Lượt xem: 0 Tác giả: Site Editor Thời gian xuất bản: 2026-08-07 Nguồn gốc: Địa điểm
Việc tính toán một bộ pin dạng túi bắt đầu bằng một vài công thức đơn giản, nhưng để có được một thiết kế có thể sử dụng được thì đòi hỏi nhiều hơn là chỉ nhân điện áp và công suất.
Kết nối nối tiếp xác định điện áp gói. Các kết nối song song xác định dung lượng gói và đóng góp vào khả năng hiện tại. Sau đó, hóa học tế bào, giới hạn điện áp, tốc độ phóng điện, điện trở trong, nhiệt độ, lực nén cơ học và Hệ thống quản lý pin (BMS) sẽ xác định xem cấu hình được tính toán có thể hoạt động an toàn trong ứng dụng dự định hay không.
Hướng dẫn này giải thích cách tính số đếm nối tiếp và song song, điện áp danh định, Ah, Wh và kWh có thể sử dụng. MỘT Pin túi P70A 3.7V 70Ah NMC được sử dụng làm ví dụ chính.
Các tính toán phù hợp cho việc định cỡ pin sơ bộ. Thiết kế mô-đun và gói cuối cùng phải được xác minh dựa trên bảng dữ liệu ô mới nhất, hồ sơ tải hoàn chỉnh và kết quả kiểm tra cấp độ gói.
Các tế bào mắc nối tiếp làm tăng điện áp; chúng không làm tăng dung lượng Ah.
Các ô kết nối song song tăng dung lượng Ah; chúng không làm tăng điện áp.
Năng lượng của gói tính bằng Wh bằng điện áp danh nghĩa của gói nhân với công suất của gói.
Chia Wh cho 1.000 để chuyển đổi kết quả thành kWh.
Năng lượng trên bảng tên và năng lượng sử dụng được không giống nhau.
Dòng điện liên tục phải được kiểm tra ở điện áp hoạt động thấp nhất, không chỉ ở điện áp danh định.
Điện áp sạc và xả tối đa phải đến từ bảng dữ liệu ô đã chọn.
Các tế bào túi yêu cầu hạn chế cơ học dành riêng cho tế bào, khả năng giãn nở và thiết kế nhiệt.
Xếp hạng BMS, cầu chì, công tắc tơ và dây dẫn cuối cùng không thể được chọn từ một quy tắc phần trăm duy nhất.
Một bộ pin phải được tính ngược từ ứng dụng. Trước khi chọn một ô hoặc quyết định cấu hình chuỗi và song song, hãy xác định các yêu cầu sau:
Điện áp hệ thống danh định mục tiêu
Điện áp đầu vào tối đa cho phép
Điện áp hoạt động tối thiểu
Bảng tên bắt buộc hoặc năng lượng sử dụng được
Thời gian hoạt động cần thiết
Công suất và dòng điện liên tục
Công suất cực đại, dòng điện cực đại và thời gian cực đại
Nguồn sạc và thời gian sạc
Kích thước cài đặt có sẵn
Trọng lượng pin tối đa
Nhiệt độ vận hành và bảo quản
Vòng đời dự kiến
Phương pháp làm mát
Các yêu cầu về chứng nhận và vận chuyển áp dụng
Ví dụ: một hệ thống được quảng cáo là '48V' có thể chấp nhận điện áp tối đa và tối thiểu rất khác nhau tùy thuộc vào bộ điều khiển động cơ, biến tần, bộ chuyển đổi DC/DC hoặc thiết bị được kết nối khác. Chỉ riêng điện áp hệ thống được quảng cáo là không đủ để xác định số lượng chuỗi chính xác.
