Memilih konfigurasi paket baterai yang sesuai adalah hal yang mendasar untuk merancang atau memilih sistem penyimpanan energi. Untuk aplikasi mulai dari bank daya DIY hingga tegangan tinggi sistem penyimpanan energi komersial (ESS), memahami istilah-istilah seperti 8S2P, 16S2Patau 96S2P secara langsung berdampak pada kinerja, biaya, keamanan, dan kompatibilitas sistem.
Dokumen ini merinci konfigurasi ini, memperjelas koneksi sel seri dan paralel, dan memberikan panduan untuk memilih pengaturan paket baterai yang optimal untuk aplikasi tertentu.
Apa Arti 4S1P, 8S2P, 16S2P, dan 96S2P?
Notasi XSYP menjelaskan bagaimana sel terhubung:
- S (Seri): Sel yang terhubung dari ujung ke ujung, meningkatkan total tegangan
- P (Paralel): Sel-sel yang terhubung berdampingan, meningkatkan total kapasitas
| Konfigurasi | Sel (Seri × Paralel) | Total Sel | Tegangan Khas | Kapasitas Khas |
|---|
| 4S1P | 4 × 1 | 4 | 12.8V | 1 × kapasitas sel |
| 8S2P | 8 × 2 | 16 | 25.6V | 2 × kapasitas sel |
| 16S2P | 16 × 2 | 32 | 51.2V | 2 × kapasitas sel |
| 96S2P | 96 × 2 | 192 | 307.2V | 2 × kapasitas sel |
Aplikasi Khas
- 4S1P: Kecil Baterai lithium 12v seperti RV, motor trolling, atau peralatan tenaga surya dasar
- 8S2P: Penyimpanan tenaga surya 24V berukuran sedang atau sistem tenaga cadangan
- 16S2P: Pengaturan surya 48V berkapasitas tinggi dan ESS komersial
- 96S2P: Kendaraan listrik bertegangan tinggi (EV), cadangan industri, dan penyimpanan jaringan
Penjelasan Sambungan Seri vs Paralel
Apa yang dimaksud dengan Seri (S)?
Menghubungkan sel dalam seri menambahkan voltase mereka sementara kapasitasnya tetap sama.
- Contoh: Sel LiFePO4 tunggal = 3.2V, tegangan paket 100Ah 4S = 4 × 3.2V = 12.8Vkapasitas = 100Ah 16S tegangan paket = 16 × 3.2V = 51.2V, kapasitas = 100Ah
Kasus penggunaan: Ketika sistem Anda membutuhkan tegangan yang lebih tinggi (misalnya, menyalakan inverter atau motor).
Apakah yang dimaksud dengan Paralel (P)?
Menghubungkan sel dalam paralel menambah kapasitas sementara tegangan tetap konstan.
- Contoh: Sel tunggal = 3.2V, kapasitas paket 2P 100Ah = 2 × 100Ah = 200Ah, tegangan = 3.2V
Kasus penggunaan: Apabila Anda menginginkan waktu kerja yang lebih lama atau penyimpanan energi yang lebih besar.
Menghitung Tegangan, Kapasitas, dan Energi
| Parameter | Contoh (16S2P LiFePO4, sel 100Ah) |
|---|
| Tegangan Total = Sel V × S | 3.2V × 16 = 51.2V |
| Kapasitas Total = Sel Ah × P | 100Ah × 2 = 200Ah |
| Total Energi = V × Ah / 1000 | 51.2V × 200Ah = 10,24 kWh |
Contoh Paket Baterai Dunia Nyata
| Aplikasi | Konfigurasi | Tegangan | Kapasitas | Catatan |
|---|
| Baterai RV | 4S2P | 12.8V | 200Ah | Sempurna untuk sistem 12V DC |
| Beranda ESS | 16S1P | 51.2V | 100Ah | Sistem 48V standar |
| Kereta Golf | 8S3P | 25.6V | 300Ah | Cocok untuk sistem 24V |
| ESS Industri | 96S2P | 307.2V | 200Ah | Tegangan tinggi, energi tinggi |
Seri vs Paralel: Mana yang Harus Anda Pilih?
