Ako vypočítať vreckovú batériu: séria, paralelný, napätie, kapacita a kWh

Výpočet vreckového akumulátora začína niekoľkými jednoduchými vzorcami, ale použiteľný dizajn vyžaduje viac než len násobenie napätia a kapacity.

Sériové pripojenia určujú napätie balenia. Paralelné pripojenia určujú kapacitu balenia a prispievajú k súčasnej kapacite. Chémia článkov, limity napätia, rýchlosť vybíjania, vnútorný odpor, teplota, mechanická kompresia a Battery Management System (BMS) potom určujú, či vypočítaná konfigurácia môže bezpečne fungovať v zamýšľanej aplikácii.

Táto príručka vysvetľuje, ako vypočítať sériové a paralelné počty, menovité napätie, Ah, Wh a využiteľnú kWh. A P70A 3,7V 70Ah puzdrový článok NMC . Ako hlavný príklad je použitý

Výpočty sú vhodné na predbežné dimenzovanie batérie. Konečné návrhy modulu a balenia musia byť overené podľa najnovšieho údajového listu bunky, úplného profilu zaťaženia a výsledkov testov na úrovni balenia.

Kľúčové poznatky

• Články zapojené do série zvyšujú napätie; nezvyšujú kapacitu Ah.

• Paralelne zapojené články zvyšujú kapacitu Ah; nezvyšujú napätie.

• Energia batérie vo Wh sa rovná nominálnemu napätiu batérie vynásobenému kapacitou batérie.

• Vydelením Wh číslom 1 000 sa výsledok prepočíta na kWh.

• Energia na štítku a využiteľná energia nie sú to isté.

• Trvalý prúd je potrebné kontrolovať pri najnižšom prevádzkovom napätí, nielen pri menovitom napätí.

• Maximálne nabíjacie a vybíjacie napätie musí pochádzať z údajového listu zvoleného článku.

• Vačkové bunky vyžadujú mechanické obmedzenie špecifické pre bunky, toleranciu napučiavania a tepelný dizajn.

• Konečné hodnoty BMS, poistky, stýkača a vodičov nemožno vybrať z jedného percentuálneho pravidla.

1. Najprv definujte požiadavky na systém batérie

Batéria by sa mala vypočítať spätne od aplikácie. Pred výberom bunky alebo rozhodnutím o sériovej a paralelnej konfigurácii definujte nasledujúce požiadavky:

• Cieľové menovité napätie systému

• Maximálne povolené vstupné napätie

• Minimálne prevádzkové napätie

• Požadovaný štítok alebo využiteľná energia

• Požadovaný prevádzkový čas

• Nepretržitý výkon a prúd

• Špičkový výkon, špičkový prúd a trvanie špičky

• Nabíjací výkon a čas nabíjania

• Dostupné inštalačné rozmery

• Maximálna hmotnosť batérie

• Prevádzková a skladovacia teplota

• Očakávaná životnosť cyklu

• Spôsob chladenia

• Platné požiadavky na certifikáciu a prepravu

Napríklad systém propagovaný ako '48V' môže akceptovať veľmi odlišné maximálne a minimálne napätie v závislosti od ovládača motora, meniča, meniča DC/DC alebo iného pripojeného zariadenia. Samotné inzerované systémové napätie nestačí na určenie správneho počtu sérií.

2. Pochopte špecifikácie bunky

Výpočet musí použiť schválené špecifikácie vybranej bunky. Medzi najdôležitejšie vstupy patria:

Parameter bunky	Prečo na tom záleží
Menovité napätie	Používa sa na predbežné výpočty napätia a energie balenia
Odporúčané vypínacie napätie nabíjania	Používa sa na výpočet výkonu nabíjačky a maximálneho normálneho napätia batérie
Koncové vybíjacie napätie	Používa sa na vyhodnotenie dolnej hranice napätia
Menovitá alebo štandardná kapacita	Určuje predbežné Ah a energiu
Nepretržité hodnotenie vybíjania	Pomáha určiť aktuálnu kapacitu
Maximálne hodnotenie vybitia a trvanie	Používa sa na udalosti s krátkym zaťažením, ako je zrýchlenie alebo štart motora
DC vnútorný odpor	Pomáha odhadnúť pokles napätia a odporové teplo pri zaťažení
Teplota nabíjania a vybíjania	Určuje povolenú prevádzku a zníženie prúdu
Rozmery a hmotnosť	Vyžaduje sa pre rozloženie modulu a výpočty hustoty energie na úrovni balenia
Mechanické predpätie a prídavok na opuch	Vyžaduje sa pre návrh modulu vreckových buniek
Podmienky testu životnosti cyklu	Potrebné na správne porovnanie očakávanej životnosti

Články s rovnakou chémiou môžu mať stále rôzne limity napätia, prúdové hodnoty a teplotné rozsahy. Neaplikujte jedno univerzálne nastavenie napätia na každý puzdrový článok NMC, LFP alebo LTO.

