Kese Pil Paketi Nasıl Hesaplanır: Seri, Paralel, Gerilim, Kapasite ve kWh

Kese pil paketinin hesaplanması birkaç basit formülle başlar, ancak kullanılabilir bir tasarım, voltaj ve kapasitenin çarpılmasından daha fazlasını gerektirir.

Seri bağlantılar paket voltajını belirler. Paralel bağlantılar paket kapasitesini belirler ve mevcut kapasiteye katkıda bulunur. Hücre kimyası, voltaj sınırları, deşarj hızı, iç direnç, sıcaklık, mekanik sıkıştırma ve Pil Yönetim Sistemi (BMS), hesaplanan konfigürasyonun amaçlanan uygulamada güvenli bir şekilde çalışıp çalışmayacağını belirler.

Bu kılavuzda seri ve paralel sayımların, nominal voltajın, Ah, Wh ve kullanılabilir kWh'nin nasıl hesaplanacağı açıklanmaktadır. A Ana örnek olarak P70A 3,7V 70Ah NMC kese hücresi kullanılmıştır.

Hesaplamalar ön akü boyutlandırması için uygundur. Nihai modül ve paket tasarımları, en son hücre veri sayfası, tam yük profili ve paket düzeyindeki test sonuçlarıyla doğrulanmalıdır.

Temel Çıkarımlar

• Seri bağlanan hücreler voltajı artırır; Ah kapasitesini arttırmazlar.

• Paralel bağlanan hücreler Ah kapasitesini arttırır; voltajı arttırmazlar.

• Wh cinsinden paket enerjisi, nominal paket voltajının paket kapasitesiyle çarpımına eşittir.

• Sonucu kWh'ye dönüştürmek için Wh'yi 1.000'e bölün.

• Etiket enerjisi ve kullanılabilir enerji aynı değildir.

• Sürekli akım sadece nominal gerilimde değil, en düşük çalışma geriliminde de kontrol edilmelidir.

• Maksimum şarj ve deşarj voltajları seçilen hücre veri sayfasından gelmelidir.

• Kese hücreleri, hücreye özgü mekanik kısıtlama, şişme payı ve termal tasarım gerektirir.

• Nihai BMS, sigorta, kontaktör ve iletken değerleri tek bir yüzde kuralından seçilemez.

1. Önce Pil Sistemi Gereksinimlerini Tanımlayın

Bir pil takımı uygulamadan geriye doğru hesaplanmalıdır. Bir hücre seçmeden veya seri ve paralel konfigürasyona karar vermeden önce aşağıdaki gereksinimleri tanımlayın:

• Hedef nominal sistem voltajı

• İzin verilen maksimum giriş voltajı

• Minimum çalışma voltajı

• Gerekli isim plakası veya kullanılabilir enerji

• Gerekli çalışma süresi

• Sürekli güç ve akım

• Tepe gücü, tepe akımı ve tepe süresi

• Şarj gücü ve şarj süresi

• Mevcut kurulum boyutları

• Maksimum pil ağırlığı

• Çalışma ve depolama sıcaklığı

• Beklenen çevrim ömrü

• Soğutma yöntemi

• Geçerli sertifikasyon ve taşıma gereksinimleri

Örneğin '48V' olarak tanıtılan bir sistem, motor kontrolörüne, invertöre, DC/DC dönüştürücüye veya bağlı diğer ekipmana bağlı olarak çok farklı maksimum ve minimum voltajları kabul edebilir. Reklamı yapılan sistem voltajı tek başına doğru seri sayısını belirlemek için yeterli değildir.