Seri (Tegangan Lebih Tinggi)
Keuntungan:
- Menghadirkan tegangan yang lebih tinggi untuk beban yang kuat
- Arus yang lebih rendah mengurangi pengukur kabel dan kehilangan energi
- Kompatibel dengan input tegangan inverter standar
Kekurangan:
- Membutuhkan penyeimbangan BMS yang tepat untuk mencegah ketidakcocokan sel
- Kegagalan satu sel dapat berdampak pada seluruh paket
Paralel (Kapasitas Lebih Tinggi)
Keuntungan:
- Meningkatkan waktu kerja dan penyimpanan energi secara keseluruhan
- Lebih mudah untuk mengganti sel individual
- Cocok untuk tegangan rendah, kebutuhan kapasitas tinggi
Kekurangan:
- Arus yang lebih tinggi membutuhkan kabel yang lebih tebal dan pendinginan yang lebih baik
- Risiko ketidakseimbangan saat ini karena penuaan yang tidak merata
Perbandingan Ringkasan
| Fitur | Seri | Paralel |
|---|
| Meningkat | Tegangan | Kapasitas |
| Penarikan Saat Ini | Lebih rendah | Lebih tinggi |
| Penggunaan Khas | Motor, inverter | Daya cadangan, waktu kerja yang lama |
| Tantangan Utama | Penyeimbangan tegangan | Penyeimbangan saat ini |
Catatan keamanan: Pencampuran seri-paralel yang tidak tepat dapat menyebabkan ketidakseimbangan sel, pelarian termal, dan kesalahan BMS. Selalu konsultasikan dengan para ahli saat merancang kemasan baterai.
Konfigurasi untuk Sel LiFePO4 dan Sel Natrium-ion
Perbandingan Tegangan Sodium-ion vs LiFePO4
| Tegangan Target | Ion natrium (2,8V) | LiFePO4 (3.2V) |
|---|
| 48V | 18S | 16S |
| 12V | 5S | 4S |
- Lebih banyak Sel Seri: Tegangan yang lebih tinggi tetapi membutuhkan BMS, isolasi, dan protokol keselamatan yang kompleks
- Lebih Banyak Sel Paralel: Meningkatkan kapasitas tetapi menantang penyeimbangan arus dan manajemen termal
- Pertimbangan Desain: Seri mengurangi jumlah kabel yang banyak tetapi menuntut insulasi yang lebih baik; paralel membutuhkan kabel yang lebih tebal dan pendinginan yang lebih baik
- Kompatibilitas: Tegangan dan arus baterai harus sesuai dengan spesifikasi inverter dan beban untuk efisiensi dan keamanan
Mencocokkan Paket Baterai dengan Tegangan Inverter
| Tegangan Inverter | Konfigurasi yang Disarankan |
|---|
| 12V | 4S |
| 24V | 8S |
| 48V | 16S |
| 300V+ | 96S+ |
Bagaimana Memilih Konfigurasi Baterai yang Tepat: 5 Pertanyaan Kunci Terjawab
Memilih konfigurasi baterai yang tepat sangat penting untuk performa, keamanan, dan kompatibilitas dengan sistem Anda. Berikut ini adalah 5 pertanyaan teratas yang harus Anda jawab sebelum memutuskan.
memilih konfigurasi baterai terbaik:
- Cocok tegangan (S) ke inverter Anda
- Ukuran kapasitas (P) ke runtime dan beban Anda
- Keseimbangan ruang, berat, dan keamanan
- Konfirmasi penuh kompatibilitas dengan BMS dan inverter Anda
Untuk baterai tegangan tinggi atau sistem penyimpanan energi khusus (mis., 96S2P, 48S3P), bekerja sama dengan seorang profesional produsen baterai lithium yang dapat menyesuaikan solusi dengan spesifikasi yang tepat untuk Anda.
1. Berapa voltase sistem yang dibutuhkan aplikasi Anda?
Anda harus memilih jumlah sel dalam seri (S) berdasarkan tegangan sistem yang diperlukan.
Sebagai contoh:
- Sistem 48V biasanya menggunakan 16 sel LiFePO4 dalam seri (16S), masing-masing pada 3,2V, dengan total 51.2V.
- Untuk sistem 24V, gunakan 8S (25,6V).
- Sistem industri mungkin memerlukan konfigurasi tegangan tinggi seperti 96S untuk 307.2V.
Tip: Selalu periksa tegangan input pengenal inverter agar sesuai dengan baterai Anda dengan benar.
2. Berapa kapasitas baterai yang Anda butuhkan?
Kapasitas (Ah) menentukan berapa lama baterai Anda dapat memberi daya pada beban Anda dan ditingkatkan melalui koneksi paralel (P).