Misen dodáva viacero chemické zloženie batérií a kapacity pre elektrickú mobilitu, AGV, robotiku, priemyselné zariadenia, námorné systémy a projekty skladovania energie.

3. Výber bunkovej chémie

Chémia ovplyvňuje výpočet napätia, počet článkov v sérii, hustotu energie, cieľ životnosti cyklu, výkonovú kapacitu a tepelnú stratégiu.

Chémia	Typické predbežné menovité napätie	Spoločná priorita výberu
Vrecková bunka NMC	Približne 3,6–3,73 V, v závislosti od článku	Vysoká hustota energie a kompaktné, ľahké batériové systémy
Vrecková bunka LiFePO4	Bežne okolo 3,2V	Životnosť cyklu, tepelná stabilita a priemyselné alebo stacionárne aplikácie
LTO puzdrový článok	Bežne okolo 2,3-2,4V	Vysoký výkon, rýchle nabíjanie, prevádzka pri nízkych teplotách a dlhá životnosť

Toto sú predbežné referenčné hodnoty, nie univerzálne konštrukčné nastavenia. Vždy používajte menovité napätie, limit nabíjania a limit vybíjania uvedený v špecifikácii zvoleného článku.

4. Referenčný článok: P70A 3,7V 70Ah NMC puzdrový článok

Ako hlavný príklad výpočtu používame veľký formát P70A NMC puzdrový článok.

Pre jednoduché predbežné výpočty sú trhové hodnoty:

• Menovité napätie: 3,7V

• Nominálna trieda kapacity: 70Ah

• Predbežná menovitá energia: 3,7V × 70Ah = 259Wh

• Maximálna rýchlosť nepretržitého vybíjania: do 3C pri 25°C za špecifikovaných podmienok

• Približný prúd zodpovedajúci 3C: 70Ah × 3C = 210A

Podrobné údaje o bunkách poskytujú špecifickejšie podmienky testu:

• Menovité napätie: 3,73 V pri 0,33 C alebo 3,70 V pri 0,5 C

• Štandardná kapacita: najmenej 68,7 Ah pri 0,33 C alebo najmenej 67,8 Ah pri 0,5 C

• Vypočítaná energia: približne 256,3 Wh na základe 3,73 V × 68,7 Ah

• Odporúčané vypínacie napätie: 4,3V

• Napätie na konci vybíjania: 2,75 V pri uvedených normálnych teplotných podmienkach

• Vnútorný odpor striedavého prúdu: nie viac ako 1,2 mΩ za špecifikovaných testovacích podmienok

• Jednosmerný vnútorný odpor: nie viac ako 3,0 mΩ za špecifikovaných testovacích podmienok

Hodnoty 3,7 V a 70 Ah uľahčujú dodržiavanie základných vzorcov. Pre konečné technické výpočty, špecifikácie obstarávania a záruky výkonu použite príslušnú hodnotu údajového listu a podmienky testu.

5. Ako sériové pripojenia zvyšujú napätie

Keď sú články zapojené do série, kladný pól jedného článku alebo paralelnej skupiny je spojený so záporným pólom nasledujúceho článku.

Sériové pripojenia zvyšujú napätie, pričom kapacita Ah zostáva nezmenená.

Nominálne napätie batérie = počet článkov v sérii × menovité napätie článku

Použitie trhových hodnôt P70A v konfigurácii 14S:

14 × 3,7 V = nominálne 51,8 V

Balík 14S1P má teda:

• Menovité napätie: 51,8V

• Kapacita: 70Ah

• Celkový počet buniek: 14

Musí sa tiež skontrolovať celý rozsah napätia.

