Cum se calculează un pachet de baterii cu celulă pungă: serie, paralelă, tensiune, capacitate și kWh

Calcularea unui pachet de baterii cu celule de tip pungă începe cu câteva formule simple, dar un design utilizabil necesită mai mult decât înmulțirea tensiunii și a capacității.

Conexiunile în serie determină tensiunea pachetului. Conexiunile paralele determină capacitatea pachetului și contribuie la capacitatea curentă. Chimia celulei, limitele de tensiune, rata de descărcare, rezistența internă, temperatura, compresia mecanică și sistemul de management al bateriei (BMS) determină apoi dacă configurația calculată poate funcționa în siguranță în aplicația dorită.

Acest ghid explică modul de calculare a numărului în serie și paralel, tensiunea nominală, Ah, Wh și kWh utilizabil. O celula de pungă NMC P70A 3.7V 70Ah . Ca exemplu principal este folosită

Calculele sunt potrivite pentru dimensionarea preliminară a bateriei. Proiectele finale ale modulelor și pachetelor trebuie verificate în raport cu cea mai recentă fișă de date pentru celule, profilul complet de încărcare și rezultatele testelor la nivel de pachet.

Recomandări cheie

• Celulele conectate în serie cresc tensiunea; nu măresc capacitatea Ah.

• Celulele conectate în paralel cresc capacitatea Ah; nu cresc tensiunea.

• Energia pachetului în Wh este egală cu tensiunea nominală a pachetului înmulțită cu capacitatea pachetului.

• Împărțiți Wh la 1.000 pentru a converti rezultatul în kWh.

• Energia plăcuței de identificare și energia utilizabilă nu sunt aceeași.

• Curentul continuu trebuie verificat la cea mai mică tensiune de funcționare, nu numai la tensiunea nominală.

• Tensiunile maxime de încărcare și descărcare trebuie să provină din fișa de date ale celulei selectate.

• Celulele pungi necesită reținere mecanică specifică celulei, alocație de umflare și design termic.

• Valorile finale ale BMS, siguranțe, contactor și conductor nu pot fi selectate dintr-o singură regulă procentuală.

1. Definiți mai întâi cerințele sistemului bateriei

Un pachet de baterii ar trebui să fie calculat înapoi din aplicație. Înainte de a selecta o celulă sau de a decide configurația în serie și paralelă, definiți următoarele cerințe:

• Tensiunea nominală a sistemului țintă

• Tensiunea de intrare maximă admisă

• Tensiune minima de functionare

• Plăcuță de identificare necesară sau energie utilizabilă

• Timp de funcționare necesar

• Putere și curent continuu

• Putere de vârf, curent de vârf și durată de vârf

• Puterea de încărcare și timpul de încărcare

• Dimensiuni de instalare disponibile

• Greutatea maximă a bateriei

• Temperatura de funcționare și depozitare

• Ciclu de viață așteptat

• Metoda de răcire

• Cerințe de certificare și transport aplicabile

Un sistem promovat ca „48V”, de exemplu, poate accepta tensiuni maxime și minime foarte diferite, în funcție de controlerul motorului, invertor, convertor DC/DC sau alte echipamente conectate. Numai tensiunea de sistem anunțată nu este suficientă pentru a determina numărul corect de serie.

2. Înțelegeți specificațiile celulei

Calculul trebuie să utilizeze specificațiile aprobate ale celulei selectate. Cele mai importante intrări includ:

Parametrul celulei	De ce contează
Tensiune nominală	Folosit pentru calculele preliminare ale tensiunii și energiei pachetului
Tensiunea de întrerupere a încărcăturii recomandată	Folosit pentru a calcula ieșirea încărcătorului și tensiunea maximă normală a pachetului
Tensiune de sfârşit de descărcare	Folosit pentru a evalua limita inferioară de tensiune
Capacitate nominală sau standard	Determină Ah preliminar și energia
Gradul de descărcare continuă	Ajută la determinarea capacității curente
Valoarea maximă a descărcării și durata	Folosit pentru evenimente scurte de sarcină, cum ar fi accelerarea sau pornirea motorului
Rezistență internă DC	Ajută la estimarea căderii tensiunii și a căldurii rezistive sub sarcină
Temperatura de încărcare și descărcare	Determină funcționarea permisă și reducerea curentului
Dimensiuni si greutate	Necesar pentru aspectul modulului și calculele de densitate energetică la nivel de pachet
Preîncărcare mecanică și alocație de umflare	Necesar pentru proiectarea modulelor cu celule de pungă
Condiții de testare a ciclului de viață	Este necesară compararea corectă a așteptărilor privind durata de viață

Celulele cu aceeași chimie pot avea în continuare limite de tensiune, valori nominale de curent și intervale de temperatură diferite. Nu aplicați o singură setare universală de tensiune la fiecare celulă de pungă NMC, LFP sau LTO.

