At vælge den rette batteripakkekonfiguration er grundlæggende for at designe eller vælge et energilagringssystem. Til anvendelser, der spænder fra gør-det-selv powerbanks til højspændings kommercielle energilagringssystemer (ESS), forstå begreber som 8S2P, 16S2Peller 96S2P har direkte indflydelse på ydeevne, omkostninger, sikkerhed og systemkompatibilitet.
Dette dokument beskriver disse konfigurationer, afklarer serie- og parallelcelleforbindelser og giver vejledning i at vælge den optimale batteripakkeopsætning til specifikke anvendelser.
Hvad betyder 4S1P, 8S2P, 16S2P og 96S2P?
Notationen XSYP beskriver, hvordan celler er forbundet:
- S (serie): Celler forbundet ende-til-ende, hvilket øger det samlede antal Spænding
- P (parallel): Celler forbundet side om side, hvilket øger det samlede antal kapacitet
| Konfiguration | Celler (serie × parallel) | Celler i alt | Typisk spænding | Typisk kapacitet |
|---|
| 4S1P | 4 × 1 | 4 | 12.8V | 1× cellekapacitet |
| 8S2P | 8 × 2 | 16 | 25.6V | 2× cellekapacitet |
| 16S2P | 16 × 2 | 32 | 51.2V | 2× cellekapacitet |
| 96S2P | 96 × 2 | 192 | 307.2V | 2× cellekapacitet |
Typiske anvendelser
- 4S1P: Lille 12v lithium-batteri som autocampere, trollingmotorer eller basale solcellesæt
- 8S2P: Mellemstore 24V solcelleanlæg eller nødstrømsanlæg
- 16S2P: Højkapacitets 48V solcelleanlæg og kommerciel ESS
- 96S2P: Højspændingselektriske køretøjer (EV'er), industriel backup og netlagring
Serie- vs. parallelforbindelser forklaret
Hvad er en serie (S)?
Forbinder celler i serie tilføjer deres spændinger, mens kapaciteten forbliver den samme.
- Et eksempel: Enkelt LiFePO4-celle = 3,2V, 100Ah 4S-pakkespænding = 4 × 3,2V =. 12.8V, kapacitet = 100Ah 16S pakkespænding = 16 × 3,2V = 51.2V, kapacitet = 100Ah
Brugssag: Når dit system kræver højere spænding (f.eks. for at drive invertere eller motorer).
Hvad er parallel (P)?
Forbinder celler i parallel øger kapaciteten, mens spændingen forbliver konstant.
- Et eksempel: Enkeltcelle = 3,2 V, 100 Ah 2P-pakkekapacitet = 2 × 100 Ah =. 200Ah, spænding = 3,2V
Brugssag: Når du vil have længere driftstid eller øget energilagring.
Beregning af spænding, kapacitet og energi
| Parameter | Eksempel (16S2P LiFePO4, 100Ah celler) |
|---|
| Samlet spænding = celle-V × S | 3.2V × 16 = 51.2V |
| Samlet kapacitet = Cellens Ah × P | 100Ah × 2 = 200Ah |
| Samlet energi = V × Ah / 1000 | 51,2V × 200Ah = 10,24 kWh |
Eksempler på batteripakker fra den virkelige verden
| Anvendelse | Konfiguration | Spænding | Kapacitet | Noter |
|---|
| Batteri til autocamper | 4S2P | 12.8V | 200Ah | Perfekt til 12V DC-systemer |
| Hjem ESS | 16S1P | 51.2V | 100Ah | Standard 48V-system |
| Golfvogn | 8S3P | 25.6V | 300Ah | Velegnet til 24V-systemer |
| Industriel ESS | 96S2P | 307.2V | 200Ah | Højspænding, høj energi |
Serie vs. parallel: Hvad skal du vælge?