2. Hücre Özelliklerini Anlayın

Hesaplamada seçilen hücrenin onaylanmış spesifikasyonları kullanılmalıdır. En önemli girdiler şunları içerir:

Hücre parametresi	Neden önemlidir?
Nominal voltaj	Ön paket voltajı ve enerji hesaplamaları için kullanılır
Önerilen şarj kesme voltajı	Şarj cihazı çıkışını ve maksimum normal paket voltajını hesaplamak için kullanılır
Deşarj sonu voltajı	Alt voltaj limitini değerlendirmek için kullanılır
Nominal veya standart kapasite	Ön Ah ve enerjiyi belirler
Sürekli deşarj derecesi	Mevcut yeteneğin belirlenmesine yardımcı olur
Tepe deşarj derecesi ve süresi	Hızlanma veya motor başlatma gibi kısa yük olayları için kullanılır
DC iç direnci	Yük altında voltaj düşüşünü ve dirençli ısıyı tahmin etmeye yardımcı olur
Şarj ve deşarj sıcaklığı	İzin verilen çalışmayı ve akım azalmasını belirler
Boyutlar ve ağırlık	Modül düzeni ve paket düzeyinde enerji yoğunluğu hesaplamaları için gereklidir
Mekanik ön yükleme ve şişme payı	Kese hücre modülü tasarımı için gereklidir
Döngü ömrü test koşulları	Hizmet ömrü beklentilerini doğru bir şekilde karşılaştırmak gerekiyor

Aynı kimyaya sahip hücreler hâlâ farklı voltaj sınırlarına, akım değerlerine ve sıcaklık aralıklarına sahip olabilir. Her NMC, LFP veya LTO kese hücresine tek bir evrensel voltaj ayarı uygulamayın.

Misen birden fazla malzeme tedarik ediyor kese pil kimyaları ve kapasiteleri . elektrikli mobilite, AGV'ler, robot teknolojisi, endüstriyel ekipmanlar, denizcilik sistemleri ve enerji depolama projeleri için

3. Hücre Kimyasının Seçilmesi

Kimya, voltaj hesaplamasını, seri hücre sayısını, enerji yoğunluğunu, çevrim ömrü hedefini, güç kapasitesini ve termal stratejiyi etkiler.

Kimya	Tipik ön nominal gerilim	Ortak seçim önceliği
NMC kese hücresi	Hücreye bağlı olarak yaklaşık 3,6–3,73V	Yüksek enerji yoğunluğu ve kompakt, hafif akü sistemleri
LiFePO4 kese hücresi	Genellikle 3,2V civarında	Çevrim ömrü, termal stabilite ve endüstriyel veya sabit uygulamalar
LTO kese hücresi	Genellikle 2,3–2,4V civarında	Yüksek güç, hızlı şarj, düşük sıcaklıkta çalışma ve uzun çevrim ömrü

Bunlar ön referans değerleridir, evrensel tasarım ayarları değildir. Daima seçilen hücre spesifikasyonunda belirtilen nominal voltajı, şarj limitini ve deşarj limitini kullanın.

4. Referans Hücresi: P70A 3.7V 70Ah NMC Kese Hücresi

Ana hesaplama örneği için geniş formatı kullanıyoruz P70A NMC kese hücresi.

Basit ön hesaplamalar için piyasaya dönük değerler şöyledir:

• Nominal voltaj: 3,7V

• Nominal kapasite sınıfı: 70Ah

• Ön nominal enerji: 3,7V × 70Ah = 259Wh

• Maksimum sürekli deşarj oranı: belirtilen koşullar altında 25°C'de 3C'ye kadar

• 3C'ye karşılık gelen yaklaşık akım: 70Ah × 3C = 210A

Ayrıntılı hücre verileri daha spesifik test koşulları sağlar:

• Nominal voltaj: 0,33C'de 3,73V veya 0,5C'de 3,70V

• Standart kapasite: 0,33C'de en az 68,7Ah veya 0,5C'de en az 67,8Ah

• Hesaplanan enerji: 3,73V × 68,7Ah temel alınarak yaklaşık 256,3Wh

• Önerilen şarj kesme voltajı: 4,3V

• Deşarj sonu voltajı: Belirtilen normal sıcaklık koşulu altında 2,75V

• AC iç direnci: belirtilen test koşulu altında 1,2 mΩ'dan fazla değil

• DC iç direnci: belirtilen test koşulu altında 3,0 mΩ'dan fazla değil

3,7V ve 70Ah değerleri temel formüllerin takip edilmesini kolaylaştırır. Nihai mühendislik hesaplamaları, satın alma spesifikasyonları ve performans garantileri için geçerli veri sayfası değerini ve test koşulunu kullanın.

