따라서 4P 그룹은 다음을 갖습니다.

• 공칭 전압: 3.7V

• 용량: 280Ah

• 총 셀 수: 4

병렬 연결은 전류 용량을 증가시킬 수도 있습니다. 예비 크기 조정의 경우:

병렬 그룹 전류 용량 ≒ 병렬 셀 수 × 승인된 단일 셀 전류

하나의 70Ah급 P70A 셀이 지정된 테스트 조건에서 3C에서 약 210A를 지원하는 경우 4셀 병렬 그룹의 이론적 셀 수준 전류 용량은 약 840A입니다.

그러나 이것이 자동으로 안전한 팩 전류가 되는 것은 아닙니다.

최종 전류 제한은 다음 중 승인된 가장 낮은 제한에 따라 결정됩니다.

• 세포

• 셀 탭

• 부스바 또는 유연한 커넥터

• 용접 또는 볼트 조인트

• BMS

• 접촉기

• 퓨즈

• 케이블 및 커넥터

• 냉각 시스템

• 허용 온도 상승

병렬 전류 공유는 셀 저항, 연결 저항, 부스바 대칭, 온도 및 셀 매칭에 따라 달라집니다. 이론적 곱셈 뒤에는 항상 전기적 및 열적 검증이 이루어져야 합니다.

7. 직렬-병렬 팩 계산 방법

14S4P 구성에는 14개의 직렬 연결된 그룹이 포함되며, 각 그룹 내에는 4개의 셀이 병렬로 연결됩니다.

총 셀 수는 다음과 같습니다.

총 셀 = 시리즈 수 × 병렬 수

14 × 4 = 56셀

P70A 예의 경우:

• 시리즈 수: 14

• 병렬 개수: 4

• 총 셀: 56

• 공칭 팩 전압: 51.8V

• 팩 용량: 280Ah

'14S4P'라는 용어는 병렬 그룹, BMS 감지 지점, 주 전류 경로 및 보호 장치를 보여주는 전기 다이어그램으로 뒷받침되어야 합니다. 협력업체 도면을 검토할 때 작성된 구성 이름에만 의존하지 마십시오.

일부 배터리 시스템은 팩 수준에서 병렬로 연결된 별도로 보호되는 직렬 스트링을 사용합니다. 이러한 배열은 중복성을 제공할 수 있지만 BMS 장치, 접촉기, 퓨즈 및 통신 시스템 간의 세심한 조정이 필요합니다. 올바른 토폴로지는 프로젝트의 안전, 서비스 및 오류 격리 요구 사항에 따라 달라집니다.

8. Wh, kWh 계산 방법

배터리 에너지는 일반적으로 와트시 또는 킬로와트시로 표시됩니다.

팩 에너지(Wh) = 공칭 팩 전압 × 팩 용량

동일한 결과를 셀 수에서 직접 계산할 수 있습니다.

팩에너지(Wh) = S × P × 셀 공칭전압 × 셀 용량

14S4P P70A 예의 경우:

• 공칭 팩 전압: 51.8V

• 팩 용량: 280Ah

51.8V × 280Ah = 14,504Wh

Wh를 kWh로 변환:

14,504Wh ¼ 1,000 = 14.504kWh

따라서 예비 명판 에너지는 대략 다음과 같습니다.

14.50kWh

3.73V 및 68.7Ah의 보다 보수적인 데이터시트 테스트 값을 사용하면 다음과 같습니다.

14 × 4 × 3.73V × 68.7Ah = 약 14.35kWh

이러한 차이점은 시장에 출시된 용량 등급과 데이터시트에서 테스트한 최소 용량이 동일하게 취급되어서는 안 되는 이유를 보여줍니다. 보장된 팩 성능을 위해서는 해당 사양 값을 사용하십시오.

세포 수준 에너지와 팩 수준 에너지의 차이점에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 파우치 셀 에너지 밀도 설명: Wh/kg, Wh/L 및 사용 가능한 팩 에너지.

9. 빠른 P70A 팩 계산표

다음 값은 예비 크기 조정에 3.7V 및 70Ah를 사용합니다.