Misen furnizează multiple chimie și capacități pentru bateriile cu celule de pungă pentru mobilitate electrică, AGV-uri, robotică, echipamente industriale, sisteme marine și proiecte de stocare a energiei.

3. Selectarea chimiei celulare

Chimia afectează calculul tensiunii, numărul de celule în serie, densitatea energiei, ciclul de viață țintă, capacitatea de putere și strategia termică.

Chimie	Tensiune nominală preliminară tipică	Prioritate comună de selecție
Celulă în pungă NMC	Aproximativ 3,6–3,73 V, în funcție de celulă	Sisteme de baterii cu densitate mare de energie și compacte și ușoare
Celulă în pungă LiFePO4	De obicei, în jur de 3,2 V	Ciclu de viață, stabilitate termică și aplicații industriale sau staționare
Celulă pungă LTO	De obicei, în jur de 2,3–2,4 V	Putere mare, încărcare rapidă, funcționare la temperatură scăzută și ciclu lung de viață

Acestea sunt valori de referință preliminare, nu setări de proiectare universale. Utilizați întotdeauna tensiunea nominală, limita de încărcare și limita de descărcare menționate în specificația celulei selectate.

4. Celulă de referință: P70A 3.7V 70Ah NMC Pouch Cell

Pentru exemplul principal de calcul, folosim formatul mare P70A NMC celulă pungă.

Pentru calcule preliminare simple, valorile orientate către piață sunt:

• Tensiune nominală: 3,7 V

• Clasa de capacitate nominala: 70Ah

• Energia nominală preliminară: 3,7 V × 70 Ah = 259 Wh

• Rata maximă de descărcare continuă: până la 3C la 25°C în condițiile specificate

• Curentul aproximativ corespunzător la 3C: 70Ah × 3C = 210A

Datele detaliate ale celulei oferă condiții de testare mai specifice:

• Tensiune nominală: 3,73 V la 0,33 C sau 3,70 V la 0,5 C

• Capacitate standard: cel puțin 68,7 Ah la 0,33 C sau cel puțin 67,8 Ah la 0,5 C

• Energie calculată: aproximativ 256,3 Wh bazat pe 3,73 V × 68,7 Ah

• Tensiune de întrerupere a încărcării recomandată: 4,3 V

• Tensiune de sfârșit de descărcare: 2,75 V în condițiile de temperatură normală declarată

• Rezistență internă AC: nu mai mult de 1,2 mΩ în condițiile de testare specificate

• Rezistență internă DC: nu mai mult de 3,0 mΩ în condițiile de testare specificate

Valorile de 3,7V și 70Ah fac formulele de bază mai ușor de urmat. Pentru calculele finale de inginerie, specificațiile de achiziție și garanțiile de performanță, utilizați valoarea aplicabilă a fișei de date și starea de testare.

5. Cum conexiunile în serie cresc tensiunea

Când celulele sunt conectate în serie, borna pozitivă a unei celule sau grup paralel este conectată la borna negativă a următoarei.

Conexiunile în serie cresc tensiunea, în timp ce capacitatea Ah rămâne neschimbată.

Tensiunea nominală a pachetului = Numărul de celule în serie × Tensiunea nominală a celulei

Folosind valorile P70A orientate spre piață într-o configurație 14S:

14 × 3,7 V = 51,8 V nominal

Prin urmare, un pachet 14S1P are:

• Tensiune nominală: 51,8V

• Capacitate: 70 Ah

• Numărul total de celule: 14

De asemenea, trebuie verificat întregul domeniu de tensiune.

Folosind tensiunea de întrerupere a încărcării recomandată P70A:

14 × 4,3 V = 60,2 V

Folosind tensiunea de sfârșit de descărcare de 2,75 V declarată:

14 × 2,75 V = 38,5 V

Intervalul preliminar de tensiune este, prin urmare, de aproximativ 38,5 V până la 60,2 V în condițiile aplicabile.

