Porovnání bateriových sad 8S2P, 16S2P, 96S2P: Které vybrat?

Výběr vhodné konfigurace akumulátorů je základem pro návrh nebo výběr systému pro ukládání energie. Pro aplikace od DIY power bank až po vysokonapěťové baterie. komerční systémy skladování energie (ESS), chápání pojmů jako např. 8S2P, 16S2P, nebo 96S2P přímo ovlivňuje výkon, náklady, bezpečnost a kompatibilitu systému.

Tento dokument podrobně popisuje tyto konfigurace, objasňuje sériové a paralelní zapojení článků a poskytuje návod pro výběr optimální konfigurace akumulátorové sady pro konkrétní aplikace.

Co znamenají 4S1P, 8S2P, 16S2P a 96S2P?

Zápis XSYP popisuje, jak jsou buňky propojeny:

• S (Série): Buňky propojené end-to-end, čímž se zvyšuje celkový napětí
• P (paralelní): Buňky propojené vedle sebe, čímž se zvyšuje celkový počet kapacita

Typické aplikace

• 4S1P: Malé 12V lithiová baterie jako jsou obytné automobily, trollingové motory nebo základní solární soupravy.
• 8S2P: Středně velké 24V solární úložné nebo záložní napájecí systémy
• 16S2P: Vysokokapacitní 48V solární zařízení a komerční ESS
• 96S2P: Vysokonapěťová elektrická vozidla (EV), průmyslové zálohování a skladování v síti

Vysvětlení sériového a paralelního zapojení

Co je to řada (S)?

Propojení buněk v řada sčítá jejich napětí, zatímco kapacita zůstává stejná.

• Příklad: Jeden článek LiFePO4 = 3,2 V, 100Ah 4S pack = 4 × 3,2 V = 12.8V, kapacita = 100Ah 16S napětí balíčku = 16 × 3,2V = 51.2V, kapacita = 100 Ah

Případ použití: Pokud váš systém vyžaduje vyšší napětí (např. napájení měničů nebo motorů).

Co je paralelní (P)?

Propojení buněk v paralelní zvyšuje kapacitu, zatímco napětí zůstává konstantní.

• Příklad: Jeden článek = 3,2 V, 100 Ah Kapacita 2P balení = 2 × 100 Ah = 200Ah, napětí = 3,2 V

Případ použití: Když chcete prodloužit dobu provozu nebo zvýšit kapacitu energie.

Výpočet napětí, kapacity a energie

Příklady reálných bateriových sad

Sériové vs. paralelní: Co si vybrat?

Série (vyšší napětí)

Výhody:

• Poskytuje vyšší napětí pro výkonné zátěže
• Nižší proud snižuje rozměry kabeláže a energetické ztráty
• Kompatibilní se standardními napěťovými vstupy měniče

Nevýhody:

• Vyžaduje přesné vyvážení BMS, aby se zabránilo nesouladu buněk.
• Porucha jediného článku může mít dopad na celý balíček

Paralelní (vyšší kapacita)

Výhody:

• Zvyšuje dobu provozu a celkovou zásobu energie
• Snadnější výměna jednotlivých buněk
• Vhodné pro potřeby nízkého napětí a vysoké kapacity

Nevýhody:

• Vyšší proud vyžaduje silnější kabely a lepší chlazení.
• Riziko nerovnováhy proudu v důsledku nerovnoměrného stárnutí

Souhrnné srovnání

Bezpečnostní pokyny: Nesprávné sériové a paralelní míchání může způsobit nevyváženost článků, tepelné vyčerpání a poruchy BMS. Při navrhování bateriových sad se vždy poraďte s odborníky.

Konfigurace pro LiFePO4 a sodíkové ionty

Srovnání napětí sodíku a LiFePO4

• Sodíkovo-iontová baterie jmenovité napětí: ~2,8 V na článek
• Jmenovité napětí LiFePO4: ~3,2 V na článek

Vliv konfigurace na výkon, náklady a bezpečnost

• Další sériové buňky: Vyšší napětí, ale vyžaduje komplexní BMS, izolaci a bezpečnostní protokoly.
• Další paralelní buňky: Zvyšuje kapacitu, ale zpochybňuje současné vyvažování a tepelné řízení.
• Úvahy o návrhu: Série snižuje objem kabeláže, ale vyžaduje lepší izolaci; paralelní vedení vyžaduje silnější kabely a lepší chlazení.
• Kompatibilita: Napětí a proud akumulátoru musí odpovídat specifikacím měniče a zátěže, aby byla zajištěna účinnost a bezpečnost.