Použitie odporúčaného vypínacieho napätia nabíjania P70A:

14 × 4,3 V = 60,2 V

Pri použití uvedeného koncového vybíjacieho napätia 2,75 V:

14 × 2,75 V = 38,5 V

Rozsah predbežného napätia je teda približne 38,5 V až 60,2 V za platných podmienok.

Batéria 14S NMC môže byť predávaná ako systém triedy 48V, ale to neznamená, že je automaticky kompatibilná s každým 48V ovládačom alebo meničom. Všetky pripojené zariadenia musia byť skontrolované v porovnaní s celým rozsahom napätia batérie.

Pre podrobnejšie vysvetlenie viď Napätie článku puzdra NMC: Limity a nastavenia BMS.

6. Ako paralelné pripojenia zvyšujú kapacitu

Keď sú články zapojené paralelne, všetky kladné svorky sú spojené dohromady a všetky záporné svorky sú spojené dohromady.

Paralelné pripojenia zvyšujú kapacitu Ah, zatiaľ čo napätie zostáva rovnaké ako jeden článok alebo jedna sériová skupina.

Kapacita balenia = počet paralelných článkov × kapacita článku

Použitie štyroch článkov P70A paralelne:

4 × 70 Ah = 280 Ah

Skupina 4P má teda:

• Menovité napätie: 3,7V

• Kapacita: 280Ah

• Celkový počet buniek: 4

Paralelné pripojenia môžu tiež zvýšiť prúdovú kapacitu. Pre predbežné dimenzovanie:

Prúdová schopnosť paralelnej skupiny ≈ Počet paralelných článkov × Schválený jednočlánkový prúd

Ak jeden článok P70A triedy 70Ah podporuje približne 210A pri 3C za špecifikovaných testovacích podmienok, štvorčlánková paralelná skupina má teoretickú prúdovú kapacitu na úrovni článku približne 840A.

Toto však nie je automaticky bezpečný prúd balenia.

Konečný limit prúdu je určený najnižším schváleným limitom medzi:

• Bunky

• Karty buniek

• Prípojnice alebo flexibilné konektory

• Zvárané alebo skrutkové spoje

• BMS

• Stýkače

• Poistky

• Káble a konektory

• Chladiaci systém

• Povolené zvýšenie teploty

Paralelné zdieľanie prúdu závisí aj od odporu článku, odporu spojenia, symetrie prípojníc, teploty a prispôsobenia článku. Po teoretickom násobení by malo vždy nasledovať elektrické a tepelné overenie.

7. Ako vypočítať sériovo-paralelný balík

Konfigurácia 14S4P obsahuje 14 sériovo zapojených skupín, pričom v každej skupine sú paralelne zapojené štyri bunky.

Celkový počet buniek je:

Celkový počet buniek = počet sérií × paralelný počet

14 × 4 = 56 buniek

Pre príklad P70A:

• Počet sérií: 14

• Paralelný počet: 4

• Celkový počet buniek: 56

• Menovité napätie balenia: 51,8V

• Kapacita balenia: 280Ah

Termín '14S4P' by mal byť podporený elektrickou schémou zobrazujúcou paralelné skupiny, BMS snímacie body, hlavnú prúdovú cestu a ochranné zariadenia. Pri kontrole dodávateľského výkresu sa nespoliehajte len na napísaný názov konfigurácie.

Niektoré batériové systémy používajú samostatne chránené sériové reťazce zapojené paralelne na úrovni bloku. Toto usporiadanie môže poskytnúť redundanciu, ale vyžaduje starostlivú koordináciu medzi jednotkami BMS, stýkačmi, poistkami a komunikačnými systémami. Správna topológia závisí od požiadaviek projektu na bezpečnosť, servis a izoláciu porúch.

8. Ako vypočítať Wh a kWh

Energia batérie sa bežne vyjadruje vo watthodinách alebo kilowatthodinách.

Energia batérie (Wh) = menovité napätie batérie × kapacita batérie

Rovnaký výsledok možno vypočítať priamo z počtu buniek:

Energia balenia (Wh) = S × P × Menovité napätie článku × Kapacita článku

Pre príklad 14S4P P70A:

• Menovité napätie balenia: 51,8V

• Kapacita balenia: 280Ah

51,8 V × 280 Ah = 14 504 Wh

Previesť Wh na kWh:

14 504 Wh ÷ 1 000 = 14 504 kWh

Predbežná energia na štítku je teda približne:

14,50 kWh

Použitie konzervatívnejších testovacích hodnôt 3,73 V a 68,7 Ah:

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

Rozdiel ilustruje, prečo by sa trieda kapacity orientovaná na trh a minimálna kapacita testovaná v technických listoch nemali považovať za identické. Pre zaručený výkon balenia použite príslušnú hodnotu špecifikácie.