Sebagai contoh:
- 1P = 100Ah
- 2P = 200Ah (dua sel yang terhubung secara paralel)
- 3P = 300Ah
Gunakan sel paralel untuk memperpanjang waktu kerja atau memenuhi permintaan arus tinggi.
Tip: Hitung kebutuhan energi Anda menggunakan: Tegangan × Kapasitas = Total Energi (Wh).
3. Berapa penarikan arus beban Anda (kontinu dan puncak)?
Jika sistem Anda menarik arus kontinu atau arus puncak yang tinggi, Anda memerlukan lebih banyak sel paralel untuk mendistribusikan beban dengan aman.
Setiap sel memiliki tingkat pelepasan maksimum. Terlalu banyak beban pada sel yang terlalu sedikit dapat menyebabkan panas berlebih atau kegagalan sistem. Konfigurasi 2P atau 3P membantu menangani beban yang lebih besar tanpa membebani sel.
Tip: Periksa arus lonjakan inverter dan arus penyalaan motor saat mengukur.
4. Apakah Anda memiliki keterbatasan ruang atau berat badan?
Ya-ruang yang tersedia dapat membatasi berapa banyak sel yang dapat Anda gunakan secara paralel atau seri.
- Lebih banyak sel paralel = kapasitas lebih besar tetapi juga lebih berat dan lebih luas.
- Lebih banyak sel seri = tegangan yang lebih tinggi tanpa meningkatkan ukuran fisik.
Pada RV, mobil golf, atau pengaturan kelautan, desain yang ringkas sering kali lebih penting daripada kapasitas yang besar.
Tip: Tanyakan kepada produsen baterai Anda tentang desain kemasan modular atau yang dapat ditumpuk.
5. Apa spesifikasi inverter dan BMS Anda?
Selalu sesuaikan konfigurasi baterai Anda dengan inverter dan sistem manajemen baterai (BMS).
Spesifikasi utama yang harus diverifikasi:
- Kisaran tegangan input inverter
- Arus maksimum kontinu dan arus puncak
- Rentang tegangan dan jumlah sel yang didukung BMS
Ketidaksesuaian dapat menyebabkan kinerja yang buruk, kode kesalahan, atau bahkan kerusakan sistem.
Tip: Berikan lembar data inverter Anda kepada pemasok baterai untuk desain kemasan yang tepat.
Kesimpulan
Memilih konfigurasi paket baterai yang tepat akan menyeimbangkan tegangan, kapasitas, keamanan, dan biaya. Sambungan seri meningkatkan voltase untuk beban yang kuat, sementara sambungan paralel memperpanjang waktu kerja dan penyimpanan energi. Desain yang tepat dan saran ahli sangat penting untuk sistem baterai yang optimal, aman, dan andal.
Perlu bantuan ahli untuk merancang atau menyesuaikan lithium atau paket baterai natrium-ion? Hubungi Kamada Power tim teknis untuk solusi OEM yang disesuaikan dan panduan profesional.
PERTANYAAN YANG SERING DIAJUKAN
1. Apa arti 8S2P dalam kemasan baterai?
8S2P berarti paket baterai memiliki 8 sel yang terhubung secara seri dan 2 set secara paralel. Dalam konfigurasi ini, voltase sama dengan jumlah 8 sel, dan kapasitasnya menjadi dua kali lipat. Misalnya, dengan menggunakan sel LiFePO4 (3.2V, 100Ah), 8S2P menyediakan 25.6V dan 200Ahsehingga cocok untuk sistem 24V seperti mobil golf, baterai kelautan, dan penyimpanan tenaga surya kecil.
2. Apa perbedaan antara kemasan baterai 8S2P, 16S2P, dan 96S2P?
Perbedaan utama terletak pada level voltase dan kapasitas energi.
- 8S2P = 25.6V, 200Ah
- 16S2P = 51.2V, 200Ah
- 96S2P = 307.2V, 200Ah
Lebih banyak sel seri meningkat tegangan, sementara sel paralel meningkat kapasitas. Pilih berdasarkan tegangan inverter dan kebutuhan daya Anda. 96S2P umum digunakan pada EV tegangan tinggi atau sistem penyimpanan energi industri.