O baterie 14S NMC poate fi comercializată ca sistem de clasă 48V, dar asta nu o face automat compatibilă cu fiecare controler sau invertor de 48V. Toate echipamentele conectate trebuie verificate în raport cu gama completă de tensiune a bateriei.

Pentru o explicație mai detaliată, vezi NMC Pouch Cell Voltage: Limite și setări BMS.

6. Cum conexiunile paralele cresc capacitatea

Când celulele sunt conectate în paralel, toate terminalele pozitive sunt conectate împreună și toate terminalele negative sunt conectate împreună.

Conexiunile paralele cresc capacitatea Ah, în timp ce tensiunea rămâne egală cu o celulă sau cu un grup de serie.

Capacitatea pachetului = Numărul de celule în paralel × Capacitatea celulei

Folosind patru celule P70A în paralel:

4 × 70Ah = 280Ah

Prin urmare, un grup 4P are:

• Tensiune nominală: 3,7 V

• Capacitate: 280 Ah

• Numărul total de celule: 4

Conexiunile paralele pot crește, de asemenea, capacitatea de curent. Pentru dimensionarea preliminara:

Capacitate de curent grup paralel ≈ Număr de celule paralele × Curent aprobat de o singură celulă

Dacă o celulă P70A din clasa 70Ah suportă aproximativ 210A la 3C în condițiile de testare specificate, un grup paralel cu patru celule are o capacitate teoretică de curent la nivel de celulă de aproximativ 840A.

Cu toate acestea, acesta nu este în mod automat curentul pachetului de siguranță.

Limita finală de curent este determinată de cea mai mică limită aprobată dintre:

• Celulele

• Filele de celule

• Bare colectoare sau conectori flexibili

• Îmbinări sudate sau cu șuruburi

• BMS

• Contactoare

• Siguranțe

• Cabluri și conectori

• Sistem de racire

• Creștere permisă de temperatură

Partajarea curentului în paralel depinde și de rezistența celulei, rezistența conexiunii, simetria barelor colectoare, temperatură și potrivirea celulei. O multiplicare teoretică ar trebui să fie întotdeauna urmată de validare electrică și termică.

7. Cum se calculează un pachet serie-paralel

O configurație 14S4P conține 14 grupuri conectate în serie, cu patru celule conectate în paralel în interiorul fiecărui grup.

Numărul total de celule este:

Total celule = Număr de serie × Număr de paralel

14 × 4 = 56 de celule

Pentru exemplul P70A:

• Număr de serii: 14

• Număr paralel: 4

• Total celule: 56

• Tensiune nominală la pachet: 51,8 V

• Capacitate pachet: 280 Ah

Termenul „14S4P” ar trebui să fie susținut de o schemă electrică care arată grupurile paralele, punctele de detectare BMS, calea principală a curentului și dispozitivele de protecție. Nu vă bazați doar pe numele scris al configurației atunci când examinați un desen al furnizorului.

Unele sisteme de baterii folosesc șiruri de serie protejate separat conectate în paralel la nivelul pachetului. Acest aranjament poate asigura redundanță, dar necesită o coordonare atentă între unitățile BMS, contactori, siguranțe și sisteme de comunicație. Topologia corectă depinde de cerințele proiectului de siguranță, service și izolarea defecțiunilor.

8. Cum se calculează Wh și kWh

Energia bateriei este în mod normal exprimată în wați-oră sau kilowați-oră.

Energia pachetului (Wh) = Tensiunea nominală a pachetului × Capacitatea pachetului

Același rezultat poate fi calculat direct din numărul de celule:

Energia pachetului (Wh) = S × P × Tensiunea nominală a celulei × Capacitatea celulei

Pentru exemplul 14S4P P70A:

• Tensiune nominală la pachet: 51,8 V

• Capacitate pachet: 280 Ah

51,8 V × 280 Ah = 14.504 Wh

Transformați Wh în kWh:

14.504Wh ÷ 1.000 = 14.504kWh

Energia preliminară a plăcii de identificare este deci aproximativ:

14,50 kWh

Folosind valorile de testare mai conservatoare ale foii de date de 3,73 V și 68,7 Ah:

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

Diferența ilustrează de ce o clasă de capacitate orientată spre piață și o capacitate minimă testată pe foaie de date nu ar trebui tratate ca fiind identice. Pentru performanță garantată a pachetului, utilizați valoarea specificației aplicabile.