Môžete sa dozvedieť viac o rozdieloch medzi energiou na úrovni buniek a na úrovni balenia Vysvetlenie energetickej hustoty buniek vrecka: Wh/kg, Wh/L a využiteľná energia balenia.

9. Rýchla tabuľka výpočtu balíka P70A

Nasledujúce hodnoty používajú 3,7 V a 70 Ah na predbežné dimenzovanie.

Konfigurácia	Počet článkov	Menovité napätie	Kapacita	Energia na štítku	Približná energia pri 80 % využiteľnom okne SOC
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	210Ah	10,88 kWh	8,70 kWh
14S4P	56	51,8 V	280 Ah	14,50 kWh	11,60 kWh

Tieto hodnoty sú predbežné. Skutočná dodateľná energia závisí od schváleného napäťového okna, záťažového prúdu, teploty, starnutia článkov, nastavení BMS a systémových strát.

10. Typový štítok Energia vs. využiteľná energia

Energia na štítku je vypočítaná z menovitého napätia a kapacity. Využiteľná energia je množstvo, ku ktorému má aplikácia prístup v rámci zvoleného operačného okna.

Pre skorý odhad:

Využiteľná energia ≈ Energia na štítku × Použiteľné okno SOC

Ak má súprava 14S4P P70A 14,50 kWh predbežnej energie na štítku a funguje cez 80 % okno SOC:

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

Toto je odhad, nie zaručený výstup.

Skutočnú využiteľnú energiu ovplyvňujú:

• Krivka vybíjania článku

• Limity nabíjania a vybíjania

• Rýchlosť vybíjania

• Pokles napätia

• Teplota okolia a bunky

• Variácia medzi bunkami

• Zdravotný stav

• Stratégia prerušenia BMS

• Straty káblov a stýkačov

• DC/DC menič, regulátor motora alebo účinnosť meniča

Ak sa ešte stále musí dosiahnuť využiteľná energia na konci životnosti batérie, skoré dimenzovanie môže tiež zvážiť cieľovú kapacitu na konci životnosti a účinnosť konverzie:

Požadovaná energia na štítku ≈ Cieľová využiteľná energia ÷ (využiteľné okno SOC × zlomok kapacity na konci životnosti × účinnosť systému)

Tento vzorec je užitočný na predbežné dimenzovanie. Konečný výkon sa musí overiť z údajov o vybití článku a testovania na úrovni balenia.

11. Vypočítajte prúd z výkonu

Konštruktéri batérií často začínajú s požadovanou hodnotou výkonu v kW, a nie s aktuálnou hodnotou v ampéroch.

Vzťah je:

Výkon = napätie × prúd

Preto:

Prúd = výkon ÷ napätie

Pre záťaž 10 kW pri menovitom napätí 14S P70A balenia:

10 000W ÷ 51,8V = približne 193A

Ak sa regulátor snaží udržať 10 kW, keď napätie batérie klesne na 38,5 V:

10 000W ÷ 38,5V = približne 260A

To ukazuje, prečo by sa prúd nemal počítať iba pri menovitom napätí. V prípade záťaže s konštantným výkonom prúd stúpa s poklesom napätia batérie.

Články, BMS, prípojnice, stýkače, poistky a káble musia byť hodnotené pri najhoršej relevantnej kombinácii napätia, výkonu, teploty a trvania.

12. Pokles napätia a tvorba tepla

Napätie článku pri zaťažení je nižšie ako jeho uvoľnené napätie naprázdno. Zjednodušený odhad poklesu napätia je:

Pokles napätia ≈ Prúd × jednosmerný odpor

Skutočný odpor balenia zahŕňa viac ako odpor buniek. Zahŕňa tiež:

• Karty

• Prípojnice

• Kĺby

• Poistky

• Stýkače

• Káble

• Konektory

• Paralelné rozdiely v rozdelení prúdu

Zjednodušený odhad odporového tepla je:

Strata výkonu ≈ Prúd² × Odpor

Teplo preto stúpa približne so štvorcom prúdu v zjednodušenom odporovom modeli, nie exponenciálne. Skutočná tvorba tepla a nárast teploty tiež závisia od SOC, teploty článku, zmien odporu, podmienok chladenia a pracovného cyklu.