Việc tính toán phải sử dụng các thông số kỹ thuật đã được phê duyệt của ô đã chọn. Các đầu vào quan trọng nhất bao gồm:
| Tham số ô | Tại sao nó quan trọng |
|---|---|
| Điện áp danh định | Được sử dụng để tính toán điện áp và năng lượng gói sơ bộ |
| Điện áp cắt sạc khuyến nghị | Được sử dụng để tính toán đầu ra của bộ sạc và điện áp gói bình thường tối đa |
| Điện áp cuối xả | Được sử dụng để đánh giá giới hạn điện áp dưới |
| Công suất định mức hoặc tiêu chuẩn | Xác định sơ bộ Ah và năng lượng |
| Đánh giá xả liên tục | Giúp xác định khả năng hiện tại |
| Đánh giá và thời gian xả đỉnh | Được sử dụng cho các sự kiện tải ngắn như tăng tốc hoặc khởi động động cơ |
| Điện trở trong DC | Giúp ước tính độ võng điện áp và nhiệt điện trở khi tải |
| Nhiệt độ sạc và xả | Xác định hoạt động được phép và giảm dòng điện |
| Kích thước và trọng lượng | Cần thiết để bố trí mô-đun và tính toán mật độ năng lượng ở cấp độ gói |
| Phụ cấp tải trước và trương nở cơ học | Cần thiết cho việc thiết kế mô-đun tế bào túi |
| Điều kiện kiểm tra vòng đời | Cần phải so sánh chính xác kỳ vọng về tuổi thọ sử dụng |
Các tế bào có cùng thành phần hóa học vẫn có thể có giới hạn điện áp, định mức dòng điện và phạm vi nhiệt độ khác nhau. Không áp dụng một cài đặt điện áp chung cho mọi tế bào túi NMC, LFP hoặc LTO.
Misen cung cấp nhiều hóa chất và năng lực của pin dạng túi cho phương tiện di chuyển bằng điện, AGV, robot, thiết bị công nghiệp, hệ thống hàng hải và các dự án lưu trữ năng lượng.
Hóa học ảnh hưởng đến việc tính toán điện áp, số lượng tế bào nối tiếp, mật độ năng lượng, mục tiêu vòng đời, công suất điện và chiến lược nhiệt.
| Hóa học | Điện áp danh định sơ bộ điển hình | Ưu tiên lựa chọn chung |
|---|---|---|
| Tế bào túi NMC | Khoảng 3,6–3,73V, tùy thuộc vào pin | Mật độ năng lượng cao và hệ thống pin nhỏ gọn, nhẹ |
| Tế bào túi LiFePO4 | Thông thường khoảng 3,2V | Vòng đời, độ ổn định nhiệt và các ứng dụng công nghiệp hoặc cố định |
| Tế bào túi LTO | Thông thường khoảng 2,3–2,4V | Công suất cao, sạc nhanh, hoạt động ở nhiệt độ thấp và tuổi thọ dài |
Đây là những giá trị tham chiếu sơ bộ, không phải là cài đặt thiết kế chung. Luôn sử dụng điện áp danh định, giới hạn sạc và giới hạn phóng điện được nêu trong thông số kỹ thuật của pin đã chọn.
Đối với ví dụ tính toán chính, chúng tôi sử dụng định dạng lớn Tế bào túi P70A NMC.
Đối với các tính toán sơ bộ đơn giản, giá trị thị trường là:
Điện áp danh định: 3,7V
Cấp công suất danh định: 70Ah
Năng lượng danh nghĩa sơ bộ: 3,7V × 70Ah = 259Wh
Tốc độ xả liên tục tối đa: lên tới 3C ở 25°C trong các điều kiện quy định
Dòng điện gần đúng tương ứng với 3C: 70Ah × 3C = 210A
Dữ liệu ô chi tiết cung cấp các điều kiện thử nghiệm cụ thể hơn:
Điện áp danh định: 3,73V ở 0,33C hoặc 3,70V ở 0,5C
Công suất tiêu chuẩn: ít nhất 68,7Ah ở 0,33C hoặc ít nhất 67,8Ah ở 0,5C
Năng lượng tính toán: khoảng 256,3Wh dựa trên 3,73V × 68,7Ah
Điện áp cắt sạc khuyến nghị: 4.3V
Điện áp cuối phóng điện: 2,75V trong điều kiện nhiệt độ bình thường đã nêu
Điện trở trong AC: không quá 1,2mΩ trong điều kiện thử nghiệm quy định
Điện trở trong DC: không quá 3,0mΩ trong điều kiện thử nghiệm quy định
Các giá trị 3,7V và 70Ah làm cho các công thức cơ bản dễ thực hiện hơn. Để tính toán kỹ thuật cuối cùng, thông số kỹ thuật mua sắm và đảm bảo hiệu suất, hãy sử dụng giá trị bảng dữ liệu hiện hành và điều kiện thử nghiệm.