5. Seri Bağlantılar Gerilimi Nasıl Artırır?

Hücreler seri olarak bağlandığında, bir hücrenin veya paralel grubun pozitif terminali bir sonrakinin negatif terminaline bağlanır.

Seri bağlantılar voltajı artırırken Ah kapasitesi değişmeden kalır.

Nominal paket voltajı = Seri hücre sayısı × Nominal hücre voltajı

Pazara yönelik P70A değerlerini 14S konfigürasyonunda kullanma:

14 × 3,7V = 51,8V nominal

Bu nedenle bir 14S1P paketi şunları içerir:

• Nominal voltaj: 51,8V

• Kapasite: 70Ah

• Toplam hücre sayısı: 14

Ayrıca tüm voltaj aralığının da kontrol edilmesi gerekir.

Önerilen P70A şarj kesme voltajını kullanarak:

14 × 4,3V = 60,2V

Belirtilen 2,75V deşarj sonu voltajı kullanıldığında:

14 × 2,75V = 38,5V

Bu nedenle ön voltaj aralığı, geçerli koşullar altında yaklaşık 38,5V ila 60,2V arasındadır.

Bir 14S NMC bataryası 48V sınıfı bir sistem olarak pazarlanabilir ancak bu, onu her 48V kontrol cihazı veya invertörle otomatik olarak uyumlu hale getirmez. Bağlı tüm ekipmanlar akü voltaj aralığının tamamına göre kontrol edilmelidir.

Daha ayrıntılı bir açıklama için bkz. NMC Kese Hücresi Gerilimi: Sınırlar ve BMS Ayarları.

6. Paralel Bağlantılar Kapasiteyi Nasıl Artırır?

Hücreler paralel bağlandığında, tüm pozitif terminaller birbirine bağlanır ve tüm negatif terminaller birbirine bağlanır.

Paralel bağlantılar Ah kapasitesini artırırken voltaj bir hücreye veya bir seri gruba eşit kalır.

Paket kapasitesi = Paralel hücre sayısı × Hücre kapasitesi

Dört P70A hücresini paralel kullanma:

4 × 70Ah = 280Ah

Dolayısıyla bir 4P grubu aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• Nominal voltaj: 3,7V

• Kapasite: 280Ah

• Toplam hücre sayısı: 4

Paralel bağlantılar aynı zamanda akım kapasitesini de artırabilir. Ön boyutlandırma için:

Paralel grup akım kapasitesi ≈ Paralel hücre sayısı × Onaylanmış tek hücre akımı

70Ah sınıfı bir P70A hücresi, belirtilen test koşulları altında 3C'de yaklaşık 210A'yı destekliyorsa, dört hücreli bir paralel grubun teorik hücre düzeyinde yaklaşık 840A akım kapasitesi vardır.

Ancak bu otomatik olarak güvenli paket akımı değildir.

Nihai akım sınırı, aşağıdakiler arasında onaylanmış en düşük sınıra göre belirlenir:

• Hücreler

• Hücre sekmeleri

• Baralar veya esnek konnektörler

• Kaynaklı veya cıvatalı bağlantılar

• BMS

• Kontaktörler

• Sigortalar

• Kablolar ve konektörler

• Soğutma sistemi

• İzin verilen sıcaklık artışı

Paralel akım paylaşımı aynı zamanda hücre direncine, bağlantı direncine, bara simetrisine, sıcaklığa ve hücre uyumuna da bağlıdır. Teorik çarpmanın ardından her zaman elektriksel ve termal doğrulama yapılmalıdır.

7. Seri-Paralel Paket Nasıl Hesaplanır?

Bir 14S4P konfigürasyonu, her grubun içinde paralel olarak bağlanmış dört hücreden oluşan 14 seri bağlantılı grup içerir.