ACIR meraný pri 1 kHz by sa nemal automaticky používať na predpovedanie poklesu napätia záťaže. DCIR meraný pri definovanom zaťažení je vo všeobecnosti relevantnejší pre predbežné výpočty poklesu napätia a tepla.

13. Priraďovanie buniek a paralelné zdieľanie prúdu

Matematické výpočty predpokladajú, že každá bunka funguje rovnako. Skutočné články majú rozdiely v kapacite, vnútornom odpore, napätí naprázdno, samovybíjaní a starnutí.

Bunky určené pre jedno balenie by sa mali bežne zhodovať:

• Chémia a model

• Výrobná dávka tam, kde je to praktické

• Kapacita

• AC a DC odpor

• Napätie naprázdno

• Stav nabitia

• Samovybíjanie

• Vek a história používania

Bunky s výrazne odlišnými hladinami SOC by nemali byť zapojené priamo paralelne. Rozdiel napätia môže spôsobiť vysoký vyrovnávací prúd obmedzený hlavne odporom článku a spoja.

Články s rôznou kapacitou automaticky nerozdeľujú prúd podľa kapacity. Rozloženie prúdu je silne ovplyvnené vnútorným odporom, odporom prepojenia, teplotou a usporiadaním prípojníc. V prípade nového výrobného balenia je preferovaným prístupom použitie zhodných buniek rovnakého schváleného modelu.

Vyvažovací obvod BMS nedokáže rýchlo kompenzovať veľké rozdiely v kapacite alebo odpore vo vnútri vysokokapacitného vrecka. Pred montážou zostáva dôležité triedenie buniek.

14. Mechanická konštrukcia puzdier

Vreckové bunky nemajú pevnú kovovú plechovku. Modulová štruktúra musí riadiť expanziu buniek, poskytovať jednotnú podporu, chrániť laminátový film a udržiavať spoľahlivý tepelný kontakt.

Neexistuje žiadny univerzálny prídavok na napučiavanie alebo tlak predpätia, ktorý možno aplikovať na každú bunku vrecka.

Pre P70A dostupná špecifikácia uvádza:

• Počiatočné predpätie: 400–500 N

• Špecifikovaný koeficient napučiavania: 6%

• Dlhodobá prevádzka bez mechanického obmedzenia nie je povolená

• Tlak by mal byť rovnomerne rozložený po celom povrchu bunky

Tieto hodnoty platia pre P70A a nemali by sa automaticky kopírovať do iného modelu vrecka.

Návrh modulu by mal brať do úvahy:

• Koncové dosky a tuhosť rámu

• Metóda predbežného zaťaženia

• Kompresné alebo opuchové vankúšiky

• Tolerancia hrúbky bunky

• Rozšírenie na konci životnosti

• Elektrická izolácia

• Ochrana štítkov a tesnení

• Kontakt chladiacej plochy

• Výrobné a servisné tolerancie

Ďalšie informácie nájdete v časti Prečo články puzdra vyžadujú kompresiu v dizajne batérie.

15. Tepelný manažment

Požiadavky na chladenie nie je možné vybrať len z C-rate. Systém 1C v tesne uzavretom kryte môže mať náročnejšie tepelné podmienky ako systém s vyšším prúdom s krátkymi pracovnými cyklami a účinnou chladiacou štruktúrou.

Tepelný dizajn by mal zvážiť:

• Jednosmerný odpor článku

• Nepretržitý prúd

• Špičkový prúd a trvanie

• Nabíjací prúd

• Geometria modulu

• Rozstup buniek

• Smer prenosu tepla

• Teplota okolia

• Maximálna povolená teplota článku

• Maximálny teplotný rozdiel medzi bunkami

• Stavy zlyhania chladiaceho systému

Možné stratégie zahŕňajú prirodzenú konvekciu, nútený vzduch, vodivé chladiace dosky a chladenie kvapalinou. Správne riešenie by sa malo vybrať z modelu generovania tepla a potvrdiť teplotným testovaním na úrovni modulu.