Puteți afla mai multe despre diferența dintre energia la nivelul celulei și la nivelul pachetului în Densitatea energiei celulelor din pungă explicată: Wh/kg, Wh/L și energia utilizabilă a pachetului.

9. Tabelul de calcul rapid al pachetului P70A

Următoarele valori folosesc 3,7V și 70Ah pentru dimensionarea preliminară.

Configurație	Număr de celule	Tensiune nominală	Capacitate	Energia plăcuței de identificare	Energie aproximativă la o fereastră SOC de 80% utilizabilă
14S1P	14	51,8 V	70 Ah	3,63 kWh	2,90 kWh
14S2P	28	51,8 V	140 Ah	7,25 kWh	5,80 kWh
14S3P	42	51,8 V	210 Ah	10,88 kWh	8,70 kWh
14S4P	56	51,8 V	280 Ah	14,50 kWh	11,60 kWh

Aceste valori sunt preliminare. Energia livrabilă reală depinde de fereastra de tensiune aprobată, curentul de sarcină, temperatură, îmbătrânirea celulei, setările BMS și pierderile sistemului.

10. Energia plăcuței de identificare vs. Energia utilizabilă

Energia de pe plăcuța de identificare este calculată din tensiunea nominală și capacitatea. Energia utilizabilă este cantitatea pe care o poate accesa aplicația în fereastra de operare selectată.

Pentru o estimare timpurie:

Energia utilizabilă ≈ Energia plăcuței de identificare × Fereastra SOC utilizabilă

Dacă un pachet 14S4P P70A are 14,50 kWh de energie de pe plăcuța de identificare preliminară și funcționează printr-o fereastră SOC de 80%:

14,50 kWh × 0,80 = aproximativ 11,60 kWh

Aceasta este o estimare, nu o ieșire garantată.

Energia efectivă utilizabilă este afectată de:

• Curba de descărcare a celulei

• Limite de încărcare și descărcare

• Rata de descărcare

• Scăderea tensiunii

• Temperatura ambientală și a celulei

• Variație de la celulă la celulă

• Starea Sanatatii

• Strategia de oprire a BMS

• Pierderi de cabluri și contactoare

• Convertor DC/DC, controler de motor sau eficienta invertorului

Dacă energia utilizabilă trebuie încă atinsă aproape de sfârșitul duratei de viață a bateriei, dimensionarea timpurie poate lua în considerare, de asemenea, obiectivul de capacitate la sfârșitul duratei de viață și eficiența conversiei:

Energia necesară de pe plăcuța de identificare ≈ Energia țintă utilizabilă ÷ (fereastră SOC utilizabilă × fracțiunea capacității la sfârșitul duratei de viață × eficiența sistemului)

Această formulă este utilă pentru dimensionarea preliminară. Performanța finală trebuie validată din datele despre descărcarea celulei și din testele la nivel de pachet.

11. Calculați curentul din putere

Designerii de acumulatori încep adesea cu o valoare a puterii necesare în kW, mai degrabă decât cu o valoare a curentului în amperi.

Relatia este:

Putere = Tensiune × Curent

Prin urmare:

Curent = Putere ÷ Tensiune

Pentru o sarcină de 10 kW la tensiunea nominală a unui pachet 14S P70A:

10.000W ÷ 51,8V = aproximativ 193A

Dacă controlerul încearcă să mențină 10 kW pe măsură ce tensiunea bateriei scade la 38,5 V:

10.000W ÷ 38,5V = aproximativ 260A

Aceasta arată de ce curentul nu trebuie calculat doar la tensiunea nominală. Pentru sarcinile cu putere constantă, curentul crește pe măsură ce tensiunea bateriei scade.

Celulele, BMS, barele colectoare, contactoarele, siguranțele și cablurile trebuie evaluate la cea mai proastă combinație relevantă de tensiune, putere, temperatură și durată.