Přizpůsobení akumulátorů napětí měniče

Jak vybrat správnou konfiguraci baterie: 5 klíčových otázek

Výběr správné konfigurace baterie je zásadní pro výkon, bezpečnost a kompatibilitu se systémem. Zde je 5 nejdůležitějších otázek, na které si musíte před rozhodnutím odpovědět.

vybrat nejlepší konfiguraci baterie:

• Zápas napětí (S) ke střídači
• Velikost kapacita (P) do běhového prostředí a načíst
• Bilance prostor, hmotnost a bezpečnost
• Potvrzení plné kompatibilita s vaší BMS a střídačem

Pro vysokonapěťová baterie nebo vlastní systémy pro ukládání energie (např. 96S2P, 48S3P), spolupracujte s odborníkem. výrobce lithiových baterií který dokáže přizpůsobit řešení přesně vašim požadavkům.

1. Jaké napětí systému vyžaduje vaše aplikace?

Počet článků v sérii (S) byste měli zvolit na základě požadovaného napětí systému.

Například:

• 48V systém obvykle používá 16 článků LiFePO4 v sérii (16S), každý s napětím 3,2 V, celkem 51.2V.
• Pro 24V systémy použijte 8S (25,6 V).
• Průmyslové systémy mohou vyžadovat vysokonapěťové konfigurace, jako např. 96S pro 307.2V.

Tip: Vždy zkontrolujte jmenovité vstupní napětí měniče, aby správně odpovídal vašemu akumulátoru.

2. Jak velkou kapacitu baterie potřebujete?

Kapacita (Ah) určuje, jak dlouho může baterie napájet zátěž, a zvyšuje se pomocí paralelního připojení (P).

Například:

• 1P = 100Ah
• 2P = 200Ah (dva paralelně zapojené články)
• 3P = 300Ah

Pro prodloužení doby provozu nebo splnění požadavků na vysoký proud použijte paralelní články.

Tip: Spočítejte si svou potřebu energie pomocí: Napětí × kapacita = celková energie (Wh).

3. Jaký je odběr proudu vaší zátěže (trvalý a špičkový)?

Pokud váš systém odebírá vysoký trvalý nebo špičkový proud, potřebujete k bezpečnému rozložení zátěže více paralelních článků.

Každý článek má maximální rychlost vybíjení. Příliš velké zatížení příliš malého počtu článků může způsobit přehřátí nebo selhání systému. Konfigurace 2P nebo 3P pomáhá zvládnout větší zátěž bez zatížení článků.

Tip: Při dimenzování zkontrolujte jak nárazový proud měniče, tak spouštěcí proud motoru.

4. Máte prostorová nebo váhová omezení?

Ano - váš dostupný prostor může omezovat počet článků, které můžete použít paralelně nebo sériově.

• Další paralelní buňky = větší kapacita, ale také větší hmotnost a prostor.
• Více sériových článků = vyšší napětí, aniž by se zvětšila fyzická velikost.

V obytných vozech, golfových vozících nebo na lodích je často důležitější kompaktní design než velká kapacita.

Tip: Zeptejte se výrobce baterií na modulární nebo stohovatelné konstrukce.

5. Jaké jsou specifikace vašeho měniče a BMS?

Konfiguraci baterie vždy přizpůsobte měniči a systému správy baterií (BMS).

Klíčové specifikace k ověření:

• Rozsah vstupního napětí měniče
• Maximální trvalý a špičkový proud
• Rozsah podporovaných napětí a počet článků BMS

Nesoulad může vést ke špatnému výkonu, chybovým kódům nebo dokonce k poškození systému.

Tip: Dodavateli baterií poskytněte datový list měniče pro správný návrh akumulátoru.

Závěr

Výběr správné konfigurace akumulátoru je vyvážený z hlediska napětí, kapacity, bezpečnosti a nákladů. Sériové zapojení zvyšuje napětí pro výkonné zátěže, zatímco paralelní zapojení prodlužuje dobu provozu a ukládání energie. Pro optimální, bezpečné a spolehlivé bateriové systémy je rozhodující správný návrh a odborné poradenství.

Potřebujete odbornou pomoc s návrhem nebo úpravou lithia nebo sodíkovo-iontové baterie? Kontakt Kamada Power technický tým pro řešení OEM na míru a odborné poradenství.

