Kako izračunati baterijski paket Pouch Cell: Serija, Paralel, Napetost, Kapaciteta in kWh

Izračun baterijskega sklopa z vrečko se začne z nekaj preprostimi formulami, vendar uporabna zasnova zahteva več kot samo množenje napetosti in kapacitete.

Serijske povezave določajo napetost paketa. Vzporedne povezave določajo kapaciteto paketa in prispevajo k trenutni zmogljivosti. Kemija celice, napetostne meje, stopnja praznjenja, notranji upor, temperatura, mehanska kompresija in sistem za upravljanje baterije (BMS) nato določijo, ali lahko izračunana konfiguracija varno deluje v predvideni aplikaciji.

Ta priročnik pojasnjuje, kako izračunati serijsko in vzporedno štetje, nazivno napetost, Ah, Wh in uporabno kWh. A P70A 3,7 V 70 Ah NMC celica v vrečki je uporabljena kot glavni primer.

Izračuni so primerni za predhodno dimenzioniranje baterije. Končne zasnove modulov in paketov je treba preveriti glede na najnovejši podatkovni list celic, celoten profil obremenitve in rezultate preskusov na ravni paketa.

Ključni zaključki

• Zaporedno povezane celice povečajo napetost; ne povečajo kapacitete Ah.

• Vzporedno povezane celice povečajo kapaciteto Ah; ne povečajo napetosti.

• Energija paketa v Wh je enaka nominalni napetosti paketa, pomnoženi z zmogljivostjo paketa.

• Wh delite s 1000, da rezultat pretvorite v kWh.

• Energija z oznako in uporabna energija nista enaki.

• Trajni tok je treba preveriti pri najnižji delovni napetosti, ne le pri nazivni napetosti.

• Največje napetosti polnjenja in praznjenja morajo izhajati iz podatkovnega lista izbrane celice.

• Celice vrečk zahtevajo za celico specifično mehansko zadrževanje, dovoljenje za nabrekanje in toplotno zasnovo.

• Končnih ocen BMS, varovalk, kontaktorjev in prevodnikov ni mogoče izbrati iz enega samega odstotnega pravila.

1. Najprej določite sistemske zahteve baterije

Paket baterij je treba izračunati nazaj glede na aplikacijo. Preden izberete celico ali se odločite za serijsko in vzporedno konfiguracijo, določite naslednje zahteve:

• Ciljna nazivna sistemska napetost

• Najvišja dovoljena vhodna napetost

• Najmanjša delovna napetost

• Zahtevana tablica z imenom ali uporabna energija

• Potreben čas delovanja

• Neprekinjena moč in tok

• Konična moč, konični tok in trajanje konične

• Moč polnjenja in čas polnjenja

• Dobavljive vgradne mere

• Največja teža baterije

• Temperatura delovanja in skladiščenja

• Pričakovana življenjska doba cikla

• Metoda hlajenja

• Veljavne zahteve glede certificiranja in prevoza

Sistem, ki se na primer oglašuje kot '48V', lahko sprejme zelo različne največje in najmanjše napetosti, odvisno od krmilnika motorja, pretvornika, pretvornika DC/DC ali druge povezane opreme. Samo oglaševana napetost sistema ni dovolj za določitev pravilnega števila serij.

2. Razumeti specifikacije celice

Pri izračunu morajo biti uporabljene odobrene specifikacije izbrane celice. Najpomembnejši vhodni podatki vključujejo:

Parameter celice	Zakaj je to pomembno
Nazivna napetost	Uporablja se za predhodne izračune napetosti in energije paketa
Priporočena izklopna napetost polnjenja	Uporablja se za izračun moči polnilnika in največje običajne napetosti paketa
Napetost ob koncu praznjenja	Uporablja se za oceno spodnje meje napetosti
Nazivna ali standardna zmogljivost	Določa preliminarni Ah in energijo
Stopnja neprekinjenega praznjenja	Pomaga določiti trenutno zmogljivost
Največja stopnja praznjenja in trajanje	Uporablja se za kratke obremenitve, kot je pospeševanje ali zagon motorja
DC notranji upor	Pomaga pri oceni padca napetosti in uporovne toplote pod obremenitvijo
Temperatura polnjenja in praznjenja	Določa dovoljeno delovanje in znižanje toka
Mere in teža	Zahtevano za postavitev modula in izračune energijske gostote na ravni paketa
Mehanska prednapetost in dodatek za nabrekanje	Potreben za načrtovanje celičnega modula vrečke
Pogoji preskusa življenjske dobe	Potreben za pravilno primerjavo pričakovane življenjske dobe

Celice z enako kemijo imajo lahko še vedno različne mejne vrednosti napetosti, nazivne tokove in temperaturna območja. Ne uporabite ene univerzalne nastavitve napetosti za vsako celico NMC, LFP ali LTO.