Khi các ô được kết nối nối tiếp, cực dương của một ô hoặc nhóm song song được kết nối với cực âm của ô tiếp theo.
Kết nối nối tiếp làm tăng điện áp, trong khi dung lượng Ah không đổi.
Điện áp gói danh nghĩa = Số lượng ô trong chuỗi × Điện áp danh định của ô
Sử dụng các giá trị P70A phù hợp với thị trường trong cấu hình 14S:
14 × 3,7V = 51,8V danh nghĩa
Do đó, gói 14S1P có:
Điện áp danh định: 51,8V
Công suất: 70Ah
Tổng số ô: 14
Phạm vi điện áp hoàn chỉnh cũng phải được kiểm tra.
Sử dụng điện áp cắt sạc P70A được khuyến nghị:
14 × 4,3V = 60,2V
Sử dụng điện áp cuối phóng điện 2,75V đã nêu:
14 × 2,75V = 38,5V
Do đó, dải điện áp sơ bộ là khoảng 38,5V đến 60,2V trong các điều kiện áp dụng.
Pin 14S NMC có thể được bán trên thị trường dưới dạng hệ thống loại 48V, nhưng điều đó không tự động làm cho nó tương thích với mọi bộ điều khiển hoặc biến tần 48V. Tất cả các thiết bị được kết nối phải được kiểm tra trong phạm vi điện áp hoàn chỉnh của pin.
Để được giải thích chi tiết hơn, xem Điện áp di động của túi NMC: Giới hạn và cài đặt BMS.
Khi các ô được kết nối song song, tất cả các cực dương được kết nối với nhau và tất cả các cực âm được kết nối với nhau.
Kết nối song song làm tăng công suất Ah, trong khi điện áp vẫn bằng một ô hoặc một nhóm nối tiếp.
Dung lượng gói = Số lượng ô song song × Dung lượng ô
Sử dụng song song bốn ô P70A:
4 × 70Ah = 280Ah
Do đó, một nhóm 4P có:
Điện áp danh định: 3,7V
Công suất: 280Ah
Tổng số ô: 4
Kết nối song song cũng có thể tăng khả năng hiện tại. Đối với kích thước sơ bộ:
Khả năng dòng điện của nhóm song song ≈ Số lượng ô song song × Dòng điện một ô được phê duyệt
Nếu một ô P70A loại 70Ah hỗ trợ khoảng 210A ở 3C trong các điều kiện thử nghiệm được chỉ định, thì nhóm song song bốn ô có khả năng dòng điện ở cấp độ ô theo lý thuyết là khoảng 840A.
Tuy nhiên, đây không phải là gói an toàn hiện tại.
Giới hạn hiện tại cuối cùng được xác định bởi giới hạn thấp nhất được phê duyệt trong số:
Tế bào
Tab di động
Thanh cái hoặc đầu nối linh hoạt
Mối nối hàn hoặc bắt vít
BMS
Công tắc tơ
Cầu chì
Cáp và đầu nối
Hệ thống làm mát
Tăng nhiệt độ cho phép
Việc chia sẻ dòng điện song song cũng phụ thuộc vào điện trở của tế bào, điện trở kết nối, tính đối xứng của thanh cái, nhiệt độ và sự phù hợp của tế bào. Phép nhân lý thuyết phải luôn được theo sau bởi sự xác nhận về điện và nhiệt.