Toplam hücre sayısı:

Toplam hücreler = Seri sayısı × Paralel sayım

14 × 4 = 56 hücre

P70A örneği için:

• Seri sayısı: 14

• Paralel sayım: 4

• Toplam hücreler: 56

• Nominal paket voltajı: 51,8V

• Paket kapasitesi: 280Ah

'14S4P' terimi paralel grupları, BMS algılama noktalarını, ana akım yolunu ve koruma cihazlarını gösteren bir elektrik şeması ile desteklenmelidir. Bir tedarikçi çizimini incelerken yalnızca yazılı konfigürasyon adına güvenmeyin.

Bazı akü sistemleri, paket seviyesinde paralel bağlanmış, ayrı olarak korunan seri diziler kullanır. Bu düzenleme yedeklilik sağlayabilir ancak BMS üniteleri, kontaktörler, sigortalar ve iletişim sistemleri arasında dikkatli bir koordinasyon gerektirir. Doğru topoloji projenin güvenlik, servis ve arıza izolasyon gereksinimlerine bağlıdır.

8. Wh ve kWh Nasıl Hesaplanır?

Pil enerjisi normalde watt saat veya kilowatt saat cinsinden ifade edilir.

Paket enerjisi (Wh) = Nominal paket voltajı × Paket kapasitesi

Aynı sonuç doğrudan hücre sayısından da hesaplanabilir:

Paket enerjisi (Wh) = S × P × Hücre nominal voltajı × Hücre kapasitesi

14S4P P70A örneği için:

• Nominal paket voltajı: 51,8V

• Paket kapasitesi: 280Ah

51,8V × 280Ah = 14.504Wh

Wh'yi kWh'ye dönüştürün:

14.504Wh ÷ 1.000 = 14,504kWh

Bu nedenle ön isim plakası enerjisi yaklaşık olarak şöyledir:

14.50kWh

3,73V ve 68,7Ah'lik daha muhafazakar veri sayfası test değerlerini kullanarak:

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

Aradaki fark, pazara yönelik kapasite sınıfı ile veri sayfası tarafından test edilen minimum kapasitenin neden aynı olarak değerlendirilmemesi gerektiğini göstermektedir. Garantili paket performansı için geçerli spesifikasyon değerini kullanın.

Hücre seviyesi ve paket seviyesi enerji arasındaki fark hakkında daha fazla bilgiyi şu adreste bulabilirsiniz: Kese Hücresi Enerji Yoğunluğunun Açıklaması: Wh/kg, Wh/L ve Kullanılabilir Paket Enerjisi.

9. Hızlı P70A Paketi Hesaplama Tablosu

Aşağıdaki değerler ön boyutlandırma için 3,7V ve 70Ah'yi kullanır.

Yapılandırma	Hücre sayısı	Nominal voltaj	Kapasite	Etiket enerjisi	%80 kullanılabilir SOC penceresindeki yaklaşık enerji
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

Bu değerler ön hazırlık niteliğindedir. Gerçek dağıtılabilir enerji, onaylanmış voltaj penceresine, yük akımına, sıcaklığa, hücre yaşlanmasına, BMS ayarlarına ve sistem kayıplarına bağlıdır.

10. Etiket Enerjisi ve Kullanılabilir Enerji

Etiket enerjisi, nominal gerilim ve kapasiteden hesaplanır. Kullanılabilir enerji, uygulamanın seçilen işletim penceresi içerisinde erişebileceği miktardır.

Erken bir tahmin için:

Kullanılabilir enerji ≈ Etiket enerjisi × Kullanılabilir SOC penceresi

Bir 14S4P P70A paketinin 14,50 kWh ön etiket enerjisine sahip olması ve %80 SOC penceresiyle çalışması durumunda:

14,50kWh × 0,80 = yaklaşık 11,60kWh

Bu bir tahmindir, garantili bir çıktı değildir.