구성	셀 수	공칭 전압	용량	명판 에너지	80% 사용 가능한 SOC 창에서의 대략적인 에너지
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

이 값은 예비 값입니다. 실제 전달 가능한 에너지는 승인된 전압 창, 부하 전류, 온도, 셀 노화, BMS 설정 및 시스템 손실에 따라 달라집니다.

10. 명판 에너지와 사용 가능한 에너지

명판 에너지는 공칭 전압과 용량을 기준으로 계산됩니다. 사용 가능한 에너지는 선택한 운영 창 내에서 애플리케이션이 액세스할 수 있는 양입니다.

초기 추정의 경우:

사용 가능한 에너지 ≒ 명판 에너지 × 사용 가능한 SOC 창

14S4P P70A 팩의 예비 명판 에너지가 14.50kWh이고 80% SOC 창을 통해 작동하는 경우:

14.50kWh × 0.80 = 약 11.60kWh

이는 추정치이며 보장된 출력은 아닙니다.

실제 사용 가능한 에너지는 다음의 영향을 받습니다.

• 셀 방전 곡선

• 충전 및 방전 제한

• 방전율

• 전압 강하

• 주변 및 셀 온도

• 세포 간 변형

• 건강 상태

• BMS 컷오프 전략

• 케이블 및 접촉기 손실

• DC/DC 컨버터, 모터 컨트롤러 또는 인버터 효율

배터리 수명이 거의 끝나갈 무렵에 사용 가능한 에너지를 확보해야 하는 경우 조기 크기 조정 시 수명 종료 용량 목표와 변환 효율성도 고려할 수 있습니다.

필요한 명판 에너지 ≒ 목표 사용 가능 에너지 ¼ (사용 가능한 SOC 창 × 수명 종료 용량 비율 × 시스템 효율)

이 공식은 예비 크기 조정에 유용합니다. 최종 성능은 셀 방전 데이터와 팩 수준 테스트를 통해 검증되어야 합니다.

11. 전력으로부터 전류 계산

배터리 팩 설계자는 종종 전류 값(암페어) 대신 필요한 전력 값(kW)으로 시작합니다.

관계는 다음과 같습니다.

전력 = 전압 × 전류

그러므로:

전류 = 전력 ¼ 전압

14S P70A 팩의 공칭 전압에서 10kW 부하의 경우:

10,000W ¼ 51.8V = 약 193A

배터리 전압이 38.5V로 떨어지면서 컨트롤러가 10kW를 유지하려고 하는 경우:

10,000W ¼ 38.5V = 약 260A

이는 공칭 전압에서만 전류를 계산하면 안 되는 이유를 보여줍니다. 정전력 부하의 경우 배터리 전압이 떨어지면 전류가 상승합니다.

셀, BMS, 모선, 접촉기, 퓨즈 및 케이블은 전압, 전력, 온도 및 지속 시간의 최악의 관련 조합에서 평가되어야 합니다.

12. 전압강하 및 발열

부하가 걸린 셀 전압은 완화된 개방 회로 전압보다 낮습니다. 단순화된 전압 처짐 추정은 다음과 같습니다.

전압 강하 ≒ 전류 × DC 저항

실제 팩 저항에는 셀 저항 이상의 것이 포함됩니다. 또한 다음이 포함됩니다.

• 탭

• 부스바

• 관절

• 퓨즈

• 접촉기

• 케이블

• 커넥터

• 병렬 전류 분포 차이

저항열의 단순화된 추정치는 다음과 같습니다.

전력 손실 ≒ 전류² × 저항

따라서 열은 기하급수적으로 증가하지 않고 단순화된 저항 모델에서 대략 전류의 제곱에 따라 증가합니다. 실제 열 발생 및 온도 상승은 SOC, 셀 온도, 저항 변화, 냉각 조건 및 듀티 사이클에 따라 달라집니다.

1kHz에서 측정된 ACIR은 부하 전압 강하를 예측하는 데 자동으로 사용되어서는 안 됩니다. 정의된 부하 조건에서 측정된 DCIR은 일반적으로 예비 전압 저하 및 열 계산과 더 관련이 있습니다.