Cấu hình 14S4P chứa 14 nhóm được kết nối nối tiếp, với bốn ô được kết nối song song bên trong mỗi nhóm.
Tổng số tế bào là:
Tổng số ô = Số lượng chuỗi × Số lượng song song
14 × 4 = 56 ô
Đối với ví dụ P70A:
Số loạt: 14
Số lượng song song: 4
Tổng số ô: 56
Điện áp gói danh nghĩa: 51,8V
Dung lượng gói: 280Ah
Thuật ngữ '14S4P' phải được hỗ trợ bằng sơ đồ điện hiển thị các nhóm song song, các điểm cảm biến BMS, đường dẫn dòng điện chính và các thiết bị bảo vệ. Không chỉ dựa vào tên cấu hình bằng văn bản khi xem bản vẽ của nhà cung cấp.
Một số hệ thống pin sử dụng chuỗi chuỗi được bảo vệ riêng biệt được kết nối song song ở cấp độ gói. Sự sắp xếp này có thể cung cấp dự phòng, nhưng nó đòi hỏi sự phối hợp cẩn thận giữa các bộ phận BMS, công tắc tơ, cầu chì và hệ thống liên lạc. Cấu trúc liên kết chính xác phụ thuộc vào các yêu cầu về an toàn, dịch vụ và cách ly lỗi của dự án.
Năng lượng của pin thường được biểu thị bằng watt-giờ hoặc kilowatt-giờ.
Năng lượng gói (Wh) = Điện áp gói danh nghĩa × Dung lượng gói
Kết quả tương tự có thể được tính trực tiếp từ số lượng ô:
Năng lượng gói (Wh) = S × P × Điện áp danh định của cell × Dung lượng cell
Đối với ví dụ 14S4P P70A:
Điện áp gói danh nghĩa: 51,8V
Dung lượng gói: 280Ah
51,8V × 280Ah = 14.504Wh
Chuyển đổi Wh thành kWh:
14.504Wh 1.000 = 14,504kWh
Do đó, năng lượng trên bảng tên sơ bộ xấp xỉ:
14,50kWh
Sử dụng các giá trị kiểm tra bảng dữ liệu thận trọng hơn là 3,73V và 68,7Ah:
14 × 4 × 3,73V × 68,7Ah = khoảng 14,35kWh
Sự khác biệt minh họa tại sao loại công suất hướng tới thị trường và công suất tối thiểu được kiểm tra trên bảng dữ liệu không được coi là giống hệt nhau. Để đảm bảo hiệu suất của gói, hãy sử dụng giá trị thông số kỹ thuật hiện hành.
Bạn có thể tìm hiểu thêm về sự khác biệt giữa năng lượng cấp độ tế bào và cấp độ gói trong Giải thích về mật độ năng lượng tế bào túi: Wh/kg, Wh/L và năng lượng gói có thể sử dụng.
Các giá trị sau sử dụng 3,7V và 70Ah để định cỡ sơ bộ.
| Cấu hình | Số lượng tế bào Điện áp | danh định | Công suất | Năng lượng bảng tên | Năng lượng gần đúng ở cửa sổ SOC khả dụng 80% |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Những giá trị này là sơ bộ. Năng lượng cung cấp thực tế phụ thuộc vào cửa sổ điện áp được phê duyệt, dòng tải, nhiệt độ, độ lão hóa của tế bào, cài đặt BMS và tổn thất hệ thống.
Năng lượng trên bảng tên được tính từ điện áp danh định và công suất. Năng lượng có thể sử dụng là lượng ứng dụng có thể truy cập trong cửa sổ vận hành đã chọn.
Để ước tính sớm:
Năng lượng có thể sử dụng ≈ Năng lượng trên bảng tên × Cửa sổ SOC có thể sử dụng
Nếu gói 14S4P P70A có 14,50kWh năng lượng trên bảng tên sơ bộ và hoạt động thông qua cửa sổ SOC 80%:
14,50kWh × 0,80 = khoảng 11,60kWh
Đây là ước tính, không phải là kết quả đầu ra được đảm bảo.
