Comparez les packs de batteries 8S2P, 16S2P, 96S2P : Lesquels choisir ?

La sélection de la configuration appropriée du bloc-batterie est fondamentale pour la conception ou le choix d'un système de stockage d'énergie. Pour des applications allant des banques d'alimentation pour bricoleurs aux systèmes de stockage d'énergie à haute tension, il est essentiel de choisir une configuration de batterie appropriée. systèmes commerciaux de stockage de l'énergie (ESS), en comprenant des termes tels que 8S2P, 16S2Pou 96S2P a un impact direct sur les performances, le coût, la sécurité et la compatibilité des systèmes.

Ce document détaille ces configurations, clarifie les connexions des cellules en série et en parallèle, et fournit des conseils pour sélectionner la configuration optimale du bloc-batterie pour des applications spécifiques.

Que signifient 4S1P, 8S2P, 16S2P et 96S2P ?

La notation XSYP décrit la façon dont les cellules sont connectées :

• S (Série) : Cellules connectées de bout en bout, ce qui augmente le total tension
• P (parallèle) : Les cellules sont connectées côte à côte, ce qui augmente le nombre total de cellules. capacité

Applications typiques

• 4S1P : Petit Batterie lithium 12v comme les véhicules récréatifs, les moteurs de pêche à la traîne ou les kits solaires de base
• 8S2P : Systèmes de stockage solaire ou d'alimentation de secours 24V de taille moyenne
• 16S2P : Installations solaires 48V à haute capacité et ESS commerciaux
• 96S2P : Véhicules électriques à haute tension (VE), sauvegarde industrielle et stockage en réseau

Explication des connexions en série et en parallèle

Qu'est-ce qu'une série (S) ?

Connecter les cellules en série ajoute leur tension alors que la capacité reste la même.

• Exemple : Une seule cellule LiFePO4 = 3,2V, tension du pack 4S de 100Ah = 4 × 3,2V = 12.8Vcapacité = 100Ah 16S tension du pack = 16 × 3.2V = 51.2Vcapacité = 100Ah

Cas d'utilisation : Lorsque votre système nécessite une tension plus élevée (par exemple, pour alimenter des onduleurs ou des moteurs).

Qu'est-ce que le parallèle (P) ?

Connecter les cellules en parallèle ajoute de la capacité alors que la tension reste constante.

• Exemple : Cellule unique = 3,2V, 100Ah Capacité du pack 2P = 2 × 100Ah = 200Ahtension = 3,2V

Cas d'utilisation : Lorsque vous souhaitez bénéficier d'une plus grande autonomie ou d'un stockage d'énergie plus important.

Calcul de la tension, de la capacité et de l'énergie

Exemples concrets de blocs-batteries

Série ou parallèle : Lequel choisir ?

Série (tension plus élevée)

Avantages :

• Délivre une tension plus élevée pour les charges puissantes
• Le courant plus faible réduit la taille du câblage et la perte d'énergie.
• Compatible avec les entrées de tension standard des onduleurs

Inconvénients :

• Nécessite un équilibrage précis du BMS afin d'éviter une mauvaise adaptation des cellules.
• La défaillance d'une seule cellule peut avoir un impact sur l'ensemble du pack

Parallèle (capacité supérieure)

Avantages :

• Augmentation de la durée de fonctionnement et du stockage global de l'énergie
• Plus facile de remplacer les cellules individuelles
• Convient aux besoins en basse tension et en haute capacité

Inconvénients :

• Un courant plus élevé nécessite des câbles plus épais et un meilleur refroidissement
• Risque de déséquilibre du courant en raison d'un vieillissement inégal

Comparaison sommaire

Note de sécurité : Un mauvais mélange série-parallèle peut entraîner un déséquilibre des cellules, un emballement thermique et des défaillances du BMS. Il convient de toujours consulter des experts lors de la conception de batteries.

Configurations des cellules LiFePO4 et des cellules ioniques à sodium

Comparaison des tensions entre ions sodium et LiFePO4

• Batterie sodium-ion tension nominale : ~2,8V par cellule
• Tension nominale LiFePO4 : ~3,2V par cellule

Impact de la configuration sur la performance, le coût et la sécurité

• Plus de cellules de série : Tension plus élevée, mais nécessite des protocoles complexes en matière de BMS, d'isolation et de sécurité.
• Plus de cellules parallèles : Augmentation de la capacité, mais défis pour l'équilibrage actuel et la gestion thermique
• Considérations relatives à la conception : La série réduit l'encombrement du câblage mais exige une meilleure isolation ; le parallèle nécessite des câbles plus épais et un meilleur refroidissement.
• Compatibilité : La tension et le courant de la batterie doivent correspondre aux spécifications de l'onduleur et de la charge pour des raisons d'efficacité et de sécurité.