Misen dobavlja več kemije in zmogljivosti baterijskih baterij za vrečke za električno mobilnost, AGV, robotiko, industrijsko opremo, pomorske sisteme in projekte shranjevanja energije.

3. Izbira celične kemije

Kemija vpliva na izračun napetosti, število celic v nizu, energijsko gostoto, ciljno življenjsko dobo, moč in toplotno strategijo.

Kemija	Tipična predhodna nazivna napetost	Skupna prioriteta izbire
NMC vrečka celica	Približno 3,6–3,73 V, odvisno od celice	Visoka energijska gostota in kompaktni, lahki baterijski sistemi
LiFePO4 vrečka celica	Običajno okoli 3,2 V	Življenjska doba, toplotna stabilnost in industrijske ali stacionarne aplikacije
LTO torbica	Običajno okoli 2,3–2,4 V	Visoka moč, hitro polnjenje, delovanje pri nizkih temperaturah in dolga življenjska doba

To so predhodne referenčne vrednosti, ne univerzalne nastavitve načrtovanja. Vedno uporabite nazivno napetost, mejo polnjenja in mejo praznjenja, navedene v specifikaciji izbrane celice.

4. Referenčna celica: P70A 3,7 V 70 Ah NMC vrečka celica

Za glavni primer izračuna uporabimo veliki format P70A NMC celica v vrečki.

Za preproste predhodne izračune so tržne vrednosti:

• Nazivna napetost: 3,7 V

• Razred nazivne kapacitete: 70Ah

• Predhodna nazivna energija: 3,7 V × 70 Ah = 259 Wh

• Največja neprekinjena stopnja praznjenja: do 3C pri 25°C pod določenimi pogoji

• Približen tok, ki ustreza 3C: 70Ah × 3C = 210A

Podrobni podatki celic zagotavljajo natančnejše testne pogoje:

• Nazivna napetost: 3,73 V pri 0,33 C ali 3,70 V pri 0,5 C

• Standardna kapaciteta: vsaj 68,7Ah pri 0,33C ali najmanj 67,8Ah pri 0,5C

• Izračunana energija: približno 256,3 Wh na osnovi 3,73 V × 68,7 Ah

• Priporočena izklopna napetost polnjenja: 4,3 V

• Napetost ob koncu praznjenja: 2,75 V pri navedenih normalnih temperaturnih pogojih

• Notranji upor AC: ne več kot 1,2 mΩ pod navedenimi preskusnimi pogoji

• Notranja upornost enosmernega toka: ne več kot 3,0 mΩ pod navedenimi preskusnimi pogoji

Vrednosti 3,7 V in 70 Ah olajšajo sledenje osnovnim formulam. Za končne inženirske izračune, specifikacije javnega naročila in garancije za delovanje uporabite veljavno vrednost podatkovnega lista in preskusne pogoje.

5. Kako zaporedne povezave povečajo napetost

Ko so celice povezane zaporedno, je pozitivni priključek ene celice ali vzporedne skupine povezan z negativnim polom naslednjega.

Zaporedne povezave povečajo napetost, medtem ko Ah zmogljivost ostane nespremenjena.

Nazivna napetost paketa = število celic v seriji × nazivna napetost celice

Uporaba tržnih vrednosti P70A v konfiguraciji 14S:

14 × 3,7 V = nominalno 51,8 V

Paket 14S1P ima torej:

• Nazivna napetost: 51,8V

• Kapaciteta: 70Ah

• Skupno število celic: 14

Prav tako je treba preveriti celotno območje napetosti.

Uporaba priporočene izklopne napetosti polnjenja P70A:

14 × 4,3 V = 60,2 V

Z uporabo navedene napetosti ob koncu praznjenja 2,75 V:

14 × 2,75 V = 38,5 V

Predhodni obseg napetosti je torej približno 38,5 V do 60,2 V pod veljavnimi pogoji.