ČASTO KLADENÉ DOTAZY

1. Co znamená 8S2P u akumulátoru?

8S2P znamená, že akumulátor má 8 článků zapojených sériově a 2 sady paralelně. V této konfiguraci se napětí rovná součtu 8 článků a kapacita je dvojnásobná. Například při použití článků LiFePO4 (3,2 V, 100 Ah) poskytuje 8S2P 25,6 V a 200 Ah, takže je vhodný pro 24V systémy, jako jsou golfové vozíky, lodní baterie a malá solární úložiště.

2. Jaký je rozdíl mezi akumulátory 8S2P, 16S2P a 96S2P?

Hlavní rozdíl spočívá v úrovni napětí a energetické kapacitě.

• 8S2P = 25,6 V, 200 Ah
• 16S2P = 51,2 V, 200 Ah
• 96S2P = 307,2 V, 200 Ah

Více sériových článků zvyšuje napětí, zatímco paralelní články zvyšují kapacita. Vyberte si podle napětí měniče a požadavků na výkon. 96S2P se běžně používá ve vysokonapěťových elektrických vozidlech nebo průmyslových systémech pro ukládání energie.

3. Mám baterie zapojit sériově nebo paralelně?

Pokud potřebujete vyšší napětí, zapojte je do série; pokud potřebujete vyšší kapacitu, zapojte je paralelně.

• Série (S): Přidává napětí (např. pro 48V střídačové systémy)
• Paralelní (P): Zvyšuje kapacitu (delší doba provozu, více ampérhodin)

V praxi většina systémů používá kombinace obou k uspokojení energetických a napěťových potřeb. Vždy zajistěte správnou podporu BMS (systém správy baterií).

4. Jak vypočítám napětí a kapacitu akumulátoru?

Vynásobte počet sériových článků napětím článků a získáte celkové napětí; vynásobte paralelní články kapacitou článků a získáte celkovou kapacitu.

Vzorec:

• Napětí = sériové články × napětí článku
• Kapacita = paralelní články × článek Ah
• Energie = napětí × kapacita ÷ 1000 (v kWh)

Příklad: Baterie 16S2P s články 3,2 V, 100 Ah =

• 51,2 V (16 × 3,2 V)
• 200 Ah (2 × 100 Ah)
• 10,24 kWh (51,2 V × 200 Ah ÷ 1000)

5. Jaká konfigurace baterie je nejlepší pro 48V měnič?

Použijte konfiguraci 16S s bateriemi LiFePO4, která odpovídá 48V měničům. Každý článek LiFePO4 má napětí 3,2 V, takže 16 článků v sérii poskytuje napětí 51,2 V, což je optimální pro 48V vstupy měniče. To je standard u většiny solárních a domácích systémů pro ukládání energie.

6. Mohu v jednom akumulátoru kombinovat sériové a paralelní zapojení?

Ano, kombinace sériového a paralelního zapojení je u akumulátorů běžná. Příklad: 16S2P znamená dvě sady 16 článků zapojených do série a následně paralelně. Míchání však musí být pečlivě vyvážené se správnou BMS, aby se zabránilo přehřátí, nevyváženosti a bezpečnostním rizikům.

7. Je 96S2P vhodný pro domácí skladování energie?

Ne, 96S2P je příliš vysokonapěťový pro typické domácí ESS. Se jmenovitým napětím přes 300 V je určen pro průmyslové skladování energie, síťové aplikace a elektrická vozidla. Domácí systémy ESS obvykle používají konfigurace 16S (51,2 V) nebo 8S (25,6 V) kvůli bezpečnosti a kompatibilitě se střídači.

8. Jak přizpůsobit napětí akumulátorů střídači?

Přizpůsobte výstupní napětí baterie jmenovitému vstupu měniče. Zde je stručný průvodce:

Před finálním nastavením konfigurace akumulátoru si vždy ověřte specifikace měniče.

9. Jaký typ BMS potřebuji pro baterii 96S2P?

Potřebujete vysokonapěťovou BMS dimenzovanou pro nejméně 96 sériových článků s vyvažováním a ochranou až do 307,2 V. Tyto jednotky BMS jsou obvykle navrženy na míru pro průmyslové platformy ESS nebo elektromobilů. Ujistěte se, že BMS podporuje:

• Napěťová a tepelná ochrana
• Aktivní/pasivní vyvažování
• Komunikace CAN/RS485
• Hlášení závad

10. Mohou baterie LiFePO4 a sodíkové baterie používat stejnou konfiguraci?

Ne, sodíkovo-iontová baterie a články LiFePO4 mají různá jmenovitá napětí, takže se liší i jejich sériový počet.

Před použitím sodíko-iontových článků se vždy poraďte s BMS a měničem o kompatibilitě.