12. Scăderea tensiunii și generarea de căldură

Tensiunea celulei sub sarcină este mai mică decât tensiunea sa relaxată în circuit deschis. O estimare simplificată a căderii tensiunii este:

Scurgere de tensiune ≈ Curent × rezistență DC

Rezistența reală a pachetului include mai mult decât rezistența celulară. De asemenea, include:

• Filele

• Bare colectoare

• Articulații

• Siguranțe

• Contactoare

• Cabluri

• Conectori

• Diferențe paralele de distribuție a curentului

O estimare simplificată a căldurii rezistive este:

Pierdere de putere ≈ Curent² × Rezistență

Prin urmare, căldura crește aproximativ cu pătratul curentului într-un model rezistiv simplificat, nu exponențial. Generarea reală de căldură și creșterea temperaturii depind și de SOC, temperatura celulei, schimbările de rezistență, condițiile de răcire și ciclul de funcționare.

ACIR măsurat la 1 kHz nu ar trebui utilizat automat pentru a prezice coborârea tensiunii de sarcină. DCIR măsurat într-o condiție de sarcină definită este, în general, mai relevant pentru calculele preliminare de tensiune și căldură.

13. Potrivirea celulelor și partajarea curentului paralel

Calculele matematice presupun că fiecare celulă funcționează identic. Celulele reale au diferențe de capacitate, rezistență internă, tensiune în circuit deschis, autodescărcare și îmbătrânire.

Celulele destinate unui pachet ar trebui, în mod normal, să fie potrivite după:

• Chimie și model

• Lotul de producție acolo unde este practic

• Capacitate

• Rezistență AC și DC

• Tensiune în circuit deschis

• Starea de încărcare

• Autodescărcare

• Vârstă și istoric de utilizare

Celulele la niveluri SOC semnificativ diferite nu trebuie conectate direct în paralel. Diferența de tensiune poate provoca un curent de egalizare mare, limitat în principal de rezistența celulei și a conexiunii.

Celulele cu capacitate diferită nu împart automat curentul în funcție de capacitate. Distribuția curentului este puternic afectată de rezistența internă, rezistența de interconectare, temperatură și dispunerea barelor colectoare. Pentru un nou pachet de producție, utilizarea celulelor potrivite ale aceluiași model aprobat este abordarea preferată.

Un circuit de echilibrare BMS nu poate compensa rapid diferențele mari de capacitate sau rezistență în interiorul unui pachet de celule pungă de mare capacitate. Clasificarea celulelor rămâne importantă înainte de asamblare.

14. Proiectare mecanică pentru celule de pungă

Celulele pungă nu au o cutie de metal rigidă. Structura modulului trebuie să gestioneze expansiunea celulei, să ofere un suport uniform, să protejeze filmul laminat și să mențină un contact termic sigur.

Nu există o admisie universală de umflare sau presiune de preîncărcare care să poată fi aplicată fiecărei celule pungi.

Pentru P70A, specificația disponibilă indică:

• Preîncărcare inițială: 400–500N

• Coeficientul de umflare specificat: 6%

• Nu este permisă funcționarea pe termen lung fără reținere mecanică

• Presiunea trebuie distribuită uniform pe suprafața celulei

Aceste valori se aplică modelului P70A și nu ar trebui copiate automat pe un alt model de celule de pungă.

Proiectarea modulului ar trebui să ia în considerare:

• Plăcile de capăt și rigiditatea cadrului

• Metoda de preîncărcare

• Tampoane de compresie sau de umflare

• Toleranță la grosimea celulei

• Extindere la sfârșitul vieții

• Izolație electrică

• Protecție cu filet și etanșare

• Contact suprafață de răcire

• Toleranțe de producție și service

Pentru mai multe informații, vezi De ce celulele pungi necesită compresie în designul pachetului de baterii.

15. Managementul termic

Cerințele de răcire nu pot fi selectate numai din rata C. Un sistem 1C într-o carcasă strânsă poate avea condiții termice mai dificile decât un sistem cu curent mai mare, cu cicluri de lucru scurte și o structură de răcire eficientă.

Proiectarea termică ar trebui să ia în considerare:

• Rezistența celulei DC

• Curent continuu

• Curent de vârf și durată

• Curent de încărcare

• Geometria modulului

• Spațierea celulelor

• Direcția de transfer termic

• Temperatura mediului ambiant

• Temperatura maximă admisă a celulei

• Diferența maximă de temperatură de la celulă la celulă

• Condiții de defecțiune a sistemului de răcire

Strategiile posibile includ convecția naturală, aerul forțat, plăcile de răcire conductoare și răcirea cu lichid. Soluția corectă trebuie selectată dintr-un model de generare de căldură și confirmată prin testarea temperaturii la nivel de modul.