Baterija 14S NMC se lahko trži kot sistem razreda 48 V, vendar to ne pomeni, da je samodejno združljiva z vsakim krmilnikom ali pretvornikom 48 V. Vso priključeno opremo je treba preveriti glede na celotno območje napetosti baterije.

Za podrobnejšo razlago glej NMC Pouch Cell Voltage: Omejitve in nastavitve BMS.

6. Kako vzporedne povezave povečajo zmogljivost

Ko so celice povezane vzporedno, so vsi pozitivni priključki povezani skupaj, vsi negativni priključki pa skupaj.

Vzporedne povezave povečajo kapaciteto Ah, napetost pa ostane enaka eni celici ali eni zaporedni skupini.

Zmogljivost paketa = Število vzporednih celic × Kapaciteta celice

Uporaba štirih celic P70A vzporedno:

4 × 70Ah = 280Ah

Skupina 4P ima torej:

• Nazivna napetost: 3,7 V

• Kapaciteta: 280Ah

• Skupno število celic: 4

Vzporedne povezave lahko povečajo tudi zmogljivost toka. Za predhodno dimenzioniranje:

Zmogljivost toka vzporedne skupine ≈ Število vzporednih celic × Odobreni enocelični tok

Če ena celica P70A razreda 70 Ah podpira približno 210 A pri 3 C pod navedenimi preskusnimi pogoji, ima štiricelična vzporedna skupina teoretično zmogljivost toka na ravni celice približno 840 A.

Vendar to ni samodejno varno pakiranje.

Končna meja toka je določena z najnižjo odobreno mejo med:

• Celice

• Zavihki celice

• Zbirke ali gibljivi konektorji

• Varjeni ali vijačni spoji

• BMS

• Kontaktorji

• Varovalke

• Kabli in priključki

• Hladilni sistem

• Dovoljeno zvišanje temperature

Vzporedna delitev toka je odvisna tudi od upora celice, upora povezave, simetrije zbiralke, temperature in ujemanja celic. Teoretičnemu množenju mora vedno slediti električna in toplotna validacija.

7. Kako izračunati zaporedno-vzporedni paket

Konfiguracija 14S4P vsebuje 14 zaporedno povezanih skupin, s štirimi celicami, povezanimi vzporedno znotraj vsake skupine.

Skupno število celic je:

Skupno število celic = število serij × vzporedno število

14 × 4 = 56 celic

Za primer P70A:

• Število serij: 14

• Vzporedno štetje: 4

• Skupno število celic: 56

• Nazivna napetost paketa: 51,8 V

• Kapaciteta paketa: 280Ah

Izraz '14S4P' mora biti podprt z električnim diagramom, ki prikazuje vzporedne skupine, točke zaznavanja BMS, glavno tokovno pot in zaščitne naprave. Pri pregledovanju risbe dobavitelja se ne zanašajte le na napisano ime konfiguracije.

Nekateri baterijski sistemi uporabljajo ločeno zaščitene serijske nize, povezane vzporedno na ravni paketa. Ta ureditev lahko zagotovi redundanco, vendar zahteva natančno koordinacijo med enotami BMS, kontaktorji, varovalkami in komunikacijskimi sistemi. Pravilna topologija je odvisna od zahtev projekta glede varnosti, storitev in izolacije napak.

8. Kako izračunati Wh in kWh

Energija baterije je običajno izražena v vatnih urah ali kilovatnih urah.

Energija paketa (Wh) = nazivna napetost paketa × zmogljivost paketa

Isti rezultat je mogoče izračunati neposredno iz števila celic:

Energija paketa (Wh) = S × P × nazivna napetost celice × zmogljivost celice

Za primer 14S4P P70A:

• Nazivna napetost paketa: 51,8 V

• Kapaciteta paketa: 280Ah

51,8 V × 280 Ah = 14.504 Wh

Pretvori Wh v kWh:

14.504 Wh ÷ 1.000 = 14.504 kWh

Predhodna energija imenske tablice je torej približno:

14,50 kWh

Z uporabo bolj konzervativnih testnih vrednosti na podatkovnem listu 3,73 V in 68,7 Ah:

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

Razlika ponazarja, zakaj tržno usmerjenega razreda zmogljivosti in minimalne zmogljivosti, preizkušene s podatkovnim listom, ne bi smeli obravnavati kot enake. Za zajamčeno delovanje paketa uporabite veljavno vrednost specifikacije.