Gerçek kullanılabilir enerji şunlardan etkilenir:

• Hücre deşarj eğrisi

• Şarj ve deşarj limitleri

• Deşarj oranı

• Gerilim düşüşü

• Ortam ve hücre sıcaklığı

• Hücreden hücreye değişim

• Sağlık Durumu

• BMS kesme stratejisi

• Kablo ve kontaktör kayıpları

• DC/DC dönüştürücü, motor kontrolörü veya invertör verimliliği

Pilin hizmet ömrünün sonuna doğru hala kullanılabilir enerjiye ulaşılması gerekiyorsa, erken boyutlandırma aynı zamanda kullanım ömrü sonu kapasite hedefini ve dönüşüm verimliliğini de dikkate alabilir:

Gerekli isim plakası enerjisi ≈ Hedef kullanılabilir enerji ÷ (kullanılabilir SOC penceresi × kullanım ömrü sonu kapasite oranı × sistem verimliliği)

Bu formül ön boyutlandırma için kullanışlıdır. Nihai performans, hücre deşarj verilerinden ve paket düzeyindeki testlerden doğrulanmalıdır.

11. Güçten Akımı Hesaplayın

Pil paketi tasarımcıları genellikle amper cinsinden mevcut değer yerine kW cinsinden gerekli güç değeriyle başlar.

İlişki:

Güç = Gerilim × Akım

Öyleyse:

Akım = Güç ÷ Gerilim

14S P70A paketinin nominal voltajında ​​10kW'lık bir yük için:

10.000W ÷ 51,8V = yaklaşık 193A

Akü voltajı 38,5V'a düştüğünde kontrol cihazı 10kW'yi korumaya çalışırsa:

10.000W ÷ 38,5V = yaklaşık 260A

Bu, akımın neden yalnızca nominal gerilimde hesaplanmaması gerektiğini gösterir. Sabit güçlü yüklerde akü voltajı düştükçe akım artar.

Hücreler, BMS, baralar, kontaktörler, sigortalar ve kablolar, ilgili en kötü voltaj, güç, sıcaklık ve süre kombinasyonunda değerlendirilmelidir.

12. Gerilim Düşmesi ve Isı Üretimi

Yük altındaki hücre voltajı, rahat açık devre voltajından daha düşüktür. Basitleştirilmiş bir voltaj düşüşü tahmini:

Gerilim düşüşü ≈ Akım × DC direnci

Gerçek paket direnci hücre direncinden daha fazlasını içerir. Ayrıca şunları içerir:

• Sekmeler

• Baralar

• Eklemler

• Sigortalar

• Kontaktörler

• Kablolar

• Konektörler

• Paralel akım dağıtım farklılıkları

Dirençli ısının basitleştirilmiş bir tahmini:

Güç kaybı ≈ Akım² × Direnç

Bu nedenle ısı, basitleştirilmiş bir dirençli modelde üstel olarak değil, yaklaşık olarak akımın karesiyle artar. Gerçek ısı üretimi ve sıcaklık artışı aynı zamanda SOC'ye, hücre sıcaklığına, direnç değişikliklerine, soğutma koşullarına ve görev döngüsüne de bağlıdır.

1kHz'de ölçülen ACIR, yük voltajındaki düşüşü tahmin etmek için otomatik olarak kullanılmamalıdır. Tanımlanmış bir yük koşulu altında ölçülen DCIR, genellikle ön gerilim düşüşü ve ısı hesaplamaları için daha uygundur.

13. Hücre Eşleştirme ve Paralel Akım Paylaşımı

Matematiksel hesaplamalar her hücrenin aynı şekilde performans gösterdiğini varsayar. Gerçek hücrelerin kapasite, iç direnç, açık devre voltajı, kendi kendine deşarj ve eskime açısından farklılıkları vardır.

Bir paket için tasarlanan hücreler normalde şu şekilde eşleştirilmelidir:

• Kimya ve model

• Pratik olduğu yerde üretim partisi

• Kapasite

• AC ve DC direnci

• Açık devre voltajı

• Şarj Durumu

• Kendi kendine deşarj

• Yaş ve kullanım geçmişi

Önemli ölçüde farklı SOC seviyelerindeki hücreler doğrudan paralel bağlanmamalıdır. Gerilim farkı, esas olarak hücre ve bağlantı direnciyle sınırlanan yüksek bir dengeleme akımına neden olabilir.

Farklı kapasiteli hücreler, akımı kapasiteye göre otomatik olarak bölmez. Akım dağıtımı iç dirençten, ara bağlantı direncinden, sıcaklıktan ve bara düzeninden büyük ölçüde etkilenir. Yeni bir üretim paketi için aynı onaylı modelin eşleşen hücrelerinin kullanılması tercih edilen yaklaşımdır.