Teplotné snímače by mali byť umiestnené na reprezentatívnych miestach, vrátane pravdepodobných horúcich miest a oblastí, kde môže odpor pripojenia vytvárať dodatočné teplo.

16. BMS a elektrická ochrana

BMS musí podporovať presný počet sérií a schválený rozsah napätia článkov. V prípade balenia 14S musí BMS monitorovať 14 sériovo zapojených bunkových skupín.

Výber BMS by mal zvážiť:

• Bunková chémia

• Počet sérií

• Normálny cieľ nabíjacieho napätia

• Prahová ochrana proti prepätiu

• Prahová ochrana proti podpätiu

• Nepretržitý prúd

• Špičkový prúd a trvanie

• Detekcia skratu

• Teplota nabíjania a vybíjania

• Množstvo a umiestnenie snímača

• Stratégia vyvažovania

• Presnosť merania napätia a prúdu

• Ovládanie stykača

• Zapisovanie a obnova chýb

Prah prepätia BMS je núdzové nastavenie ochrany, nie normálny cieľ nabíjačky. Nabíjačka by mala správne regulovať napätie a prúd bez závislosti na rutinnom odpojení BMS.

Neexistuje ani žiadne univerzálne pravidlo, že každý BMS, stýkač alebo poistka by mala byť dimenzovaná presne na 125 % očakávaného prúdu. Vhodná konštrukčná rezerva závisí od komponentu, teploty, pracovného cyklu, životnosti a príslušnej normy.

Pri výbere poistky je potrebné zvážiť:

• Trvalý zaťažovací prúd

• Ochrana káblov a prípojníc

• DC menovité napätie

• Maximálny dostupný poruchový prúd

• Hodnotenie DC prerušenia

• Krivka čas-prúd

• I²t výkon

• Koordinácia s BMS a stykačmi

Systémy vysokého napätia alebo vysokého výkonu môžu tiež vyžadovať hlavné stýkače, obvody predbežného nabíjania, servisné odpojovače, monitorovanie izolácie a koordinovanú izoláciu porúch.

17. Praktický pracovný postup výpočtu batérie

Spoľahlivý predbežný výpočet môže byť nasledujúci:

1. Definujte úplný rozsah napätia zariadenia.

2. Definujte požadovanú využiteľnú energiu, trvalý výkon a špičkové zaťaženie.

3. Vyberte bunkovú chémiu a bunkový model.

4. Použite schválené limity napätia článkov a testovacie podmienky kapacity.

5. Vypočítajte počet sérií z požadovaného rozsahu napätia.

6. Vypočítajte paralelný počet z spotreby energie a prúdu.

7. Vypočítajte celkový počet článkov, menovité napätie, Ah, Wh a kWh.

8. Odhadnite využiteľnú energiu v rámci zamýšľaného okna SOC.

9. Skontrolujte požiadavku na prúd pri najnižšom prevádzkovom napätí.

10. Skontrolujte pokles napätia, tvorbu tepla a zdieľanie prúdu.

11. Vyberte BMS, vodiče, stýkače a ochranné zariadenia.

12. Navrhnite mechanické obmedzenie, izoláciu a chladiacu konštrukciu.

13. Postavte a otestujte prototyp pri zamýšľanom zaťažení a teplotných podmienkach.

14. Vyplňte požadovanú bezpečnostnú, prepravnú a aplikačnú certifikáciu.

Tabuľkový procesor môže vytvoriť prvý výpočet, ale na potvrdenie konečného systému batérie je potrebné testovanie.

18. Informácie, ktoré je potrebné poskytnúť pri požiadavke na roztok vrecúška

Ak chcete vyhodnotiť projekt vreckového článku alebo prispôsobenej batérie, poskytnite čo najviac z nasledujúcich informácií:

• Aplikácia

• Cieľové menovité napätie

• Maximálne a minimálne systémové napätie

• Požadovaná využiteľná energia alebo prevádzkový čas

• Trvalý výkon alebo prúd

• Špičkový výkon/prúd a trvanie

• Doba nabíjania alebo nabíjací prúd

• Maximálne rozmery

• Maximálna hmotnosť

• Prevádzková teplota

• Očakávaná životnosť cyklu

• Spôsob chladenia

• Požiadavky na komunikáciu BMS

• Požiadavky na certifikáciu

• Prototyp a ročné množstvo objednávky

Misen podporuje výber buniek, triedenie, konfiguráciu modulov a prispôsobený vývoj batériových riešení pre elektrickú mobilitu, AGV, robotiku, priemyselné zariadenia, námorné systémy a aplikácie na skladovanie energie.