Več o razliki med energijo na ravni celice in ravni paketa lahko izveste v Razlaga energijske gostote celic vrečke: Wh/kg, Wh/L in uporabna energija paketa.

9. Tabela za izračun paketa Quick P70A

Naslednje vrednosti uporabljajo 3,7 V in 70 Ah za predhodno dimenzioniranje.

Konfiguracija	Število celic	Nazivna napetost	Kapaciteta	Energija na imenski tablici	Približna energija pri 80 % uporabnem oknu SOC
14S1P	14	51,8 V	70Ah	3,63 kWh	2,90 kWh
14S2P	28	51,8 V	140Ah	7,25 kWh	5,80 kWh
14S3P	42	51,8 V	210Ah	10,88 kWh	8,70 kWh
14S4P	56	51,8 V	280Ah	14,50 kWh	11,60 kWh

Te vrednosti so predhodne. Dejanska dobavljiva energija je odvisna od odobrenega napetostnega okna, bremenskega toka, temperature, staranja celic, nastavitev BMS in sistemskih izgub.

10. Energija na tablici v primerjavi z uporabno energijo

Energija z imenske tablice se izračuna iz nazivne napetosti in zmogljivosti. Uporabna energija je količina, do katere lahko aplikacija dostopa v izbranem delovnem oknu.

Za zgodnjo oceno:

Uporabna energija ≈ Energija na imenski tablici × Uporabno okno SOC

Če ima paket 14S4P P70A 14,50 kWh energije iz predhodne imenske tablice in deluje skozi okno 80 % SOC:

14,50kWh × 0,80 = približno 11,60kWh

To je ocena in ne zajamčen rezultat.

Na dejansko uporabno energijo vpliva:

• Krivulja praznjenja celic

• Meje polnjenja in praznjenja

• Stopnja praznjenja

• Padec napetosti

• Temperatura okolja in celice

• Variacija od celice do celice

• Zdravstveno stanje

• Strategija prekinitve BMS

• Izgube kablov in kontaktorjev

• DC/DC pretvornik, krmilnik motorja ali učinkovitost pretvornika

Če je treba uporabno energijo še vedno doseči ob koncu življenjske dobe baterije, lahko zgodnje dimenzioniranje upošteva tudi ciljno zmogljivost ob koncu življenjske dobe in učinkovitost pretvorbe:

Zahtevana energija z imenske tablice ≈ Ciljna uporabna energija ÷ (uporabno okno SOC × delež kapacitete ob koncu življenjske dobe × učinkovitost sistema)

Ta formula je uporabna za predhodno dimenzioniranje. Končno delovanje je treba potrditi s podatki o praznjenju celice in testiranjem na ravni paketa.

11. Izračunajte tok iz moči

Oblikovalci paketov baterij pogosto začnejo z zahtevano vrednostjo moči v kW in ne s trenutno vrednostjo v amperih.

Razmerje je:

Moč = napetost × tok

Zato:

Tok = moč ÷ napetost

Za obremenitev 10 kW pri nazivni napetosti paketa 14S P70A:

10.000 W ÷ 51,8 V = približno 193 A

Če krmilnik poskuša vzdrževati 10 kW, ko napetost baterije pade na 38,5 V:

10.000 W ÷ 38,5 V = približno 260 A

To kaže, zakaj toka ne bi smeli izračunati samo pri nazivni napetosti. Pri obremenitvah s konstantno močjo tok narašča, ko napetost baterije pada.

Celice, BMS, zbiralke, kontaktorje, varovalke in kable je treba ovrednotiti glede na najslabšo ustrezno kombinacijo napetosti, moči, temperature in trajanja.