13. 셀 매칭과 병렬 전류 공유

수학적 계산에서는 모든 셀이 동일하게 작동한다고 가정합니다. 실제 셀은 용량, 내부 저항, 개방 회로 전압, 자체 방전 및 노화에 차이가 있습니다.

한 팩용 셀은 일반적으로 다음과 일치해야 합니다.

• 화학 및 모델

• 실용적인 경우 생산 배치

• 용량

• AC 및 DC 저항

• 개방 회로 전압

• 충전 상태

• 자가 방전

• 연령 및 이용내역

SOC 수준이 크게 다른 셀을 직접 병렬로 연결하면 안 됩니다. 전압 차이로 인해 주로 셀 및 연결 저항에 의해 제한되는 높은 균등화 전류가 발생할 수 있습니다.

용량이 다른 셀은 용량에 따라 전류를 자동으로 나누지 않습니다. 전류 분포는 내부 저항, 상호 연결 저항, 온도 및 부스바 레이아웃의 영향을 크게 받습니다. 새로운 생산 팩의 경우 승인된 동일한 모델의 일치하는 셀을 사용하는 것이 선호되는 접근 방식입니다.

BMS 밸런싱 회로는 대용량 파우치 셀 팩 내부의 큰 용량 또는 저항 차이를 신속하게 보상할 수 없습니다. 셀 등급은 조립 전에 여전히 중요합니다.

14. 파우치 셀의 기계적 설계

파우치 셀에는 단단한 금속 캔이 없습니다. 모듈 구조는 셀 확장을 관리하고 균일한 지지력을 제공하며 라미네이트 필름을 보호하고 안정적인 열 접촉을 유지해야 합니다.

모든 파우치 셀에 적용할 수 있는 보편적인 팽창 허용치나 예압 압력은 없습니다.

P70A의 경우 사용 가능한 사양은 다음과 같습니다.

• 초기 예압: 400–500N

• 지정된 팽윤 계수: 6%

• 기계적 구속 없이 장기간 작동하는 것은 허용되지 않습니다.

• 압력은 세포 표면 전체에 고르게 분포되어야 합니다.

이 값은 P70A에 적용되며 다른 파우치 셀 모델에 자동으로 복사되어서는 안 됩니다.

모듈 설계에서는 다음을 고려해야 합니다.

• 엔드 플레이트 및 프레임 강성

• 예압 방식

• 압박 또는 부기 패드

• 셀 두께 공차

• 수명 종료 확장

• 전기 절연

• 탭 및 씰 보호

• 냉각 표면 접촉

• 제조 및 서비스 공차

자세한 내용은 다음을 참조하세요. 배터리 팩 설계에서 파우치 셀에 압축이 필요한 이유.

15. 열 관리

냉각 요구 사항은 C-rate만으로는 선택할 수 없습니다. 빽빽하게 들어찬 인클로저의 1C 시스템은 듀티 사이클이 짧고 효과적인 냉각 구조를 갖춘 고전류 시스템보다 열 조건이 더 까다로울 수 있습니다.

열 설계에서는 다음 사항을 고려해야 합니다.

• 셀 DC 저항

• 연속 전류

• 피크 전류 및 지속 시간

• 충전 전류

• 모듈 기하학

• 셀 간격

• 열전달 방향

• 주변 온도

• 최대 허용 셀 온도

• 최대 셀 간 온도 차이

• 냉각 시스템 고장 조건

가능한 전략에는 자연 대류, 강제 공기, 전도성 냉각판 및 액체 냉각이 포함됩니다. 발열 모델에서 올바른 솔루션을 선택하고 모듈 수준 온도 테스트를 통해 확인해야 합니다.

온도 센서는 연결 저항으로 인해 추가 열이 발생할 수 있는 핫스팟 및 영역을 포함하여 대표적인 위치에 배치해야 합니다.

16. BMS 및 전기 보호

BMS는 정확한 시리즈 수와 승인된 셀 전압 범위를 지원해야 합니다. 14S 팩의 경우 BMS는 14개의 직렬 연결된 셀 그룹을 모니터링해야 합니다.