Senzorii de temperatură ar trebui să fie plasați în locații reprezentative, inclusiv punctele fierbinți probabile și zonele în care rezistența conexiunii poate crea căldură suplimentară.

16. BMS și protecție electrică

BMS trebuie să accepte numărul exact de serie și intervalul de tensiune aprobat pentru celule. Pentru un pachet 14S, BMS trebuie să monitorizeze 14 grupuri de celule conectate în serie.

Selecția BMS ar trebui să ia în considerare:

• Chimia celulară

• Număr de serii

• Țintă normală de încărcare-tensiune

• Pragul de protecție la supratensiune

• Prag de protecție la subtensiune

• Curent continuu

• Curent de vârf și durată

• Detectare scurtcircuit

• Temperatura de încărcare și descărcare

• Cantitatea și amplasarea senzorului

• Strategia de echilibrare

• Precizia măsurării tensiunii și curentului

• Controlul contactorului

• Înregistrare defecțiuni și recuperare

Pragul de supratensiune BMS este o setare de protecție în caz de urgență, nu ținta normală a încărcătorului. Încărcătorul trebuie să regleze corect tensiunea și curentul, fără a depinde de deconectarea de rutină a BMS.

De asemenea, nu există o regulă universală conform căreia fiecare BMS, contactor sau siguranță ar trebui să fie evaluat la exact 125% din curentul așteptat. Marja de proiectare adecvată depinde de componentă, temperatură, ciclu de funcționare, durata de viață și standardul aplicabil.

Alegerea siguranței ar trebui să ia în considerare:

• Curent de sarcină continuu

• Protectie cablu si bare colectoare

• Tensiune nominală DC

• Curent de defect maxim disponibil

• Evaluare de întrerupere DC

• Curba timp-curent

• Nu performanță

• Coordonarea cu BMS și contactori

Sistemele de înaltă tensiune sau de mare putere pot necesita, de asemenea, contactoare principale, circuite de preîncărcare, deconectări de service, monitorizarea izolației și izolarea coordonată a defecțiunilor.

17. Un flux de lucru practic pentru calculul pachetului de baterii

Un calcul preliminar de încredere poate urma această secvență:

1. Definiți domeniul complet de tensiune al echipamentului.

2. Definiți energia utilizabilă necesară, puterea continuă și sarcina de vârf.

3. Selectați chimia celulară și modelul celular.

4. Utilizați limitele aprobate de tensiune a celulei și condițiile de testare a capacității.

5. Calculați numărul de serie din domeniul de tensiune necesar.

6. Calculați numărul de paralele atât din cerințele de energie, cât și de curent.

7. Calculați numărul total de celule, tensiunea nominală, Ah, Wh și kWh.

8. Estimați energia utilizabilă în intervalul SOC prevăzut.

9. Verificați necesarul de curent la cea mai mică tensiune de funcționare.

10. Verificați căderea tensiunii, generarea de căldură și partajarea curentului.

11. Selectați BMS, conductori, contactori și dispozitive de protecție.

12. Proiectați structura mecanică de reținere, izolație și răcire.

13. Construiți și testați un prototip în condițiile de încărcare și temperatură prevăzute.

14. Completați certificarea necesară pentru siguranță, transport și aplicare.

O foaie de calcul poate produce primul calcul, dar este necesară testarea pentru a confirma sistemul final de baterie.

18. Informații de furnizat atunci când se solicită o soluție cu celule de pungă

Pentru a evalua un proiect de celulă husă sau baterie personalizată, furnizați cât mai multe dintre următoarele informații posibil:

• Aplicație

• Tensiunea nominală țintă

• Tensiunea maximă și minimă a sistemului

• Energia utilizabilă necesară sau timpul de funcționare

• Putere sau curent continuu

• Putere/curent de vârf și durată

• Timp de încărcare sau curent de încărcare

• Dimensiuni maxime

• Greutate maxima

• Temperatura de functionare

• Ciclu de viață așteptat

• Metoda de răcire

• Cerințe de comunicare BMS

• Cerințe de certificare

• Prototip și cantitate anuală de comandă

Misen acceptă selecția celulelor, gradarea, configurarea modulelor și Dezvoltare de soluții personalizate de baterii pentru mobilitatea electrică, AGV-uri, robotică, echipamente industriale, sisteme marine și aplicații de stocare a energiei.