Năng lượng sử dụng thực tế bị ảnh hưởng bởi:
Đường cong phóng điện của tế bào
Giới hạn sạc và xả
Tốc độ xả
Độ lệch điện áp
Nhiệt độ môi trường và tế bào
Sự biến đổi giữa các tế bào
Tình trạng sức khỏe
Chiến lược cắt giảm BMS
Tổn hao cáp và contactor
Bộ chuyển đổi DC/DC, bộ điều khiển động cơ hoặc hiệu suất biến tần
Nếu năng lượng có thể sử dụng vẫn phải đạt được khi gần hết tuổi thọ của pin thì việc định cỡ sớm cũng có thể xem xét mục tiêu dung lượng cuối tuổi thọ và hiệu suất chuyển đổi:
Năng lượng trên bảng tên yêu cầu ≈ Năng lượng có thể sử dụng mục tiêu ÷ (cửa sổ SOC có thể sử dụng × tỷ lệ công suất cuối vòng đời × hiệu suất hệ thống)
Công thức này rất hữu ích cho việc định cỡ sơ bộ. Hiệu suất cuối cùng phải được xác nhận từ dữ liệu xả pin và thử nghiệm ở cấp độ gói.
Các nhà thiết kế bộ pin thường bắt đầu với giá trị công suất cần thiết tính bằng kW thay vì giá trị hiện tại tính bằng ampe.
Mối quan hệ là:
Công suất = Điện áp × Dòng điện
Vì thế:
Dòng điện = Công suất -> Điện áp
Đối với tải 10kW ở điện áp danh định của gói 14S P70A:
10.000W `51,8V = khoảng 193A
Nếu bộ điều khiển cố gắng duy trì 10kW khi điện áp pin giảm xuống 38,5V:
10.000W -> 38,5V = khoảng 260A
Điều này cho thấy tại sao dòng điện không nên chỉ được tính ở điện áp danh định. Đối với tải có công suất không đổi, dòng điện tăng khi điện áp pin giảm.
Các tế bào, BMS, thanh cái, công tắc tơ, cầu chì và cáp phải được đánh giá ở mức kết hợp kém nhất giữa điện áp, công suất, nhiệt độ và thời lượng.
Điện áp di động khi tải thấp hơn điện áp mạch hở thoải mái. Ước tính độ võng điện áp đơn giản hóa là:
Độ lệch điện áp ≈ Dòng điện × điện trở DC
Sức đề kháng của gói thực sự không chỉ bao gồm sức đề kháng của tế bào. Nó cũng bao gồm:
Tab
Thanh cái
khớp
Cầu chì
Công tắc tơ
Cáp
Đầu nối
Sự khác biệt phân phối dòng điện song song
Một ước tính đơn giản về nhiệt điện trở là:
Tổn thất điện năng ≈ Dòng điện² × Điện trở
Do đó, nhiệt tăng xấp xỉ với bình phương dòng điện trong mô hình điện trở đơn giản chứ không phải theo cấp số nhân. Sự sinh nhiệt thực tế và mức tăng nhiệt độ cũng phụ thuộc vào SOC, nhiệt độ tế bào, sự thay đổi điện trở, điều kiện làm mát và chu kỳ làm việc.
ACIR đo ở tần số 1kHz không nên tự động được sử dụng để dự đoán độ võng điện áp tải. DCIR được đo trong điều kiện tải xác định thường phù hợp hơn với tính toán nhiệt độ và độ sụt điện áp sơ bộ.
Các phép tính toán học giả định rằng mọi ô đều hoạt động giống hệt nhau. Tế bào thật có sự khác biệt về công suất, điện trở trong, điện áp hở mạch, khả năng tự phóng điện và lão hóa.
Các ô dành cho một gói thường phải phù hợp với:
Hóa học và mô hình
Lô sản xuất nơi thực tế
Dung tích
Điện trở AC và DC
Điện áp mạch hở
Trạng thái tính phí
Tự xả
Tuổi và lịch sử sử dụng
Các tế bào ở mức SOC khác nhau đáng kể không nên được kết nối song song trực tiếp. Sự chênh lệch điện áp có thể gây ra dòng điện cân bằng cao bị giới hạn chủ yếu bởi điện trở của tế bào và kết nối.