Serie (højere spænding)
Fordele:
- Leverer højere spænding til kraftige belastninger
- Lavere strøm reducerer ledningsføring og energitab
- Kompatibel med standard inverter-spændingsindgange
Ulemper:
- Kræver præcis BMS-balancering for at forhindre celle-mismatch
- En enkelt cellefejl kan påvirke hele pakken
Parallel (højere kapacitet)
Fordele:
- Øger driftstiden og den samlede energilagring
- Nemmere at udskifte enkelte celler
- Velegnet til lavspænding og høj kapacitet
Ulemper:
- Højere strømstyrke kræver tykkere kabler og bedre køling
- Risiko for ubalance i strømmen på grund af ujævn aldring
Sammenfattende sammenligning
| Funktion | Serie | Parallel |
|---|
| Stigninger | Spænding | Kapacitet |
| Strømforbrug | Lavere | Højere |
| Typisk brug | Motorer, invertere | Reservestrøm, lang driftstid |
| Den største udfordring | Spændingsbalancering | Nuværende afbalancering |
Sikkerhedsbemærkning: Forkert serie-parallel-blanding kan forårsage ubalance i cellerne, termisk løbskhed og BMS-fejl. Rådfør dig altid med eksperter, når du designer batteripakker.
Konfigurationer til LiFePO4- og natrium-ion-celler
Sammenligning af natrium-ion vs. LiFePO4-spænding
- Natrium-ion-batteri Nominel spænding: ~2,8V pr. celle
- LiFePO4 nominel spænding: ~3,2V pr. celle
| Målspænding | Natrium-ion (2,8V) | LiFePO4 (3,2V) |
|---|
| 48V | 18S | 16S |
| 12V | 5S | 4S |
- Flere serieceller: Højere spænding, men kræver komplekse BMS-, isolerings- og sikkerhedsprotokoller
- Flere parallelle celler: Øger kapaciteten, men udfordrer den nuværende balancering og varmestyring
- Overvejelser om design: Serie reducerer ledningsvolumen, men kræver bedre isolering; parallel kræver tykkere kabler og forbedret køling
- Kompatibilitet: Batteripakkens spænding og strøm skal matche inverterens og belastningens specifikationer for effektivitet og sikkerhed
Tilpasning af batteripakker til inverterspænding
| Inverterspænding | Anbefalet konfiguration |
|---|
| 12V | 4S |
| 24V | 8S |
| 48V | 16S |
| 300V+ | 96S+ |
Sådan vælger du den rigtige batterikonfiguration: 5 vigtige spørgsmål besvaret
At vælge den rigtige batterikonfiguration er afgørende for ydeevne, sikkerhed og kompatibilitet med dit system. Her er de 5 vigtigste spørgsmål, du skal besvare, før du beslutter dig.
Vælg den bedste batterikonfiguration:
- Match spænding (S) til din inverter
- Størrelse kapacitet (P) til din runtime og indlæs
- Balance plads, vægt og sikkerhed
- Bekræft fuld Kompatibilitet med din BMS og inverter
For Højspændingsbatteri eller brugerdefinerede energilagringssystemer (f.eks. 96S2P, 48S3P), skal du samarbejde med en professionel Producent af litiumbatterier som kan tilpasse løsningen til dine nøjagtige specifikationer.
1. Hvilken systemspænding kræver din applikation?
Du skal vælge antallet af celler i serie (S) ud fra den ønskede systemspænding.
For eksempel:
- Et 48V-system bruger typisk 16 LiFePO4-celler i serie (16S), hver ved 3,2V, i alt 51.2V.
- Til 24V-systemer skal du bruge 8S (25,6V).
- Industrielle systemer kan kræve højspændingskonfigurationer som 96S til 307,2V.
Tip: Tjek altid inverterens nominelle indgangsspænding for at matche din batteripakke korrekt.
2. Hvor meget batterikapacitet har du brug for?
Kapaciteten (Ah) bestemmer, hvor længe dit batteri kan drive din belastning, og den øges ved hjælp af parallelforbindelser (P).