12. Padec napetosti in proizvodnja toplote

Napetost celice pod obremenitvijo je nižja od njene sproščene napetosti odprtega tokokroga. Poenostavljena ocena padca napetosti je:

Padec napetosti ≈ tok × enosmerni upor

Resnična odpornost paketa vključuje več kot odpornost celic. Vključuje tudi:

• Zavihki

• Zbirke

• sklepi

• Varovalke

• Kontaktorji

• Kabli

• Konektorji

• Razlike vzporedne porazdelitve toka

Poenostavljena ocena uporovne toplote je:

Izguba moči ≈ Tok² × upor

Toplota torej narašča približno s kvadratom toka v poenostavljenem uporovnem modelu, ne eksponentno. Dejanska proizvodnja toplote in dvig temperature sta odvisna tudi od SOC, temperature celice, sprememb upora, pogojev hlajenja in delovnega cikla.

ACIR, izmerjen pri 1 kHz, se ne bi smel samodejno uporabljati za napoved padca napetosti bremena. DCIR, izmerjen pod določenimi pogoji obremenitve, je na splošno pomembnejši za predhodne izračune padca napetosti in toplote.

13. Ujemanje celic in vzporedna delitev toka

Matematični izračuni predpostavljajo, da vsaka celica deluje enako. Prave celice imajo razlike v kapaciteti, notranjem uporu, napetosti odprtega tokokroga, samopraznjenju in staranju.

Celicam, namenjenim za eno pakiranje, se mora običajno ujemati:

• Kemija in model

• Proizvodna serija, kjer je praktično

• Zmogljivost

• AC in DC odpornost

• Napetost odprtega tokokroga

• Stanje napolnjenosti

• Samopraznjenje

• Starost in zgodovina uporabe

Celice na bistveno različnih ravneh SOC ne bi smele biti povezane neposredno vzporedno. Napetostna razlika lahko povzroči visok izravnalni tok, ki je omejen predvsem z uporom celice in povezave.

Celice z različnimi zmogljivostmi ne razdelijo samodejno toka glede na zmogljivost. Na porazdelitev toka močno vplivajo notranji upor, upor medsebojne povezave, temperatura in postavitev zbiralke. Za nov proizvodni paket je najprimernejši pristop uporaba ujemajočih se celic istega odobrenega modela.

Balansirno vezje BMS ne more hitro kompenzirati velikih razlik v zmogljivosti ali odpornosti znotraj paketa celic z visoko zmogljivostjo. Razvrščanje celic je še vedno pomembno pred sestavljanjem.

14. Mehanska zasnova za vrečke celic

Vrečaste celice nimajo toge kovinske pločevinke. Struktura modula mora upravljati širjenje celic, zagotavljati enotno podporo, zaščititi laminatno folijo in vzdrževati zanesljiv toplotni stik.

Ni univerzalnega dodatka za nabrekanje ali prednapetostnega tlaka, ki bi ga lahko uporabili za vsako celico vrečke.

Za P70A razpoložljive specifikacije kažejo:

• Začetna prednapetost: 400–500N

• Določen koeficient nabrekanja: 6%

• Dolgotrajno delovanje brez mehanskega zadrževanja ni dovoljeno

• Pritisk mora biti enakomerno porazdeljen po površini celice

Te vrednosti veljajo za P70A in se ne smejo samodejno kopirati v drug model vrečke.

Zasnova modula mora upoštevati:

• Končne plošče in togost okvirja

• Metoda prednalaganja

• Kompresijske ali nabrekajoče blazinice

• Toleranca debeline celic

• Razširitev ob koncu življenjske dobe

• Električna izolacija

• Zaščita jezička in tesnila

• Stik hladilne površine

• Proizvodna in servisna toleranca

Za več informacij glejte Zakaj celice vrečke zahtevajo stiskanje pri oblikovanju baterijskega paketa.

15. Toplotno upravljanje

Zahtev po hlajenju ni mogoče izbrati samo na podlagi stopnje C. Sistem 1C v tesno zaprtem ohišju ima lahko težje toplotne pogoje kot sistem z višjim tokom s kratkimi delovnimi cikli in učinkovito hladilno strukturo.

Toplotna zasnova mora upoštevati:

• DC odpornost celice

• Neprekinjen tok

• Največji tok in trajanje

• Polnilni tok

• Geometrija modula

• Razmik med celicami

• Smer prenosa toplote

• Temperatura okolja

• Najvišja dovoljena temperatura celice

• Največja temperaturna razlika med celicami

• Pogoji okvare hladilnega sistema

Možne strategije vključujejo naravno konvekcijo, prisilni zrak, prevodne hladilne plošče in tekočinsko hlajenje. Pravilno rešitev je treba izbrati iz modela proizvodnje toplote in potrditi s temperaturnim testiranjem na ravni modula.