Các ô có công suất khác nhau không tự động phân chia dòng điện theo công suất. Phân phối dòng điện bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi điện trở trong, điện trở kết nối, nhiệt độ và cách bố trí thanh cái. Đối với gói sản xuất mới, sử dụng các ô phù hợp của cùng một mẫu đã được phê duyệt là phương pháp ưu tiên.
Mạch cân bằng BMS không thể bù nhanh chóng những chênh lệch lớn về công suất hoặc điện trở bên trong gói tế bào túi dung lượng cao. Phân loại tế bào vẫn quan trọng trước khi lắp ráp.
Tế bào túi không có hộp kim loại cứng. Cấu trúc mô-đun phải quản lý việc mở rộng tế bào, cung cấp hỗ trợ đồng đều, bảo vệ màng mỏng và duy trì tiếp xúc nhiệt đáng tin cậy.
Không có mức cho phép trương nở chung hoặc áp suất tải trước nào có thể được áp dụng cho mọi tế bào túi.
Đối với P70A, thông số kỹ thuật có sẵn cho biết:
Tải trước ban đầu: 400–500N
Hệ số trương nở quy định: 6%
Không được phép vận hành lâu dài mà không có sự hạn chế cơ học
Áp suất phải được phân bố đều trên bề mặt tế bào
Các giá trị này áp dụng cho P70A và không được tự động sao chép sang mẫu tế bào túi khác.
Thiết kế mô-đun nên xem xét:
Tấm cuối và độ cứng của khung
Phương pháp tải trước
Miếng đệm nén hoặc sưng
Dung sai độ dày tế bào
Mở rộng cuối đời
Cách điện
Bảo vệ tab và con dấu
Tiếp xúc bề mặt làm mát
Dung sai sản xuất và dịch vụ
Để biết thêm thông tin, xem Tại sao các tế bào túi yêu cầu nén trong thiết kế bộ pin.
Yêu cầu làm mát không thể được lựa chọn chỉ từ tốc độ C. Hệ thống 1C trong vỏ bọc kín có thể có điều kiện nhiệt khó khăn hơn hệ thống dòng điện cao hơn với chu kỳ làm việc ngắn và cấu trúc làm mát hiệu quả.
Thiết kế nhiệt nên xem xét:
Điện trở DC của tế bào
Dòng điện liên tục
Dòng điện và thời gian đỉnh
Sạc hiện tại
hình học mô-đun
Khoảng cách ô
Hướng truyền nhiệt
Nhiệt độ môi trường xung quanh
Nhiệt độ tế bào tối đa cho phép
Chênh lệch nhiệt độ tối đa giữa các tế bào
Điều kiện lỗi hệ thống làm mát
Các chiến lược khả thi bao gồm đối lưu tự nhiên, không khí cưỡng bức, tấm làm mát dẫn điện và làm mát bằng chất lỏng. Giải pháp đúng phải được chọn từ mô hình tạo nhiệt và được xác nhận bằng thử nghiệm nhiệt độ ở cấp độ mô-đun.
Cảm biến nhiệt độ nên được đặt tại các vị trí đại diện, bao gồm các điểm có khả năng nóng và các khu vực mà điện trở kết nối có thể tạo thêm nhiệt.
BMS phải hỗ trợ số lượng sê-ri chính xác và dải điện áp di động được phê duyệt. Đối với gói 14S, BMS phải giám sát 14 nhóm ô được kết nối nối tiếp.