Adaptation des batteries à la tension de l'onduleur

Comment choisir la bonne configuration de batterie : Réponses à 5 questions clés

Le choix de la bonne configuration de batterie est essentiel pour la performance, la sécurité et la compatibilité avec votre système. Voici les 5 principales questions auxquelles vous devez répondre avant de prendre une décision.

choisir la meilleure configuration de batterie :

• Correspondance tension (S) à votre onduleur
• Taille capacité (P) à votre moteur d'exécution et chargez
• Équilibre l'espace, le poids et la sécurité
• Confirmer l'intégralité compatibilité avec votre BMS et votre onduleur

Pour batterie haute tension ou des systèmes de stockage d'énergie personnalisés (par exemple, 96S2P, 48S3P), il convient de travailler avec un professionnel. fabricant de piles au lithium qui peut adapter la solution à vos spécifications exactes.

1. Quelle est la tension du système requise pour votre application ?

Vous devez choisir le nombre de cellules en série (S) en fonction de la tension requise pour votre système.

Par exemple :

• Un système de 48V utilise généralement 16 cellules LiFePO4 en série (16S), chacun à 3,2V, pour un total de 51.2V.
• Pour les systèmes 24V, utilisez 8S (25,6V).
• Les systèmes industriels peuvent nécessiter des configurations à haute tension telles que 96S pour 307.2V.

Conseil : Vérifiez toujours la tension d'entrée nominale de l'onduleur afin d'adapter correctement votre batterie.

2. Quelle est la capacité de la batterie dont vous avez besoin ?

La capacité (Ah) détermine la durée pendant laquelle votre batterie peut alimenter votre charge et est augmentée par des connexions en parallèle (P).

Par exemple :

• 1P = 100Ah
• 2P = 200Ah (deux cellules connectées en parallèle)
• 3P = 300Ah

Utilisez des cellules en parallèle pour prolonger l'autonomie ou répondre à des demandes de courant élevé.

Conseil : Calculez vos besoins en énergie à l'aide de la formule suivante : Tension × Capacité = Énergie totale (Wh).

3. Quelle est la consommation de courant de votre charge (en continu et en crête) ?

Si votre système consomme un courant continu ou de pointe élevé, vous avez besoin d'un plus grand nombre de cellules parallèles pour répartir la charge en toute sécurité.

Chaque cellule a un taux de décharge maximum. Une charge trop importante sur un nombre insuffisant de cellules peut entraîner une surchauffe ou une défaillance du système. Une configuration 2P ou 3P permet de gérer des charges plus importantes sans solliciter les cellules.

Conseil : Lors du dimensionnement, vérifiez le courant de surtension de l'onduleur et le courant de démarrage du moteur.

4. Avez-vous des contraintes d'espace ou de poids ?

Oui, l'espace disponible peut limiter le nombre de cellules que vous pouvez utiliser en parallèle ou en série.

• Plus de cellules parallèles = plus de capacité mais aussi plus de poids et d'espace.
• Plus de cellules en série = tension plus élevée sans augmentation de la taille physique.

Dans les véhicules de loisirs, les voiturettes de golf ou les bateaux, la conception compacte est souvent plus importante que la grande capacité.

Conseil : Demandez à votre fabricant de batteries de vous proposer des packs modulaires ou empilables.

5. Quelles sont les spécifications de votre onduleur et de votre BMS ?

Adaptez toujours la configuration de votre batterie à votre onduleur et à votre système de gestion de la batterie (BMS).

Spécifications clés à vérifier :

• Plage de tension d'entrée de l'onduleur
• Courant maximal continu et de pointe
• Plage de tension et nombre de cellules pris en charge par le BMS

Une inadéquation peut entraîner des performances médiocres, des codes d'erreur, voire des dommages au système.

Conseil : Fournissez la fiche technique de votre onduleur au fournisseur de la batterie pour une conception correcte du pack.

Conclusion

Le choix de la bonne configuration du bloc-batterie permet d'équilibrer la tension, la capacité, la sécurité et le coût. Les connexions en série augmentent la tension pour les charges puissantes, tandis que les connexions en parallèle prolongent l'autonomie et le stockage de l'énergie. Une conception correcte et les conseils d'un expert sont essentiels pour obtenir des systèmes de batteries optimaux, sûrs et fiables.