Temperaturne senzorje je treba namestiti na reprezentativne lokacije, vključno z verjetnimi vročimi točkami in območji, kjer lahko upor povezave povzroči dodatno toploto.

16. BMS in električna zaščita

BMS mora podpirati natančno število serij in odobreno območje napetosti celic. Za paket 14S mora BMS nadzorovati 14 zaporedno povezanih skupin celic.

Pri izbiri BMS je treba upoštevati:

• Celična kemija

• Število serij

• Normalna tarča napetosti polnjenja

• Prenapetostni zaščitni prag

• Podnapetostni zaščitni prag

• Neprekinjen tok

• Največji tok in trajanje

• Zaznavanje kratkega stika

• Temperatura polnjenja in praznjenja

• Količina in postavitev senzorja

• Strategija uravnoteženja

• Natančnost merjenja napetosti in toka

• Krmiljenje kontaktorja

• Beleženje in obnovitev napak

Prag prenapetosti BMS je nastavitev zaščite v sili in ne običajni cilj polnilnika. Polnilnik mora pravilno regulirati napetost in tok, ne da bi bil odvisen od rutinskega odklopa BMS.

Prav tako ni univerzalnega pravila, da mora biti vsak BMS, kontaktor ali varovalka ocenjena na točno 125 % pričakovanega toka. Ustrezna konstrukcijska rezerva je odvisna od komponente, temperature, delovnega cikla, življenjske dobe in veljavnega standarda.

Pri izbiri varovalke je treba upoštevati:

• Trajni obremenitveni tok

• Zaščita kablov in zbiralk

• DC nazivna napetost

• Največji razpoložljivi tok napake

• Ocena prekinitve enosmernega toka

• Krivulja čas-tok

• I²t performance

• Usklajevanje z BMS in kontaktorji

Visokonapetostni ali visokozmogljivi sistemi lahko zahtevajo tudi glavne kontaktorje, vezja pred polnjenjem, servisne odklope, nadzor izolacije in usklajeno izolacijo napak.

17. Praktični potek dela za izračun baterije

Zanesljiv predhodni izračun lahko sledi naslednjemu zaporedju:

1. Določite celotno napetostno območje opreme.

2. Določite potrebno uporabno energijo, trajno moč in konično obremenitev.

3. Izberite celično kemijo in celični model.

4. Uporabite odobrene omejitve napetosti celice in preskusne pogoje zmogljivosti.

5. Izračunajte število serij iz zahtevanega območja napetosti.

6. Izračunajte vzporedno štetje iz energetskih in trenutnih potreb.

7. Izračunajte skupno število celic, nazivno napetost, Ah, Wh in kWh.

8. Ocenite uporabno energijo znotraj predvidenega okna SOC.

9. Preverite tokovne zahteve pri najnižji delovni napetosti.

10. Preverite padec napetosti, proizvodnjo toplote in delitev toka.

11. Izberite BMS, vodnike, kontaktorje in zaščitne naprave.

12. Načrtujte mehansko zadrževanje, izolacijo in hladilno strukturo.

13. Izdelajte in preizkusite prototip pod predvidenimi obremenitvami in temperaturnimi pogoji.

14. Izpolnite zahtevano potrdilo o varnosti, prevozu in uporabi.

Preglednica lahko ustvari prvi izračun, vendar je za potrditev končnega akumulatorskega sistema potrebno testiranje.

18. Informacije, ki jih je treba posredovati, ko zahtevate rešitev Pouch Cell

Če želite oceniti projekt vrečke ali baterije po meri, navedite čim več naslednjih informacij:

• Aplikacija

• Ciljna nazivna napetost

• Največja in najmanjša sistemska napetost

• Zahtevana uporabna energija ali čas delovanja

• Neprekinjena moč ali tok

• Konična moč/tok in trajanje

• Čas polnjenja ali polnilni tok

• Največje dimenzije

• Največja teža

• Delovna temperatura

• Pričakovana življenjska doba cikla

• Metoda hlajenja

• Komunikacijske zahteve BMS

• Zahteve za certificiranje

• Prototip in letna količina naročila

Misen podpira izbiro celic, razvrščanje, konfiguracijo modulov in razvoj prilagojenih baterijskih rešitev za električno mobilnost, AGV, robotiko, industrijsko opremo, pomorske sisteme in aplikacije za shranjevanje energije.