3. Haruskah saya menghubungkan baterai secara seri atau paralel?
Sambungkan secara seri jika Anda membutuhkan tegangan yang lebih tinggi; sambungkan secara paralel jika Anda membutuhkan kapasitas yang lebih tinggi.
- Seri (S): Menambahkan tegangan (misalnya, untuk sistem inverter 48V)
- Paralel (P): Menambah kapasitas (waktu kerja yang lebih lama, lebih banyak amp-jam)
Dalam praktiknya, sebagian besar sistem menggunakan kombinasi keduanya untuk memenuhi kebutuhan energi dan voltase. Selalu pastikan dukungan BMS (sistem manajemen baterai) yang tepat.
4. Bagaimana cara menghitung voltase dan kapasitas baterai?
Kalikan jumlah sel seri dengan tegangan sel untuk tegangan total; kalikan sel paralel dengan kapasitas sel untuk kapasitas total.
Formula:
- Tegangan = Sel seri × Tegangan sel
- Kapasitas = Sel paralel × Sel Ah
- Energi = Tegangan × Kapasitas ÷ 1000 (dalam kWh)
Contoh: Baterai 16S2P yang menggunakan sel 3.2V, 100Ah =
- 51.2V (16 × 3.2V)
- 200Ah (2 × 100Ah)
- 10,24 kWh (51,2V × 200Ah ÷ 1000)
5. Konfigurasi baterai apa yang terbaik untuk inverter 48V?
Gunakan konfigurasi 16S dengan baterai LiFePO4 untuk mencocokkan inverter 48V. Setiap sel LiFePO4 adalah 3.2V, jadi 16 sel dalam seri menyediakan 51.2V, yang optimal untuk input inverter 48V. Ini adalah standar di sebagian besar sistem penyimpanan energi surya dan rumah.
6. Dapatkah saya mencampur koneksi seri dan paralel dalam satu paket baterai?
Ya, menggabungkan koneksi seri dan paralel adalah hal yang umum pada kemasan baterai. Contoh: 16S2P berarti dua set 16 sel yang dihubungkan secara seri, kemudian diparalelkan. Namun, pencampuran harus seimbang dengan hati-hati dengan BMS yang tepat untuk menghindari panas berlebih, ketidakseimbangan, dan risiko keselamatan.
7. Apakah 96S2P cocok untuk penyimpanan energi di rumah?
Tidak, 96S2P terlalu bertegangan tinggi untuk ESS rumah pada umumnya. Dengan tegangan nominal lebih dari 300V, ESS dirancang untuk penyimpanan energi industri, aplikasi skala jaringan, dan kendaraan listrik. Sistem ESS rumahan biasanya menggunakan konfigurasi 16S (51.2V) atau 8S (25.6V) untuk keamanan dan kompatibilitas inverter.
8. Bagaimana cara mencocokkan paket baterai dengan tegangan inverter?
Sesuaikan output tegangan baterai dengan input pengenal inverter Anda. Berikut adalah panduan singkatnya:
| Tegangan Inverter | Pengaturan Baterai yang Direkomendasikan |
|---|
| 12V | 4S (12.8V) |
| 24V | 8S (25,6V) |
| 48V | 16S (51,2V) |
| 300V+ | 96S (307,2V) |
Selalu lakukan verifikasi dengan spesifikasi inverter Anda sebelum menyelesaikan konfigurasi paket baterai.
9. Jenis BMS apa yang saya perlukan untuk paket baterai 96S2P?
Anda memerlukan BMS tegangan tinggi yang memiliki nilai minimal 96 sel seri, dengan penyeimbangan dan perlindungan hingga 307,2V. Unit BMS ini biasanya dirancang khusus untuk ESS industri atau platform kendaraan listrik. Pastikan BMS mendukung:
- Perlindungan tegangan dan termal
- Penyeimbangan aktif/pasif
- Komunikasi CAN / RS485
- Pelaporan kesalahan
10. Dapatkah baterai LiFePO4 dan baterai natrium-ion menggunakan konfigurasi yang sama?
Tidak, baterai natrium-ion dan sel LiFePO4 memiliki tegangan nominal yang berbeda, sehingga jumlah seri pun berbeda.
| Jenis Baterai | Tegangan Nominal | Konfigurasi Sistem 48V |
|---|
| LiFePO4 | 3.2V | 16S |
| Natrium-ion | 2.8V | 18S |
Selalu konfirmasikan kompatibilitas BMS dan inverter Anda sebelum menggunakan sel natrium-ion.