BMS 선택은 다음을 고려해야 합니다.

• 세포화학

• 시리즈 수

• 일반 충전 전압 목표

• 과전압 보호 임계값

• 저전압 보호 임계값

• 연속 전류

• 피크 전류 및 지속 시간

• 단락 감지

• 충전 및 방전 온도

• 센서 수량 및 배치

• 균형 전략

• 전압 및 전류 측정 정확도

• 접촉기 제어

• 오류 로깅 및 복구

BMS 과전압 임계값은 일반 충전기 대상이 아닌 비상 보호 설정입니다. 충전기는 일상적인 BMS 연결 해제에 의존하지 않고 전압과 전류를 올바르게 조절해야 합니다.

또한 모든 BMS, 접촉기 또는 퓨즈의 정격이 예상 전류의 정확히 125%여야 한다는 보편적인 규칙도 없습니다. 적절한 설계 마진은 부품, 온도, 듀티 사이클, 서비스 수명 및 해당 표준에 따라 달라집니다.

퓨즈 선택은 다음을 고려해야 합니다.

• 연속 부하 전류

• 케이블 및 부스바 보호

• DC 정격 전압

• 최대 사용 가능한 오류 전류

• DC 인터럽트 등급

• 시간-전류 곡선

• I²t 성능

• BMS 및 접촉기와의 조정

고전압 또는 고전력 시스템에는 주 접촉기, 사전 충전 회로, 서비스 차단, 절연 모니터링 및 조정된 오류 격리가 필요할 수도 있습니다.

17. 실용적인 배터리 팩 계산 워크플로우

신뢰할 수 있는 예비 계산은 다음 순서를 따를 수 있습니다.

1. 장비의 전체 ​​전압 범위를 정의합니다.

2. 필요한 사용 가능한 에너지, 연속 전력 및 피크 부하를 정의합니다.

3. 세포 화학 및 세포 모델을 선택합니다.

4. 승인된 셀 전압 제한 및 용량 테스트 조건을 사용하십시오.

5. 필요한 전압 범위에서 시리즈 수를 계산합니다.

6. 에너지 및 전류 요구 사항 모두에서 병렬 수를 계산합니다.

7. 총 셀 수, 공칭 전압, Ah, Wh 및 kWh를 계산합니다.

8. 의도한 SOC 창 내에서 사용 가능한 에너지를 추정합니다.

9. 최저 작동 전압에서 전류 요구 사항을 확인하십시오.

10. 전압 저하, 발열 및 전류 공유를 확인하십시오.

11. BMS, 도체, 접촉기 및 보호 장치를 선택합니다.

12. 기계적 구속, 단열 및 냉각 구조를 설계합니다.

13. 의도한 부하 및 온도 조건에서 프로토타입을 제작하고 테스트합니다.

14. 필수 안전, 운송 및 애플리케이션 인증을 완료하세요.

스프레드시트를 사용하여 첫 번째 계산을 수행할 수 있지만 최종 배터리 시스템을 확인하려면 테스트가 필요합니다.

18. 파우치 셀 솔루션 요청 시 제공해야 할 정보

파우치 셀 또는 맞춤형 배터리 프로젝트를 평가하려면 다음 정보를 최대한 많이 제공하세요.

• 애플리케이션

• 목표 공칭 전압

• 최대 및 최소 시스템 전압

• 필요한 사용 에너지 또는 작동 시간

• 연속 전력 또는 전류

• 피크 전력/전류 및 지속 시간

• 충전 시간 또는 충전 전류

• 최대 크기

• 최대 무게

• 작동 온도

• 예상 사이클 수명

• 냉각방식

• BMS 통신 요구 사항

• 인증 요구 사항

• 프로토타입 및 연간 주문량

Misen은 셀 선택, 등급 지정, 모듈 구성 및 맞춤형 배터리 솔루션 개발 . 전기 이동성, AGV, 로봇 공학, 산업 장비, 해양 시스템 및 에너지 저장 애플리케이션을 위한

결론

기본 배터리 팩 공식은 간단합니다.