Lựa chọn BMS nên xem xét:
Hóa học tế bào
Số loạt
Mục tiêu điện áp sạc bình thường
Ngưỡng bảo vệ quá áp
Ngưỡng bảo vệ thấp áp
Dòng điện liên tục
Dòng điện và thời gian đỉnh
Phát hiện ngắn mạch
Nhiệt độ sạc và xả
Số lượng và vị trí cảm biến
Chiến lược cân bằng
Độ chính xác đo điện áp và dòng điện
Điều khiển contactor
Ghi nhật ký và phục hồi lỗi
Ngưỡng quá điện áp BMS là cài đặt bảo vệ khẩn cấp, không phải mục tiêu của bộ sạc thông thường. Bộ sạc phải điều chỉnh điện áp và dòng điện một cách chính xác mà không phụ thuộc vào việc ngắt kết nối BMS thông thường.
Cũng không có quy tắc chung nào quy định mọi BMS, công tắc tơ hoặc cầu chì phải được định mức chính xác ở mức 125% dòng điện dự kiến. Biên độ thiết kế phù hợp phụ thuộc vào thành phần, nhiệt độ, chu kỳ hoạt động, tuổi thọ sử dụng và tiêu chuẩn áp dụng.
Lựa chọn cầu chì nên xem xét:
Dòng tải liên tục
Bảo vệ cáp và thanh cái
Điện áp định mức DC
Dòng lỗi tối đa có sẵn
Đánh giá ngắt DC
Đường cong thời gian hiện tại
hiệu suất của tôi
Phối hợp với BMS và contactor
Hệ thống điện áp cao hoặc công suất cao cũng có thể yêu cầu công tắc tơ chính, mạch sạc trước, ngắt kết nối dịch vụ, giám sát cách điện và cách ly lỗi phối hợp.
Một tính toán sơ bộ đáng tin cậy có thể tuân theo trình tự sau:
Xác định phạm vi điện áp hoàn chỉnh của thiết bị.
Xác định năng lượng sử dụng cần thiết, công suất liên tục và tải tối đa.
Chọn hóa học tế bào và mô hình tế bào.
Sử dụng các giới hạn điện áp di động và điều kiện kiểm tra công suất đã được phê duyệt.
Tính toán số sê-ri từ dải điện áp yêu cầu.
Tính toán số lượng song song từ cả yêu cầu về năng lượng và dòng điện.
Tính toán tổng số tế bào, điện áp danh định, Ah, Wh và kWh.
Ước tính năng lượng có thể sử dụng trong cửa sổ SOC dự định.
Kiểm tra yêu cầu hiện tại ở điện áp hoạt động thấp nhất.
Kiểm tra độ võng điện áp, sinh nhiệt và chia sẻ dòng điện.
Chọn BMS, dây dẫn, công tắc tơ và thiết bị bảo vệ.
Thiết kế kết cấu cơ khí, cách nhiệt và làm mát.
Xây dựng và thử nghiệm nguyên mẫu trong điều kiện tải và nhiệt độ dự định.
Hoàn thành chứng nhận an toàn, vận chuyển và ứng dụng cần thiết.
Bảng tính có thể đưa ra phép tính đầu tiên nhưng cần phải thử nghiệm để xác nhận hệ thống pin cuối cùng.
Để đánh giá một pin dạng túi hoặc một dự án pin tùy chỉnh, hãy cung cấp càng nhiều thông tin sau càng tốt:
Ứng dụng
Điện áp danh định mục tiêu
Điện áp hệ thống tối đa và tối thiểu
Năng lượng sử dụng hoặc thời gian hoạt động cần thiết
Nguồn hoặc dòng điện liên tục
Công suất/dòng điện và thời lượng đỉnh
Thời gian sạc hoặc dòng sạc
Kích thước tối đa
Trọng lượng tối đa
Nhiệt độ hoạt động
Vòng đời dự kiến
Phương pháp làm mát
Yêu cầu liên lạc BMS
Yêu cầu chứng nhận
Nguyên mẫu và số lượng đặt hàng hàng năm
Misen hỗ trợ lựa chọn ô, phân loại, cấu hình mô-đun và phát triển giải pháp pin tùy chỉnh cho phương tiện di chuyển bằng điện, AGV, robot, thiết bị công nghiệp, hệ thống hàng hải và các ứng dụng lưu trữ năng lượng.