Zaključek

Osnovne formule paketa baterij so preproste:

Nazivna napetost paketa = število serij × nazivna napetost celice

Kapaciteta pakiranja = vzporedno štetje × zmogljivost celice

Energija paketa (Wh) = napetost paketa × zmogljivost paketa

Energija paketa (kWh) = Energija paketa v Wh ÷ 1.000

Z uporabo celice 3,7 V 70 Ah P70A kot predhodnega primera konfiguracija 14S4P zagotavlja:

• Nazivna napetost 51,8 V

• Nazivna kapaciteta 280Ah

• 14,50kWh predhodna energija na imenski tablici

• Približno 11,60 kWh pri predvidenem 80 % uporabnem oknu SOC

Te številke so le začetek procesa oblikovanja. Končna zmogljivost je odvisna od mejnih vrednosti napetosti, pogojev praznjenja, temperature, ujemanja celic, porazdelitve toka, mehanske kompresije, toplotnega upravljanja, nastavitev BMS in sistemskih izgub.

Za projekte, ki zahtevajo visokoenergijsko vrečko NMC, preglejte P70A 3,7 V 70 Ah specifikacije vrečke celice in pošljite Misenu svoje zahteve glede napetosti, energije, toka, prostora in temperature za oceno na podlagi projekta.

pogosta vprašanja

Kako izračunate kWh baterijskega paketa z vrečko?

Pomnožite nazivno napetost paketa z zmogljivostjo paketa v Ah, da dobite Wh. Rezultat Wh delite s 1000, da dobite kWh.

Na primer:

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

Ali zaporedno povezovanje celic poveča kapaciteto Ah?

Ne. Zaporedne povezave povečajo napetost. Kapaciteta Ah ostaja enaka eni celici ali eni vzporedni skupini.

Ali vzporedna povezava celic poveča napetost?

Ne. Vzporedne povezave povečajo zmogljivost Ah in prispevajo k tokovni zmogljivosti. Napetost ostaja enaka eni celici ali nizu serije.

Koliko celic je v baterijskem paketu 14S4P?

Paket 14S4P vsebuje 14 zaporedno povezanih skupin s štirimi celicami v vsaki vzporedni skupini:

14 × 4 = 56 celic.

Ali je baterija 14S P70A združljiva z vsakim sistemom 48 V?

Ne samodejno. Z uporabo referenčnih vrednosti P70A ima paket 14S nominalno napetost približno 51,8 V, priporočeni izračun za prekinitev polnjenja 60,2 V in izračun ob koncu praznjenja 38,5 V pod veljavnimi pogoji. Povezana oprema mora podpirati celotno območje delovanja.

Koliko neprekinjenega toka lahko zagotovi celica P70A?

Razpoložljive specifikacije navajajo največjo neprekinjeno hitrost praznjenja 3C pri 25°C pod navedenimi pogoji. Glede na tržni razred zmogljivosti 70 Ah to ustreza približno 210 A na celico. Končne tokovne omejitve morajo upoštevati veljavne pogoje v podatkovnem listu in toplotno validacijo na ravni paketa.

Ali je mogoče vzporedno povezati vrečke z različnimi zmogljivostmi?

Ni priporočljivo za novo proizvodno embalažo. Celice morajo običajno uporabljati isto odobreno kemijo in model ter se morajo ujemati glede na zmogljivost, odpornost, napetost, SOC in pogoje staranja.

Ali je uporabna kWh enaka kWh na imenski tablici?

št. Nazivna tablica kWh je izračunana iz nazivne napetosti in zmogljivosti. Uporabna energija je odvisna od dovoljenega SOC in napetostnega okna, toka, temperature, staranja, nastavitev BMS in učinkovitosti sistema.

Koliko prostora za nabrekanje naj bo dovoljeno za celico v vrečki?

Ni univerzalnega odstotka za vsako vrečko. Mehanska zasnova mora upoštevati prednapetost izbrane celice, toleranco debeline in zahteve glede nabrekanja ob koncu življenjske dobe. Razpoložljiva specifikacija P70A navaja 6-odstotni koeficient nabrekanja in začetno prednapetost 400–500 N.