Bir BMS dengeleme devresi, yüksek kapasiteli bir kese hücre paketi içindeki kapasite veya dirençteki büyük farklılıkları hızlı bir şekilde telafi edemez. Hücre sınıflandırması montajdan önce önemini korur.

14. Kese Hücreleri için Mekanik Tasarım

Kese hücrelerinin sert bir metal kutusu yoktur. Modül yapısı hücre genişlemesini yönetmeli, tek biçimli destek sağlamalı, laminat filmi korumalı ve güvenilir termal teması sağlamalıdır.

Her kese hücresine uygulanabilecek evrensel bir şişme payı veya ön yükleme basıncı yoktur.

P70A için mevcut teknik özellikler şunu belirtir:

• İlk ön yükleme: 400–500N

• Belirtilen şişme katsayısı: %6

• Mekanik kısıtlama olmadan uzun süreli çalışmaya izin verilmez

• Basınç hücre yüzeyi boyunca eşit olarak dağıtılmalıdır

Bu değerler P70A için geçerlidir ve başka bir kese hücre modeline otomatik olarak kopyalanmamalıdır.

Modül tasarımında aşağıdakiler dikkate alınmalıdır:

• Uç plakalar ve çerçeve sertliği

• Ön yükleme yöntemi

• Sıkıştırma veya şişme pedleri

• Hücre kalınlığı toleransı

• Kullanım ömrü sonu genişletme

• Elektrik yalıtımı

• Tırnak ve mühür koruması

• Soğutma yüzeyi teması

• İmalat ve servis toleransları

Daha fazla bilgi için bkz. Pil Paketi Tasarımında Kese Hücreleri Neden Sıkıştırma Gerektirir?.

15. Termal Yönetim

Soğutma gereksinimleri yalnızca C oranından seçilemez. Sıkıca paketlenmiş bir muhafaza içindeki bir 1C sistemi, kısa görev döngüleri ve etkili bir soğutma yapısı olan daha yüksek akımlı bir sistemden daha zorlu termal koşullara sahip olabilir.

Termal tasarım şunları dikkate almalıdır:

• Hücre DC direnci

• Sürekli akım

• Tepe akımı ve süre

• Şarj akımı

• Modül geometrisi

• Hücre aralığı

• Isı transfer yönü

• Ortam sıcaklığı

• İzin verilen maksimum hücre sıcaklığı

• Maksimum hücreden hücreye sıcaklık farkı

• Soğutma sistemi arıza koşulları

Olası stratejiler arasında doğal konveksiyon, basınçlı hava, iletken soğutma plakaları ve sıvı soğutma yer alır. Doğru çözüm, bir ısı üretim modelinden seçilmeli ve modül düzeyinde sıcaklık testiyle onaylanmalıdır.

Sıcaklık sensörleri, olası sıcak noktalar ve bağlantı direncinin ilave ısı oluşturabileceği alanlar dahil temsili konumlara yerleştirilmelidir.

16. BMS ve Elektrik Koruması

BMS'nin kesin seri sayısını ve onaylanmış hücre voltajı aralığını desteklemesi gerekir. 14S paketi için BMS'nin seri bağlantılı 14 hücre grubunu izlemesi gerekir.

BMS seçiminde aşağıdakiler dikkate alınmalıdır:

• Hücre kimyası

• Seri sayısı

• Normal şarj voltajı hedefi

• Aşırı gerilim koruma eşiği

• Düşük gerilim koruma eşiği

• Sürekli akım

• Tepe akımı ve süre

• Kısa devre tespiti

• Şarj ve deşarj sıcaklığı

• Sensör miktarı ve yerleşimi

• Dengeleme stratejisi

• Gerilim ve akım ölçüm doğruluğu

• Kontaktör kontrolü

• Arıza kaydı ve kurtarma

BMS aşırı gerilim eşiği, normal şarj cihazı hedefi değil, bir acil durum koruma ayarıdır. Şarj cihazı, rutin BMS bağlantısının kesilmesine bağlı kalmadan voltajı ve akımı doğru şekilde düzenlemelidir.