Công thức cơ bản của bộ pin rất đơn giản:
Điện áp gói danh nghĩa = Số sê-ri × Điện áp danh định của ô
Dung lượng gói = Số lượng song song × Dung lượng ô
Năng lượng gói (Wh) = Điện áp gói × Dung lượng gói
Năng lượng đóng gói (kWh) = Năng lượng đóng gói tính bằng Wh 1.000
Sử dụng pin 3,7V 70Ah P70A làm ví dụ sơ bộ, cấu hình 14S4P cung cấp:
Điện áp danh định 51,8V
Công suất danh nghĩa 280Ah
Năng lượng bảng tên sơ bộ 14,50kWh
Khoảng 11,60kWh ở mức SOC giả định là 80% có thể sử dụng được
Những con số này chỉ là sự khởi đầu của quá trình thiết kế. Hiệu suất cuối cùng phụ thuộc vào giới hạn điện áp, điều kiện phóng điện, nhiệt độ, kết hợp tế bào, phân phối dòng điện, nén cơ học, quản lý nhiệt, cài đặt BMS và tổn thất hệ thống.
Đối với các dự án yêu cầu tế bào dạng túi NMC năng lượng cao, hãy xem lại Thông số kỹ thuật của pin dạng túi P70A 3.7V 70Ah và gửi cho Misen các yêu cầu về điện áp, năng lượng, dòng điện, không gian và nhiệt độ của bạn để đánh giá dựa trên dự án.
Nhân điện áp danh định của gói với dung lượng gói tính bằng Ah để thu được Wh. Chia kết quả Wh cho 1.000 để thu được kWh.
Ví dụ:
51,8V × 280Ah = 14.504Wh = 14,504kWh.
Không. Kết nối nối tiếp làm tăng điện áp. Dung lượng Ah vẫn bằng một ô hoặc một nhóm song song.
Không. Kết nối song song làm tăng dung lượng Ah và góp phần vào khả năng hiện tại. Điện áp vẫn bằng một ô hoặc chuỗi chuỗi.
Gói 14S4P chứa 14 nhóm được kết nối nối tiếp với bốn ô trong mỗi nhóm song song:
14 × 4 = 56 ô.
Không tự động. Khi sử dụng các giá trị tham chiếu P70A, gói 14S có điện áp danh định khoảng 51,8V, tính toán mức cắt điện tích được khuyến nghị là 60,2V và tính toán thời điểm cuối phóng điện là 38,5V trong các điều kiện áp dụng. Thiết bị được kết nối phải hỗ trợ phạm vi hoạt động hoàn chỉnh.
Thông số kỹ thuật hiện có liệt kê tốc độ xả liên tục tối đa là 3C ở 25°C trong các điều kiện đã nêu. Dựa trên loại công suất 70Ah hiện có trên thị trường, mức này tương ứng với khoảng 210A mỗi ô. Giới hạn dòng điện cuối cùng phải tuân theo các điều kiện hiện hành của bảng dữ liệu và xác nhận nhiệt ở cấp độ gói.
Nó không được khuyến khích cho một gói sản xuất mới. Các tế bào thường phải sử dụng cùng một loại hóa chất và mô hình đã được phê duyệt và phải phù hợp về công suất, điện trở, điện áp, SOC và tình trạng lão hóa.
Không. kWh trên bảng tên được tính từ điện áp và công suất danh định. Năng lượng có thể sử dụng phụ thuộc vào cửa sổ SOC và điện áp cho phép, dòng điện, nhiệt độ, lão hóa, cài đặt BMS và hiệu suất hệ thống.
Không có tỷ lệ phần trăm chung cho mỗi tế bào túi. Thiết kế cơ học phải tuân theo các yêu cầu về tải trước, dung sai độ dày và độ phồng khi hết tuổi thọ của ô đã chọn. Thông số kỹ thuật P70A có sẵn cho thấy hệ số trương nở 6% và tải trước ban đầu là 400–500N.