For eksempel:
- 1P = 100Ah
- 2P = 200Ah (to celler forbundet parallelt)
- 3P = 300Ah
Brug parallelle celler for at forlænge driftstiden eller opfylde høje strømkrav.
Tip: Beregn dit energibehov ved hjælp af: Spænding × kapacitet = samlet energi (Wh).
3. Hvad er din belastnings strømforbrug (kontinuerligt og spidsbelastning)?
Hvis dit system trækker høj kontinuerlig strøm eller spidsstrøm, har du brug for flere parallelle celler for at fordele belastningen sikkert.
Hver celle har en maksimal afladningshastighed. For stor belastning på for få celler kan forårsage overophedning eller systemfejl. En 2P- eller 3P-konfiguration hjælper med at håndtere større belastninger uden at belaste cellerne.
Tip: Tjek både inverterens overspændingsstrøm og motorens opstartsstrøm, når du dimensionerer.
4. Har du plads- eller vægtbegrænsninger?
Ja - den plads, du har til rådighed, kan begrænse, hvor mange celler du kan bruge parallelt eller i serie.
- Flere parallelle celler = mere kapacitet, men også mere vægt og plads.
- Flere serieceller = højere spænding uden at øge den fysiske størrelse så meget.
I autocampere, golfvogne eller på havet betyder kompakt design ofte mere end stor kapacitet.
Tip: Spørg din batteriproducent om modulære eller stabelbare pakkedesigns.
5. Hvad er specifikationerne for din inverter og BMS?
Match altid din batterikonfiguration med din inverter og dit batteristyringssystem (BMS).
Nøglespecifikationer, der skal verificeres:
- Inverterens indgangsspændingsområde
- Maks. kontinuerlig og spidsstrøm
- BMS-understøttet spændingsområde og celleantal
En uoverensstemmelse kan føre til dårlig ydeevne, fejlkoder eller endda systemskader.
Tip: Giv dit inverterdatablad til batterileverandøren, så de kan designe den rigtige pakke.
Konklusion
Når man vælger den rigtige batteripakkekonfiguration, afvejer man spænding, kapacitet, sikkerhed og pris. Serieforbindelser øger spændingen til kraftige belastninger, mens parallelforbindelser forlænger driftstiden og energilagringen. Korrekt design og ekspertrådgivning er afgørende for optimale, sikre og pålidelige batterisystemer.
Brug for eksperthjælp til at designe eller tilpasse din lithium eller Natrium-ion-batteripakke? Kontakt Kamada Power tekniske team for skræddersyede OEM-løsninger og professionel vejledning.
OFTE STILLEDE SPØRGSMÅL
1. Hvad betyder 8S2P i en batteripakke?
8S2P betyder, at batteripakken har 8 celler forbundet i serie og 2 sæt parallelt. I denne konfiguration er spændingen lig med summen af 8 celler, og kapaciteten er fordoblet. Hvis man for eksempel bruger LiFePO4-celler (3,2V, 100Ah), giver 8S2P 25,6V og 200Ahhvilket gør den velegnet til 24V-systemer som golfvogne, skibsbatterier og små solcelleanlæg.
2. Hvad er forskellen på 8S2P, 16S2P og 96S2P batteripakker?
Den største forskel ligger i spændingsniveau og energikapacitet.
- 8S2P = 25,6V, 200Ah
- 16S2P = 51,2V, 200Ah
- 96S2P = 307,2V, 200Ah
Flere serieceller øger Spændingmens parallelle celler øger kapacitet. Vælg ud fra din inverters spænding og effektbehov. 96S2P er almindelig i højspændingsbiler eller industrielle energilagringssystemer.
3. Skal jeg forbinde batterierne i serie eller parallelt?
Forbind i serie, hvis du har brug for højere spænding; forbind parallelt, hvis du har brug for højere kapacitet.