Ayrıca her BMS'nin, kontaktörün veya sigortanın beklenen akımın tam olarak %125'inde derecelendirilmesi gerektiğine dair evrensel bir kural yoktur. Uygun tasarım marjı bileşene, sıcaklığa, görev döngüsüne, hizmet ömrüne ve geçerli standarda bağlıdır.

Sigorta seçiminde aşağıdakiler dikkate alınmalıdır:

• Sürekli yük akımı

• Kablo ve bara koruması

• DC anma gerilimi

• Mevcut maksimum arıza akımı

• DC kesinti derecesi

• Zaman-akım eğrisi

• BT performansı

• BMS ve kontaktörler ile koordinasyon

Yüksek voltajlı veya yüksek güçlü sistemler ayrıca ana kontaktörlere, ön şarj devrelerine, servis bağlantı kesmelerine, izolasyon izlemesine ve koordineli arıza izolasyonuna ihtiyaç duyabilir.

17. Pratik Bir Pil Paketi Hesaplama İş Akışı

Güvenilir bir ön hesaplama şu sırayı takip edebilir:

1. Ekipmanın tam voltaj aralığını tanımlayın.

2. Gerekli kullanılabilir enerjiyi, sürekli gücü ve pik yükü tanımlayın.

3. Hücre kimyasını ve hücre modelini seçin.

4. Onaylanmış hücre voltajı limitlerini ve kapasite test koşullarını kullanın.

5. Gerekli voltaj aralığından seri sayısını hesaplayın.

6. Hem enerji hem de akım gereksinimlerinden paralel sayımı hesaplayın.

7. Toplam hücre sayısını, nominal voltajı, Ah, Wh ve kWh'yi hesaplayın.

8. Amaçlanan SOC penceresi dahilinde kullanılabilir enerjiyi tahmin edin.

9. En düşük çalışma voltajındaki akım gereksinimini kontrol edin.

10. Gerilim düşüşünü, ısı üretimini ve akım paylaşımını kontrol edin.

11. BMS'yi, iletkenleri, kontaktörleri ve koruma cihazlarını seçin.

12. Mekanik sınırlama, yalıtım ve soğutma yapısını tasarlayın.

13. Amaçlanan yük ve sıcaklık koşulları altında bir prototip oluşturun ve test edin.

14. Gerekli güvenlik, nakliye ve uygulama sertifikasyonunu tamamlayın.

Bir elektronik tablo ilk hesaplamayı üretebilir ancak son pil sistemini doğrulamak için test yapılması gerekir.

18. Kese Hücre Çözümü Talep Edilirken Sağlanması Gereken Bilgiler

Bir kese hücresini veya özelleştirilmiş pil projesini değerlendirmek için aşağıdaki bilgilerin mümkün olduğunca çoğunu sağlayın:

• Başvuru

• Hedef nominal gerilim

• Maksimum ve minimum sistem voltajı

• Gerekli kullanılabilir enerji veya çalışma süresi

• Sürekli güç veya akım

• Tepe gücü/akımı ve süresi

• Şarj süresi veya şarj akımı

• Maksimum boyutlar

• Maksimum ağırlık

• Çalışma sıcaklığı

• Beklenen çevrim ömrü

• Soğutma yöntemi

• BMS iletişim gereksinimleri

• Sertifika gereklilikleri

• Prototip ve yıllık sipariş miktarı

Misen hücre seçimini, sınıflandırmayı, modül konfigürasyonunu ve özelleştirilmiş akü çözümü geliştirme . elektrikli mobilite, AGV'ler, robot teknolojisi, endüstriyel ekipmanlar, denizcilik sistemleri ve enerji depolama uygulamaları için

Çözüm

Temel pil takımı formülleri basittir:

Nominal paket voltajı = Seri sayısı × Hücre nominal voltajı

Paket kapasitesi = Paralel sayım × Hücre kapasitesi

Paket enerjisi (Wh) = Paket voltajı × Paket kapasitesi

Paket enerjisi (kWh) = Wh cinsinden paket enerjisi ÷ 1.000

Ön örnek olarak 3,7V 70Ah P70A hücresini kullanan 14S4P konfigürasyonu şunları sağlar:

• 51,8V nominal voltaj

• 280Ah nominal kapasite

• 14,50kWh ön plaka enerjisi

• Varsayılan %80 kullanılabilir SOC penceresinde yaklaşık 11,60 kWh

Bu sayılar tasarım sürecinin yalnızca başlangıcıdır. Nihai performans, voltaj sınırlarına, deşarj koşullarına, sıcaklığa, hücre uyumuna, akım dağıtımına, mekanik sıkıştırmaya, termal yönetime, BMS ayarlarına ve sistem kayıplarına bağlıdır.

Yüksek enerjili NMC kese hücresi gerektiren projeler için, P70A 3.7V 70Ah kese hücresi özelliklerini ve gerilim, enerji, akım, alan ve sıcaklık gereksinimlerinizi proje bazlı değerlendirme için Misen'e gönderin.

SSS

Kese pil paketinin kWh değerini nasıl hesaplarsınız?

Wh'yi elde etmek için nominal paket voltajını Ah cinsinden paket kapasitesiyle çarpın. kWh değerini elde etmek için Wh sonucunu 1.000'e bölün.

Örneğin:

51,8V × 280Ah = 14,504Wh = 14,504kWh.

Hücrelerin seri bağlanması Ah kapasitesini arttırır mı?

Hayır. Seri bağlantılar voltajı artırır. Ah kapasitesi bir hücreye veya bir paralel gruba eşit kalır.

Hücrelerin paralel bağlanması voltajı arttırır mı?

Hayır. Paralel bağlantılar Ah kapasitesini artırır ve mevcut kapasiteye katkıda bulunur. Gerilim bir hücreye veya seri diziye eşit kalır.

14S4P pil paketinde kaç hücre var?

Bir 14S4P paketi, her paralel grupta dört hücre bulunan 14 seri bağlantılı grup içerir:

14 × 4 = 56 hücre.

14S P70A pil her 48V sistemle uyumlu mudur?

Otomatik olarak değil. P70A referans değerleri kullanıldığında, 14S paketinin nominal voltajı yaklaşık 51,8V, önerilen şarj kesme hesaplaması 60,2V ve deşarj sonu hesaplaması geçerli koşullar altında 38,5V'dur. Bağlı ekipman tüm çalışma aralığını desteklemelidir.

Bir P70A hücresi ne kadar sürekli akım sağlayabilir?

Mevcut spesifikasyon, belirtilen koşullar altında 25°C'de maksimum 3C'lik sürekli deşarj oranını listelemektedir. Pazara yönelik 70Ah kapasite sınıfına göre bu, hücre başına yaklaşık 210A'ya karşılık gelir. Nihai akım sınırları, geçerli veri sayfası koşullarına ve paket düzeyinde termal doğrulamaya uygun olmalıdır.

Farklı kapasiteli kese hücreleri paralel bağlanabilir mi?

Yeni bir üretim paketi için önerilmez. Hücreler normalde aynı onaylanmış kimyayı ve modeli kullanmalı ve kapasite, direnç, voltaj, SOC ve eskime durumu açısından eşleştirilmelidir.

Kullanılabilir kWh, isim plakasındaki kWh ile aynı mıdır?

Hayır. Etiket kWh, nominal gerilim ve kapasiteye göre hesaplanır. Kullanılabilir enerji, izin verilen SOC ve voltaj penceresine, akıma, sıcaklığa, yaşlanmaya, BMS ayarlarına ve sistem verimliliğine bağlıdır.

Bir kese hücresi için ne kadar şişme alanına izin verilmelidir?

Her kese hücresi için evrensel bir yüzde yoktur. Mekanik tasarım, seçilen hücrenin ön yüklemesine, kalınlık toleransına ve kullanım ömrü sonundaki şişme gereksinimlerine uygun olmalıdır. Mevcut P70A spesifikasyonu %6'lık bir şişme katsayısını ve 400-500N'lik bir başlangıç ​​ön yükünü belirtir.