공칭 팩 전압 = 시리즈 수 × 셀 공칭 전압

팩 용량 = 병렬 개수 × 셀 용량

팩 에너지(Wh) = 팩 전압 × 팩 용량

팩 에너지(kWh) = 팩 에너지(Wh) ¼ 1,000

예비 예로 3.7V 70Ah P70A 셀을 사용하면 14S4P 구성은 다음을 제공합니다.

• 51.8V 공칭 전압

• 280Ah 공칭 용량

• 14.50kWh 예비 명판 에너지

• 80% 사용 가능한 SOC 창에서 약 11.60kWh

이 숫자는 설계 프로세스의 시작일뿐입니다. 최종 성능은 전압 제한, 방전 조건, 온도, 셀 매칭, 전류 분포, 기계적 압축, 열 관리, BMS 설정 및 시스템 손실에 따라 달라집니다.

고에너지 NMC 파우치 셀이 필요한 프로젝트의 경우 다음을 검토하세요. P70A 3.7V 70Ah 파우치 셀 사양 과 프로젝트 기반 평가를 위한 전압, 에너지, 전류, 공간 및 온도 요구 사항을 Misen에 보내십시오.

FAQ

파우치 셀 배터리 팩의 kWh를 어떻게 계산합니까?

Wh를 얻으려면 공칭 팩 전압에 팩 용량(Ah)을 곱하세요. Wh 결과를 1,000으로 나누어 kWh를 얻습니다.

예를 들어:

51.8V × 280Ah = 14,504Wh = 14.504kWh.

셀을 직렬로 연결하면 Ah 용량이 증가합니까?

아니요. 직렬 연결은 전압을 증가시킵니다. Ah 용량은 하나의 셀 또는 하나의 병렬 그룹과 동일하게 유지됩니다.

셀을 병렬로 연결하면 전압이 증가합니까?

아니요. 병렬 연결은 Ah 용량을 늘리고 전류 용량에 기여합니다. 전압은 하나의 셀 또는 직렬 스트링과 동일하게 유지됩니다.

14S4P 배터리 팩에는 몇 개의 셀이 있습니까?

14S4P 팩에는 14개의 직렬 연결 그룹이 포함되어 있으며 각 병렬 그룹에는 4개의 셀이 있습니다.

14 × 4 = 56셀.

14S P70A 배터리는 모든 48V 시스템과 호환됩니까?

자동으로 아닙니다. P70A 기준 값을 사용하면 14S 팩의 공칭 전압은 약 51.8V, 권장 충전 차단 계산은 60.2V, 해당 조건에서 방전 종료 계산은 38.5V입니다. 연결된 장비는 전체 작동 범위를 지원해야 합니다.

P70A 셀은 얼마나 많은 연속 전류를 제공할 수 있습니까?

사용 가능한 사양에는 명시된 조건에서 25°C에서 최대 연속 방전율이 3C로 나와 있습니다. 시장에 출시된 70Ah 용량 등급을 기준으로 하면 이는 셀당 약 210A에 해당합니다. 최종 전류 제한은 해당 데이터시트 조건과 팩 수준 열 검증을 따라야 합니다.

용량이 다른 파우치 셀을 병렬로 연결할 수 있나요?

새로운 생산 팩에는 권장되지 않습니다. 셀은 일반적으로 승인된 동일한 화학 물질 및 모델을 사용해야 하며 용량, 저항, 전압, SOC 및 노화 조건이 일치해야 합니다.

사용 가능한 kWh는 명판 kWh와 동일합니까?

아니요. 명판 kWh는 공칭 전압과 용량을 기준으로 계산됩니다. 사용 가능한 에너지는 허용된 SOC 및 전압 창, 전류, 온도, 노화, BMS 설정 및 시스템 효율성에 따라 달라집니다.

파우치 셀에는 어느 정도의 팽창 공간이 허용되어야 합니까?

모든 파우치 셀에는 보편적인 비율이 없습니다. 기계 설계는 선택한 셀의 예압, 두께 허용 오차 및 수명 종료 팽창 요구 사항을 따라야 합니다. 사용 가능한 P70A 사양은 팽윤 계수가 6%이고 초기 예압이 400~500N임을 나타냅니다.