- Serie (S): Tilføjer spænding (f.eks. til 48V invertersystemer)
- Parallel (P): Øger kapaciteten (længere driftstid, flere amperetimer)
I praksis bruger de fleste systemer en En kombination af begge dele for at opfylde energi- og spændingsbehov. Sørg altid for korrekt BMS-understøttelse (batteristyringssystem).
4. Hvordan beregner jeg spændingen og kapaciteten i en batteripakke?
Multiplicer antallet af serieceller med cellespændingen for at få den samlede spænding; multiplicer parallelle celler med cellekapaciteten for at få den samlede kapacitet.
Formel:
- Spænding = serieceller × cellespænding
- Kapacitet = Parallelle celler × Cell Ah
- Energi = spænding × kapacitet ÷ 1000 (i kWh)
Et eksempel: Et 16S2P-batteri med 3,2V, 100Ah-celler =...
- 51,2V (16 × 3,2V)
- 200Ah (2 × 100Ah)
- 10,24 kWh (51,2V × 200Ah ÷ 1000)
5. Hvilken batterikonfiguration er bedst til en 48V inverter?
Brug en 16S-konfiguration med LiFePO4-batterier for at matche 48V-invertere. Hver LiFePO4-celle er på 3,2 V, så 16 celler i serie giver 51,2 V, hvilket er optimalt til 48 V inverterinput. Det er standarden i de fleste solcelle- og energilagringssystemer i hjemmet.
6. Kan jeg blande serie- og parallelforbindelser i en batteripakke?
Ja, det er almindeligt at kombinere serie- og parallelforbindelser i batteripakker. Eksempel: 16S2P betyder to sæt med 16 celler forbundet i serie og derefter parallelt. Blanding skal dog være omhyggeligt afbalanceret med en ordentlig BMS for at undgå overophedning, ubalance og sikkerhedsrisici.
7. Er 96S2P egnet til energilagring i hjemmet?
Nej, 96S2P er for højspændt til en typisk ESS i hjemmet. Med en nominel spænding på over 300 V er den designet til industriel energilagring, applikationer i netskala og elektriske køretøjer. ESS-systemer i hjemmet bruger normalt 16S (51,2V) eller 8S (25,6V) konfigurationer af hensyn til sikkerhed og inverterkompatibilitet.
8. Hvordan tilpasser jeg batteripakkerne til inverterens spænding?
Tilpas batterispændingen nøje til inverterens nominelle input. Her er en hurtig guide:
| Inverterspænding | Anbefalet batteriopsætning |
|---|
| 12V | 4S (12,8V) |
| 24V | 8S (25,6V) |
| 48V | 16S (51,2V) |
| 300V+ | 96S (307.2V) |
Kontrollér altid specifikationerne for din inverter, før du færdiggør konfigurationen af batteripakken.
9. Hvilken type BMS skal jeg bruge til 96S2P-batteripakken?
Du skal bruge en højspændings-BMS, der er beregnet til mindst 96 serieceller, med afbalancering og beskyttelse op til 307,2 V. Disse BMS-enheder er normalt specialdesignede til industrielle ESS eller elektriske køretøjsplatforme. Sørg for, at BMS'en understøtter:
- Spænding og termisk beskyttelse
- Aktiv/passiv afbalancering
- CAN/RS485-kommunikation
- Rapportering af fejl
10. Kan LiFePO4- og natrium-ion-batterier bruge samme konfiguration?
Nej, Natrium-ion-batteri og LiFePO4-celler har forskellige nominelle spændinger, så antallet af serier er forskelligt.
| Batteritype | Nominel spænding | 48V-systemkonfiguration |
|---|
| LiFePO4 | 3.2V | 16S |
| Natrium-ion | 2.8V | 18S |
Bekræft altid kompatibiliteten med din BMS og inverter, før du bruger natrium-ion-celler.