Concluzie

Formulele de bază ale acumulatorului sunt simple:

Tensiunea nominală a pachetului = Număr de serie × Tensiunea nominală a celulei

Capacitate pachet = Număr paralel × Capacitate celule

Energia pachetului (Wh) = Tensiunea pachetului × Capacitatea pachetului

Energia pachetului (kWh) = Energia pachetului în Wh ÷ 1.000

Folosind o celulă P70A de 3,7V 70Ah ca exemplu preliminar, o configurație 14S4P oferă:

• Tensiune nominală de 51,8 V

• Capacitate nominală 280 Ah

• 14,50 kWh energie preliminară pe plăcuța de identificare

• Aproximativ 11,60 kWh la o fereastră SOC de 80% utilizabilă

Aceste numere sunt doar începutul procesului de proiectare. Performanța finală depinde de limitele de tensiune, condițiile de descărcare, temperatură, potrivirea celulelor, distribuția curentului, compresia mecanică, managementul termic, setările BMS și pierderile sistemului.

Pentru proiectele care necesită o celulă în pungă NMC de înaltă energie, consultați P70A 3.7V 70Ah specificațiile celulei pungă și trimiteți Misen cerințele dvs. de tensiune, energie, curent, spațiu și temperatură pentru o evaluare bazată pe proiect.

FAQ

Cum se calculează kWh al unui pachet de baterii cu celule de pungă?

Înmulțiți tensiunea nominală a pachetului cu capacitatea pachetului în Ah pentru a obține Wh. Împărțiți rezultatul Wh la 1.000 pentru a obține kWh.

De exemplu:

51,8V × 280Ah = 14.504Wh = 14.504kWh.

Conectarea celulelor în serie crește capacitatea Ah?

Nu. Conexiunile în serie cresc tensiunea. Capacitatea Ah rămâne egală cu o celulă sau cu un grup paralel.

Conectarea celulelor în paralel crește tensiunea?

Nu. Conexiunile paralele cresc capacitatea Ah și contribuie la capacitatea de curent. Tensiunea rămâne egală cu o celulă sau un șir de serie.

Câte celule sunt într-un acumulator 14S4P?

Un pachet 14S4P conține 14 grupuri conectate în serie cu patru celule în fiecare grup paralel:

14 × 4 = 56 de celule.

Este o baterie 14S P70A compatibilă cu fiecare sistem de 48V?

Nu automat. Folosind valorile de referință P70A, un pachet 14S are o tensiune nominală de aproximativ 51,8 V, un calcul recomandat de întrerupere a încărcăturii de 60,2 V și un calcul de sfârșit de descărcare de 38,5 V în condițiile aplicabile. Echipamentul conectat trebuie să accepte întreaga gamă de operare.

Cât de mult curent continuu poate furniza o celulă P70A?

Specificațiile disponibile enumeră o rată maximă de descărcare continuă de 3C la 25°C în condițiile menționate. Pe baza clasei de capacitate de 70 Ah orientată spre piață, aceasta corespunde la aproximativ 210 A per celulă. Limitele finale de curent trebuie să urmeze condițiile aplicabile din fișa de date și validarea termică la nivel de pachet.

Pot fi conectate celule de pungă cu capacitate diferită în paralel?

Nu este recomandat pentru un pachet de producție nou. Celulele ar trebui să utilizeze în mod normal același produs chimic și model aprobat și ar trebui să fie adaptate pentru capacitate, rezistență, tensiune, SOC și starea de îmbătrânire.

Este kWh utilizabil același cu kWh de pe plăcuță?

Nr. Plăcuța de identificare kWh este calculată din tensiunea nominală și capacitatea. Energia utilizabilă depinde de SOC și fereastra de tensiune permisă, curent, temperatură, îmbătrânire, setările BMS și eficiența sistemului.

Cât spațiu de umflare ar trebui să fie lăsat pentru o celulă în pungă?

Nu există un procent universal pentru fiecare celulă pungă. Designul mecanic trebuie să respecte cerințele de preîncărcare ale celulei selectate, toleranța la grosime și umflarea la sfârșitul vieții. Specificația disponibilă P70A indică un coeficient de umflare de 6% și o preîncărcare inițială de 400–500N.