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FAQ

1. Que signifie 8S2P dans une batterie ?

8S2P signifie que la batterie comporte 8 éléments connectés en série et 2 ensembles en parallèle. Dans cette configuration, la tension est égale à la somme des 8 cellules et la capacité est doublée. Par exemple, en utilisant des cellules LiFePO4 (3,2V, 100Ah), 8S2P fournit 25,6V et 200AhIl convient donc aux systèmes 24V tels que les voiturettes de golf, les batteries marines et les petits systèmes de stockage solaire.

2. Quelle est la différence entre les batteries 8S2P, 16S2P et 96S2P ?

La principale différence réside dans le niveau de tension et la capacité énergétique.

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

Plus de cellules en série augmentent tensiontandis que les cellules parallèles augmentent capacité. Choisissez en fonction de la tension de votre onduleur et de vos besoins en énergie. Le 96S2P est couramment utilisé dans les systèmes de stockage d'énergie à haute tension pour les véhicules électriques ou dans l'industrie.

3. Dois-je connecter les batteries en série ou en parallèle ?

Connectez en série si vous avez besoin d'une tension plus élevée ; connectez en parallèle si vous avez besoin d'une capacité plus élevée.

• Série (S) : Ajoute de la tension (par exemple, pour les systèmes d'onduleurs de 48V)
• Parallèle (P) : Augmentation de la capacité (durée d'utilisation plus longue, plus d'ampères-heures)

Dans la pratique, la plupart des systèmes utilisent un combinaison des deux pour répondre aux besoins en énergie et en tension. Veillez toujours à ce que le système de gestion de la batterie (BMS) soit correctement pris en charge.

4. Comment calculer la tension et la capacité d'une batterie ?

Multiplier le nombre de cellules en série par la tension de la cellule pour obtenir la tension totale ; multiplier les cellules en parallèle par la capacité de la cellule pour obtenir la capacité totale.

Formule :

• Tension = Cellules en série × Tension de la cellule
• Capacité = cellules parallèles × cellule Ah
• Énergie = Tension × Capacité ÷ 1000 (en kWh)

Exemple : Une batterie 16S2P utilisant des éléments de 3,2V, 100Ah =

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

5. Quelle est la meilleure configuration de batterie pour un onduleur 48V ?

Utilisez une configuration 16S avec des batteries LiFePO4 pour correspondre aux onduleurs 48V. Chaque cellule LiFePO4 a une tension de 3,2V, donc 16 cellules en série fournissent 51,2V, ce qui est optimal pour des entrées d'onduleur de 48V. C'est la norme dans la plupart des systèmes de stockage d'énergie solaire et domestique.

6. Puis-je mélanger des connexions en série et en parallèle dans un même bloc-batterie ?

Oui, la combinaison de connexions en série et en parallèle est courante dans les batteries. Exemple : 16S2P signifie deux ensembles de 16 cellules connectées en série, puis en parallèle. Cependant, le mélange doit être soigneusement équilibré avec un BMS approprié pour éviter la surchauffe, le déséquilibre et les risques de sécurité.

7. Le 96S2P est-il adapté au stockage d'énergie à domicile ?

Non, la 96S2P est trop haute tension pour les systèmes domestiques ESS typiques. Avec une tension nominale de plus de 300 V, il est conçu pour le stockage industriel de l'énergie, les applications à l'échelle du réseau et les véhicules électriques. Les systèmes ESS domestiques utilisent généralement des configurations 16S (51,2V) ou 8S (25,6V) pour des raisons de sécurité et de compatibilité avec les onduleurs.

8. Comment adapter les batteries à la tension de l'onduleur ?

Faites correspondre étroitement la tension de sortie de la batterie à la tension d'entrée nominale de votre onduleur. Voici un guide rapide :

Vérifiez toujours les spécifications de votre onduleur avant de finaliser la configuration de la batterie.

9. De quel type de BMS ai-je besoin pour la batterie 96S2P ?

Vous avez besoin d'un BMS haute tension conçu pour au moins 96 cellules en série, avec équilibrage et protection jusqu'à 307,2V. Ces unités BMS sont généralement conçues sur mesure pour les plates-formes ESS industrielles ou les véhicules électriques. Assurez-vous que le BMS est compatible :

• Protection contre la tension et la chaleur
• Équilibrage actif/passif
• Communication CAN/RS485
• Signalement des défaillances

10. Les batteries LiFePO4 et sodium-ion peuvent-elles utiliser la même configuration ?

Non, batterie sodium-ion et les cellules LiFePO4 ont des tensions nominales différentes, de sorte que le comptage en série diffère.

Vérifiez toujours la compatibilité de votre BMS et de votre onduleur avant d'utiliser des cellules sodium-ion.