Záver

Základné vzorce pre batérie sú jednoduché:

Menovité napätie sady = sériový počet × menovité napätie článku

Kapacita balenia = paralelný počet × kapacita článku

Energia balenia (Wh) = napätie balenia × kapacita balenia

Energia balenia (kWh) = energia balenia vo Wh ÷ 1 000

Použitím článku 3,7 V 70 Ah P70A ako predbežného príkladu poskytuje konfigurácia 14S4P:

• Menovité napätie 51,8V

• Nominálna kapacita 280Ah

• 14,50 kWh energie podľa predbežného štítku

• Približne 11,60 kWh pri predpokladanom 80 % využiteľnom okne SOC

Tieto čísla sú len začiatkom procesu návrhu. Konečný výkon závisí od limitov napätia, podmienok vybíjania, teploty, prispôsobenia článkov, distribúcie prúdu, mechanickej kompresie, tepelného manažmentu, nastavení BMS a systémových strát.

Pre projekty vyžadujúce vysokoenergetickú puzdrovú bunku NMC si pozrite Špecifikácie puzdra P70A 3,7 V 70 Ah a odošlite spoločnosti Misen svoje požiadavky na napätie, energiu, prúd, priestor a teplotu na vyhodnotenie na základe projektu.

FAQ

Ako vypočítate kWh vreckovej batérie?

Vynásobte menovité napätie batérie kapacitou batérie v Ah, aby ste získali Wh. Vydeľte výsledok Wh číslom 1 000 a získate kWh.

Napríklad:

51,8 V × 280 Ah = 14 504 Wh = 14 504 kWh.

Zvyšuje zapojenie článkov do série kapacitu Ah?

Nie Sériové pripojenia zvyšujú napätie. Kapacita Ah zostáva rovná jednej bunke alebo jednej paralelnej skupine.

Zvyšuje paralelné prepojenie článkov napätie?

Nie. Paralelné pripojenia zvyšujú kapacitu Ah a prispievajú k súčasnej kapacite. Napätie zostáva rovnaké ako jeden článok alebo sériový reťazec.

Koľko článkov je v batérii 14S4P?

Balenie 14S4P obsahuje 14 sériovo zapojených skupín so štyrmi článkami v každej paralelnej skupine:

14 × 4 = 56 buniek.

Je batéria 14S P70A kompatibilná s každým 48V systémom?

Nie automaticky. Pri použití referenčných hodnôt P70A má akumulátor 14S menovité napätie približne 51,8 V, odporúčaný výpočet prerušenia nabíjania 60,2 V a výpočet konca vybitia 38,5 V za príslušných podmienok. Pripojené zariadenie musí podporovať celý prevádzkový rozsah.

Aký trvalý prúd môže poskytnúť článok P70A?

Dostupná špecifikácia uvádza maximálnu rýchlosť nepretržitého vybíjania 3C pri 25°C za uvedených podmienok. Na základe trhovej kapacitnej triedy 70 Ah to zodpovedá približne 210 A na článok. Konečné limity prúdu musia spĺňať príslušné podmienky údajového listu a tepelnú validáciu na úrovni balenia.

Môžu byť vrecká s rôznou kapacitou zapojené paralelne?

Neodporúča sa pre nové výrobné balenie. Články by mali normálne používať rovnakú schválenú chémiu a model a mali by zodpovedať kapacite, odporu, napätiu, SOC a podmienkam starnutia.

Je využiteľná kWh rovnaká ako typová kWh?

č. Typový štítok kWh je vypočítaný z menovitého napätia a kapacity. Využiteľná energia závisí od povoleného okna SOC a napätia, prúdu, teploty, starnutia, nastavení BMS a účinnosti systému.

Aký veľký priestor na napučiavanie by mal byť poskytnutý pre vreckovú bunku?

Neexistuje žiadne univerzálne percento pre každú bunku vrecka. Mechanická konštrukcia musí spĺňať požiadavky na predpätie vybraného článku, toleranciu hrúbky a napučiavanie na konci životnosti. Dostupná špecifikácia P70A udáva koeficient napučiavania 6 % a počiatočné predpätie 400–500 N.